城市轨道交通信号系统概述.pdf

城市轨道交通信号系统概述城市轨道交通信号系统是实现行车指挥、列车运行监控和管理所需技术措施及配套装备的集合体。现代大运量城市轨道交通信号系统是整个城市轨道交通自动控制系统中的重要组成部分，完成并保证列车和乘客的安全，实现列车快速、高密度、有序运行的功能。其核心是列车自动控制(ATC)系统，它由计算机联锁、列车自动防护(ATP)子系统、列车自动驾驶(ATO)子系统和列车自动监控(ATS)子系统组成，各子系统之间相互渗透，实现地面控制与车上控制相结合、就地控制与中央控制相结合，构成了一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的自动控制系统。信号系统设备必须具备较高的安全性、可靠性和可用性，凡涉及行车安全的设备必须符合故障一安全的原则。主要行车指挥设备的计算机系统应采用双机热备、联锁、地面ATP子系统等安全设备，计算机系统应采用“三取二”或“二取二”预热备用的安全型冗余计算机系统。第一节城市轨道交通信号系统的组成自城市轨道交通问世以来，其安全程度和载客能力不断得到提高，信号系统也不断完善和得到发展。随着经济的发展世界各国城市人口急剧膨胀对城市轨道交通的载客能力提出了越来越高的要求，最重要而有效的措施就是缩短列车运行间隔。在这种情况下，随着计算机技术的飞速发展，城市轨道交通信号技术日趋成熟，成为城市轨道交通不可缺少的组成部分。一、城市轨道交通信号系统的基本组成从设备分布来看，城市轨道交通的信号系统通常由列车运行自动控制(ATC)系统和车辆段信号控制系统两大部分组成，用于列车进路控制、列车间隔控制、调度指挥、信息管理、设备状况监测及维护管理，由此构成了一个高效的综合自动化系统，如图3-1所示。1．列车运行自动控制系统列车运行自动控制系统(ATC)包括列车自动防护(ATP)、列车自动运行(ATO)及列车自动监控(AB)三个系统,简称。系统需设置行车控制中心,沿线各车站设计为区域性联锁,其设备放在控制站(一般为有岔站),列车上安装有车载控制设备。控制中心与控制站通过有线数据通信网连接,控制中心与列车之间可采用无线通信进行信息交换。ATC系统直接与列车运行有关,因此ATC系统中的数据传输要求比一般通信系统的安全性、可靠性、实时性更高。ATC地面设备分布如图3-2所示(不同制式的ATC设备组成可能不同,本图以西门子公司的ATC为例)。⑴ATP子系统ATP子系到的功能是对列车运行进行超速防护,对与安全有关的设备实行监控,实现列车位置检测,保证列车间的安全间隔,保证列车在安全速度下运行,完成信号显示、故障报警、降级提示、列车参数和线路参数的输入,与ATS、ATO及车辆系统接口并进行信息交换。图3－1城市轨道交通的信号系统框图ATP子系统不断将从地面获得的前行列车位置信息、线路信息、前方目标点的距离和允许速度信息等通过轨道电路等传至车上,由车载设备计算得到当前所允许的速度,或由行车指挥中心计算出目标速度传至车上,由车载设备测得实际运行速度,依此来对列车速度实行监督,使之始终在安全速度下运行,以缩短列车运行间隔,保证行车安全。采用轨道电路传送ATP信息时,ATP子系统由设于控制站的轨旁单元、设于线路上各轨道电路分界点的调谐单元和车载ATP设备组成,并包括与ATS、ATO、联锁设备的接口设备。⑵ATO子系统ATO子系统主要用实现地对车控制即用地面信息实现对列车驱动、制动的控制,包括列车自动折返,根据控制中心的指令使列车按最佳工况正点、安全、平稳地运行,自动完成对列车的启动、牵引、惰行和制动,传送车门和屏蔽门同步开关信号。使用ATO后,可使列车经常处于最佳运行状态,避免了不必要的、过于剧烈的加速和减速,因此明显提高了乘客的舒适度,提高了列车正点率并减少了能量消耗和轮轨磨损。ATO子系统包括车载ATO单元和地面设备两部分。地面设备有站台电缆环路、车地通信设备(TWC)以及与ATP、联锁系统的接口设备。⑶ATS子系统ATS子系统主要实现对列车运行的监督和控制,辅助调度人员对全线列车进行管理,其功能包括:调度区段内列车运行情况的集中监视与控制,监测进路控制、列车间隔控制设备的工作,按行车计划自动控制道旁信号设备以接发列车,列车运行实迹的自动记录,时刻表自动生成、显示、修改和优化,运行数据统计及报表自动生成,设备运行状态监测,设备状态及调度员操作记录,运输计划管理等,还具有列车车次号自动传递等功能。ATS子系统包括控制中心设备和ATS车站、车辆段分机。控制中心ATS设备有中心计算机系统、工作站、显示屏、绘图仪、打印机、UPS等。每个控制站设一台ATS分机,用于采集车站设备的信息和传送控制命令,并实现车站进路自动控制功能。车辆段ATS分机用于采集车辆段内库线的列车占用情况及进/出车辆段的列车信号机的状态。此外,在ATC范围内的各正线控制