城市轨道交通信号系统自动闭塞技术的研究

《移动闭塞信号系统介绍》一、信号闭塞的基本概念所谓闭塞就是指利用信号设备把铁路线路人为地划分成若干个物理上或逻辑上的闭塞分区，以满足安全行车间隔和提高运输效率的要求。

目前，信号闭塞原则是按照atp/ato制式来划分的，基本上可以分为三类，即：固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。

二、各种信号闭塞制式在城市轨道交通中的发展应用目前在城市轨道交通中使用的信号系统一般称之为atc系统，大多应用于80km/h以下的轨道交通工程中。

atc系统主要由atp、ato、计算机联锁以及ats四个子系统构成，其atp/ato制式主要有两种：第一，基于多信息移频轨道电路的固定闭塞，采用台阶式速度控制模式，属二十世纪八十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到180秒。

西屋公司、grs公司分别用于北京地铁、上海地铁一号线的atp、ato系统属于此种类型；第二，基于数字轨道电路的准移动闭塞，采用距离/速度曲线控制模式的atp/ato系统，属二十世纪九十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到90～120秒。

西门子公司在广州地铁一号线使用的lzb700m、us＆s公司在上海地铁二号线使用的af-900以及我国香港地区机场快速线（最高速度达135km/h）使用的阿尔斯通公司sacem （atp/ato）信号系统均属于此种类型。

上述两种列车控制模式均为基于轨道电路的列车控制系统。

基于轨道电路的速度-距离曲线控制模式的tp/ato系统，采用“跳跃式”连续速度-距离曲线控制模式，“跳跃”方式按列车尾部依次出清各电气绝缘节时跳跃跟随。

采用在传统轨道电路上叠加信息报文方法，即把列车占用/空闲检测和atp信息传输合二为一，它们的追踪间隔和列车控制精度除取决于线路特性、停站时分、车辆参数外还与atp/ato 系统及轨道电路的特性密切相关，如轨道电路的最大和最小长度、传输信息量的内容及大小、轨道电路分界点的位置等。

由于基于轨道电路的atc系统是以轨道区段作为列车占用/空闲的凭证，地－车通信是通过钢轨作为信息发送的传输媒介。

浅谈城市轨道交通信号控制系统学生姓名：学号：专业班级：指导教师：西安铁路职业技术学院毕业论文摘要城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。

城市轨道交通信号系统是城市轨道，交通自动化系统中的关键部分，是保证列车和乘客安全，实现列车运行高效、指挥管理有序的自动控制系统。

其核心是列车自动控制系统，它由列车自动监控子系统、列车自动防护子系统、计算机联锁子系统和列车自动驾驶子系统组成。

ATC系统自上世纪7O年代投入运用至今，经历了三十年的发展，技术日趋成熟，为使列车控制技术经济指标更加合理，世界各国纷纷开发了先进的ATC系统，ATC系统按闭塞方式分类有三种类型：固定闭塞方式的ATC系统、准移动闭塞式的ATC系统、移动闭塞式的ATC系统。

城轨通信系统与信号系统共同完成行车调度指挥，并为城轨的其它各子系统提供信息传输通道和时标信号。

此外，通信系统是城轨交通内部公务联络的主要通道，使构成城轨交通内部的各个子系统能够紧密联系，以提高整个系统的运行效率。

当然，通信系统也是城轨交通内、外联系的通道。

城轨通信系统在发生灾害、事故或恐怖活动的情况下，是进行应急处理、抢险救灾和反恐的主要手段。

城市轨道交通越是在发生事故、灾害或恐怖活动时，越是需要通信联系，但若在常规通信系统之外再设置一套防灾救护通信系统，势必要增加技资，而且长期不使用的设备亦难以保持良好的运行状态。

所以，在正常情况下，通信系统能为运营管理、指挥、监控等提供通信联络的手段，为乘客提供周密的服务；在突发灾害、事故或恐怖活动的情况下，能够集中通信资源，保证有足够的容量以满足应急处理、抢险救灾的特殊通信需求。

城市轨道交通包括了地铁，轻轨和城市铁路等不同形式．具有运量大，速度快，安全准点。

平稳舒适，污染小等优点。

本文主要阐述城市轨道交通信号控制系统的主要组成。

随着我国城市轨道交通的迅猛发展，信号系统作为控制运行安全的核心设备，对其安全、可靠性的分析评价显得尤浅谈城市轨道交通信号控制系统为重要，本文从列车检测方式、机车信号选择、设备控制方式等方案的主要方面对描述了城巾轨道交通中信号系统的安全策略及可靠性分析。

数字通信世界2023.08DCWTechnology Application技术应用现阶段，我国对城市轨道交通信号CBTC系统的应用进行了大量研究。

文献[4]主要讲述了信号系统制式的选择方法，文献[5]进一步分析了城市轨道交通信号系统中采用的关键技术，文献[6-9]分析了轨道交通信号CBTC系统中关键技术的应用路径，文献[11-12]则分析了城市轨道交通信号系统无线局域网所采用的机械设备。

上述文献虽然充分探究了城市轨道交通信号系统的优势与特点，但对于城市轨道交通信号系统的控制方式涉及的相对较少，没有为CBTC系统的安全使用提供技术保障，因此存在一定的不足之处。

1 城市轨道交通信号系统发展状况分析我国北京自1965年修建地铁线路以来，虽然投入了全套设备，以保证轨道交通的可靠运行，但由于我国的信号设备技术水平较低，交通建设缓慢，导致轨道交通信号系统在研发方向始终处于分块化状态。

直至进入21世纪后，通过引入发达国家信号系统，才正式步入信号系统的自主研发领域，无论在运行效率方面，还是在安全方面，都取得了重大突破[1]。

2 城市轨道交通信号应用模式第一，除去已有的基础设施外，全套引入国外先进的信号系统；第二，自主研发的列车自动监控系统（ATS）与互联网技术（IT）联锁，并引入国外的非故障安全系统（ATO）与之配套；第三，采用国内企业研发的信号系统[2]。

列车运行控制系统结构如图1所示。

调查显示，我国在引进信号系统时经常出现建设成本过高的问题，且在信号技术试验时，也存在引入系统不够成熟的情况。

这不仅会影响后续的地铁营运，也会阻碍我国的轨道交通发展，亟须根据我国城市轨城市轨道交通信号CBTC系统的应用研究张翠红（安徽汽车职业技术学院，安徽 合肥 230600）摘要：文章从城市轨道交通信号的发展状况开展分析，阐述现阶段我国主要采用的城市轨道交通信号应用模式，探究城市轨道交通信号CBTC系统的基本要求，提出城市轨道交通信号CBTC系统工作模式、技术支持、发展趋势以及注意事项。

移动闭塞移动闭塞(Moving Block)系统是一种采用先进的通信、计算机、控制技术相结合的列车控制系统，国际上又习惯称为基于通信的列车控制系统CBTC(Communication Based Train Control)。

在铁路上尚无应用实例，在城市轨道交通中运用较多。

IEEE将CBTC定义为：利用高精度的列车定位（不依赖于轨道电路）双向连续、大容量的车-地数据通信，车载、地面的安全功能处理器实现的一种连续自动列车控制系统。

CBTC信号系统能够基于通信对列车进行定位进而实现列车的移动闭塞功能。

所谓闭塞就是指利用信号设备把线路人为地划分成若干个物理上或逻辑上的闭塞分区，以满足安全行车间隔和提高运输效率的要求。

目前，信号闭塞原则是按照ATP/ATO制式来划分的，基本上可以分为三类，即：固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。

随着地铁列车行驶速度不断提升，目前最高速度已达到120Km/小时，如何在高速环境下确保运营安全，缩短行车间隔，提高运营效率，这对地铁车辆、信号系统、通信系统等都提出了极高要求，从最初的固定闭塞到准移动闭塞，再到现在最先进的基于通信的列车控制 CBTC移动闭塞系统的应用，信号系统的持续改进是推动列车提速、保障行驶安全的最关键技术。

与传统固定闭塞、准移动闭塞相比，基于无线通信的移动闭塞系统通过部署在列车上以及轨道旁的无线设备，实现了车、地间不中断的双向通信，控制中心可以根据列车的实时速度和位置动态计算和调整列车的最大制动距离，两个相邻列车能以很小的间隔同时前进，从而提高运营效率，目前所有国内新建地铁线路均采用CBTC信号系统。

移动闭塞的想法产生于60年代，由于当时技术条件的限制，难以变成现实。

到了80年代，计算机技术和通讯技术的飞速发展，为移动闭塞系统的实现创造了条件。

近年来，各国相继投进气力研制基于通讯的列车控制系统CBTC，具有代表性的主要有法国国铁的ASTREE，日本铁道综合技术研究所的CARAT系统、欧洲铁道同盟研究所的ETCS系统和美国加拿大铁路协会的ATCS系统等。

城市轨道交通CBTC信号系统分析发表时间：2018-09-29T18:55:01.117Z 来源：《防护工程》2018年第16期作者：李昂[导读] 城市轨道交通工程是城市中的专业性、单位性的系统工程，同时也是一个城市展现其面貌的途径成都地铁运营有限公司四川成都 610000 摘要：城市轨道交通工程是城市中的专业性、单位性的系统工程，同时也是一个城市展现其面貌的途径。

一般情况下，城市轨道交通的工程设计、项目的成本以及涉及系统设备的可靠性、可用性等各方面都需要经过慎重的研究和论证；信号系统工程作为其中涉及运营安全相关的系统工程，便成为整个轨道交通建设过程中的重要组成部分，因为信号系统工程的接口（含内部接口和外部接口）较多且复杂，故加强信号系统工程接口方面的管理，实现信号系统工程与其他系统工程的“无缝”连接，将会为城市轨道交通的建设、运营安全，成为优秀的城市交通工具打下坚实的基础。

在本篇文章中，笔者通过对城市轨道交通信号控制系统方面的阐述和分析发展趋势，来去对城市轨道交通CBTC信号系统进行分析。

关键词：城市轨道；交通信号；控制系统1 城市轨道建设工程信号系统的工程概况我国大多数普速铁路的闭塞方式是固定闭塞，而移动闭塞更多地应用于高铁、地铁和轻轨。

随着通信技术的应用，采用开放空间无线方式是车地通信的发展方向。

目前城市轨道交通中最常用的信号系统为两大类：准移动闭塞和移动闭塞信号系统。

两者都是基于传统的电气集中联锁控制技术发展而成，区别在于后者在外部传输媒介上采用的是无线通信技术。

CBTC系统得益于计算机技术和通信方式的发展，信号的概念已经改变：从被动反应到主动检测，从轨旁设备控制到列车自我控制，车地通信具备了思考和对话的能力。

城市轨道交通工程信号系统主要通过列车自动控制子系统（automatic control systems，ATC）实现对列车的自动控制，该自动控制系统又分为三个组成部分：列车自动监测系统（automatic test system，ATS）、列车自动防护系统（automatic test programm，ATP）和列车自动驾驶系统（automatic test operating，ATO），该控制系统能够有效地、实时地监控（监视和控制）列车的运行情况。