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第1篇

關(guān)鍵詞：城市軌道交通車地通信無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：U213文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

當(dāng)前，列車控制系統(tǒng)已經(jīng)成為我國(guó)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的主流，但是在已經(jīng)開通或者是待建城市軌道交通CBTC項(xiàng)目中，許多城市軌道交通運(yùn)營(yíng)線路在使用CBTC時(shí)因受到車地通信狀態(tài)不穩(wěn)定的因素影響，多數(shù)仍沿用傳統(tǒng)落后的后備降級(jí)模式運(yùn)營(yíng)，使得多數(shù)專家質(zhì)疑CBTC信號(hào)制式的穩(wěn)定性和可靠性，當(dāng)前城市軌道交通通信信號(hào)系統(tǒng)的焦點(diǎn)已經(jīng)集中到了車地?zé)o線通信，這就為我們軌道交通信號(hào)系統(tǒng)工作人員提出了全新的研究方向。

CBTC系統(tǒng)概述。

基于通信的列車控制(Commullications一basedTrainContrOI，CBTC)系統(tǒng)是脫離軌道電路的一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，采用高精度的列車定位和連續(xù)、高速、雙向的數(shù)據(jù)通信，通過(guò)車載和地面安全設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的控制。歐洲連續(xù)式列車控制系統(tǒng)是CBTC技術(shù)的源頭，多年的發(fā)展歷程使其取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。包括阿爾斯通、西門子、阿爾卡特等多家列車控制系統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商均進(jìn)入了CBTC系統(tǒng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，具有自己的科技產(chǎn)品。溫哥華、巴黎、倫敦、武漢、香港等多個(gè)城市都已經(jīng)將CBTC系統(tǒng)應(yīng)用到城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)當(dāng)中。迄今為止最大的，實(shí)現(xiàn)不同廠商CBTC系統(tǒng)設(shè)備互連互通的cBTc項(xiàng)目正在紐約地鐵進(jìn)行，并準(zhǔn)備將該技術(shù)用于改造紐約地鐵信號(hào)系統(tǒng)。

無(wú)線CBTC系統(tǒng)的組成。

無(wú)線CBTC系統(tǒng)主要由3部分組成:無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng),列車控制系統(tǒng)和列車定位子系統(tǒng).列車控制系統(tǒng)又包括:中央控制室,無(wú)線閉塞中心(RBC,Radio Block Center)和車載子系統(tǒng).其中,高可靠的無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)是RBC、車載子系統(tǒng)和列車定位子系統(tǒng)的基礎(chǔ)。無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是進(jìn)行車地通信,在移動(dòng)的列車和地面控制設(shè)備之間實(shí)時(shí)雙向傳輸行車信息,由無(wú)線車-地通信技術(shù)提供技術(shù)保障.列車通過(guò)相應(yīng)的地面設(shè)備,如信標(biāo)燈、應(yīng)答器,可以獲知自身的位置及速度等信息.通過(guò)可靠的無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),列車將位置、車次、列車長(zhǎng)度、實(shí)際速度、制動(dòng)潛能、運(yùn)行狀況(診斷數(shù)據(jù))等信息以無(wú)線的方式發(fā)送給RBC;RBC則開始追蹤列車并發(fā)送移動(dòng)權(quán)限、允許速度、限速、緊急停車等命令.因而,無(wú)線CBTC系統(tǒng)中,無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)取代了軌道電路的信息傳輸?shù)匚籟2].

CBTC系統(tǒng)的車-地通信系統(tǒng)按車-地信息采集方式分為連續(xù)式和點(diǎn)式傳輸方式.連續(xù)式能連續(xù)不斷地將地面信息即列車間隔、線路容許的速度等情況及時(shí)地向車上反映,使司機(jī)隨時(shí)掌握列車速度,有利于保證行車安全和提高行車效率。

無(wú)線CBTC系統(tǒng)屬于連續(xù)式車-地信息傳輸方式,按數(shù)據(jù)傳輸媒介可分為:無(wú)線電臺(tái)、裂縫波導(dǎo)管、漏纜和GSM-R(GSM for Railway)等方式。其中,無(wú)線電臺(tái)、漏纜常用在城市軌道交通中,如無(wú)線電臺(tái)、裂縫波導(dǎo)管方式在地鐵使用,漏纜可在磁懸浮使用等;GSM-R是鐵路專用無(wú)線通信,在我國(guó)一些新建鐵路線使用,如在青藏線使用。

城市軌道交通信號(hào)CBTC系統(tǒng)中的車－地通信技術(shù)應(yīng)用。

3.1 CBTC系統(tǒng)中主要的車－地信息交換。

在固定閉塞技術(shù)中，線路上有固定的區(qū)段劃分，這一區(qū)段只要有車占用，就意味著整個(gè)區(qū)段是占用的。而移動(dòng)閉塞在線路上沒有區(qū)段的劃分，以前車的尾部或進(jìn)路邊界為追蹤的目標(biāo)，這就是固定閉塞和移動(dòng)閉塞的區(qū)別。所以，在固定閉塞技術(shù)中一定要采用軌道空閑檢查設(shè)備來(lái)檢查列車的位置，而移動(dòng)閉塞則靠車載設(shè)備自主定位來(lái)描述軌道的占用情況。

從車－地信息交換的角度來(lái)看，移動(dòng)閉塞與固定閉塞不同，線路固定數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在車載設(shè)備的數(shù)據(jù)庫(kù)中，在進(jìn)入正常的 CBTC 移動(dòng)閉塞模式之后，車－地雙向通信的關(guān)鍵內(nèi)容包括：

（1）軌旁到車載的移動(dòng)授權(quán)信息（亦稱 MA，EOA 等）；

（2）車載到軌旁的位置報(bào)告；

（3）運(yùn)營(yíng)調(diào)整信息及維護(hù)信息等。

當(dāng)然車－地信息中還包括其他的內(nèi)容，如 IP 尋址、ATS 調(diào)整、維護(hù)事件或故障報(bào)警、車站設(shè)備控制、旅客信息、校驗(yàn)及時(shí)間戳等。不同供貨商會(huì)根據(jù)各自系統(tǒng)的特點(diǎn)有不同的信息結(jié)構(gòu)。

3.2 CBTC系統(tǒng)的車－地通信方式。

CBTC系統(tǒng)的車－地通信方式通常由點(diǎn)式通信技術(shù)和連續(xù)式通信技術(shù)兩種技術(shù)。

點(diǎn)式通信技術(shù)在線路上的某些特定位置安裝固定的應(yīng)答器（信標(biāo)），當(dāng)列車通過(guò)時(shí)，經(jīng)車載查詢器（天線）的激勵(lì)，應(yīng)答器會(huì)根據(jù)互感原理，把數(shù)據(jù)發(fā)送給車載接收設(shè)備，這就是點(diǎn)式通信。

連續(xù)式通信技術(shù)是基于 WLAN的無(wú)線通信方式。經(jīng)過(guò)近十年的技術(shù)發(fā)展，與世界上多個(gè)互聯(lián)互通試驗(yàn)工程的經(jīng)驗(yàn)，雖然做到真正意義上的互聯(lián)互通還有很長(zhǎng)的路要走，但是對(duì)于 CBTC 系統(tǒng)所采用的無(wú)線通信系統(tǒng)，業(yè)內(nèi)已經(jīng)有了一定的共識(shí)。首先，從技術(shù)發(fā)展角度來(lái)說(shuō)，采用商務(wù)現(xiàn)貨供應(yīng)（COTS）的產(chǎn)品；其次，把 ISO 七層模型中的低層統(tǒng)一采用IEEE802.11 WLAN 標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 CBTC系統(tǒng)的無(wú)線傳播方式。

目前我國(guó)多數(shù)城市軌道交通系統(tǒng)CBTC系統(tǒng)供貨商采用的傳播方式主要分為空間自由傳播和導(dǎo)行傳播兩種。

空間自由傳播是目前使用最多最常見的一種傳播方式。它利用電磁波在空氣中從發(fā)射天線到接收天線傳遞數(shù)據(jù)，而無(wú)需線纜介質(zhì)?？臻g自由傳播的方式節(jié)省軌旁設(shè)備，在軌道交通狹窄的隧道安裝上具有優(yōu)勢(shì)。理論上空間自由傳播的無(wú)線小區(qū)最大距離在 400 ～ 500 m 之間。

導(dǎo)行傳播因?yàn)檐壍澜煌ǖ奶攸c(diǎn)，對(duì)無(wú)線覆蓋的要求不是空間上的，而是線性的，所以采用漏纜或漏泄波導(dǎo)管作為傳輸介質(zhì)，形成一個(gè)沿走行軌的無(wú)線覆蓋網(wǎng)，在軌道交通的復(fù)雜傳輸環(huán)境中具有優(yōu)勢(shì)。

結(jié)束語(yǔ)：

基于通信的列車控制(CBTC)系統(tǒng)代表了城市軌道交通信號(hào)列車控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展方向。在城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中有效的運(yùn)用CBTC通信系統(tǒng)技術(shù)誓將對(duì)其發(fā)展必將起到促進(jìn)的作用。因此，盡快開展基于無(wú)線通信的CBTC系統(tǒng)的研究并進(jìn)行有效的應(yīng)用，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)契機(jī)。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 劉宏杰，陳黎潔． CBTC 列車安全定位中通信中斷時(shí)間的研究［J］． 鐵道學(xué)報(bào)，2012，34( 6) : 40-45．

第2篇

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；信號(hào)系統(tǒng)；CBTC

Abstract: Urban Transit system is an extensive use of public transport, and its security is directly related to the personal safety of commuters. The signaling system is to ensure the safety of the train, comfortable, run by high-density technology and equipment, its reliability and security continue to improve and perfect, so as to effectively guarantee the safe operation of the rail transportation. In this paper, the design of Urban Transit signal system and CBTC is analyzed。

Keywords: Urban Transit; signal system; CBTC

中圖分類號(hào)：U239.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1軌道交通系統(tǒng)信號(hào)系統(tǒng)

城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)是保證列車安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)行車指揮和列車現(xiàn)代化運(yùn)行，提高高效運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備。城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)一般由列車自動(dòng)控制系統(tǒng)（Automatic Train Control，ATC）組成。ATC系統(tǒng)由列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（Automatic Train Supervision，ATS）、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)（Automatic Train Protection，ATP）和列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)（Automatic Train Operation， ATO）三個(gè)子系統(tǒng)組成。

由列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)來(lái)完全保證行車安全。列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)可以完成列車站間自動(dòng)運(yùn)行、定位停車、接收控制中心運(yùn)行指令從而實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行速度的自動(dòng)調(diào)整，使整套信號(hào)系統(tǒng)能夠滿足列車高速和高密度運(yùn)行的需求。

2 CBTC信號(hào)系統(tǒng)

基于通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)CBTC（communication based train control system）是一種連續(xù)的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)，采用高精度的列車定位，獨(dú)立于軌道電路，連續(xù)、大容量、雙向車-地?cái)?shù)據(jù)通信，車載及軌旁處理器能夠?qū)嵤┌踩δ艿男盘?hào)控制系統(tǒng)。ATS子系統(tǒng)包括中央至車站的數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)，通常分布在運(yùn)營(yíng)控制中心OCC (operation control center)及車站。ATP/ATO子系統(tǒng)包括車-地傳輸子系統(tǒng)，ATP子系統(tǒng)設(shè)備由聯(lián)鎖和列控設(shè)備組成。ATP/ATO子系統(tǒng)設(shè)備分布在車站、軌旁及列車上。

2.1 CBTC系統(tǒng)的列控原理

基于系統(tǒng)確定的列車移動(dòng)授權(quán)、列車運(yùn)行的速度、列車運(yùn)行的線路等數(shù)據(jù)，CBTC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的控制。CBTC系統(tǒng)對(duì)列車的控制是由地面設(shè)備和車載設(shè)備共同完成，其基本原理如下：

（1）地面設(shè)備（軌旁設(shè)備）周期性地接收本控制范圍內(nèi)所有列車傳來(lái)的列車識(shí)別號(hào)、列車位置、列車運(yùn)行方向和速度信息，通過(guò)計(jì)算確定各列車的移動(dòng)授權(quán)，并向本控制范圍內(nèi)的每列列車周期性地發(fā)送移動(dòng)授權(quán)(安全防護(hù)點(diǎn))的信息。由前行列車的位置及運(yùn)行速度來(lái)確定移動(dòng)授權(quán)，隨著前行列車的移動(dòng)，移動(dòng)授權(quán)將逐漸前移。

（2）車載設(shè)備接收到由地面設(shè)備發(fā)送的列車移動(dòng)授權(quán)信息以及列車運(yùn)行的最大限制速度命令、線路技術(shù)參數(shù)、緊急制動(dòng)的建立和反應(yīng)時(shí)間等數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算出列車的緊急制動(dòng)觸發(fā)曲線和緊急制動(dòng)曲線，從而控制列車在緊急制動(dòng)曲線下運(yùn)行，以確保列車的運(yùn)行安全。

2.2 CBTC系統(tǒng)的閉塞原理

在CBTC系統(tǒng)中，基于對(duì)最大運(yùn)行速度、制動(dòng)曲線和線路上相鄰列車的動(dòng)態(tài)位置計(jì)算出列車間的安全間隔距離。因?yàn)榱熊囶l繁的向地面設(shè)備發(fā)送其位置，地面設(shè)備頻繁的向列車傳送更新的移動(dòng)授權(quán)信息，系統(tǒng)對(duì)列車的定位分辨率可以達(dá)到10m以下的精度。隨著前行列車的移動(dòng)，后續(xù)列車運(yùn)行的移動(dòng)授權(quán)的范圍總是實(shí)時(shí)變化?；谙嚓P(guān)區(qū)段的最大允許速度、在安全制動(dòng)距離范同內(nèi)安全地靠近前一列車尾部最后一次確定的位置，車載設(shè)備制定列車的運(yùn)行曲線，從而盡可能縮短追蹤列車的運(yùn)行間隔。將隨前行列車的運(yùn)行位置和運(yùn)行狀態(tài)而變化追蹤運(yùn)行列車間的安全間隔距離的閉塞方式稱為移動(dòng)閉塞。

信號(hào)系統(tǒng)通過(guò)在車載和地面設(shè)備之間連續(xù)和高速的數(shù)據(jù)通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)閉塞。在CBTC系統(tǒng)中，隨前行列車的移動(dòng)，列車從地面設(shè)備獲得的移動(dòng)授權(quán)的目標(biāo)點(diǎn)總是變化，其后續(xù)列車運(yùn)行的安全保護(hù)停車點(diǎn)總是在前行列車占用的閉塞分區(qū)軌道電路入口的前方。從而移動(dòng)閉塞信號(hào)系統(tǒng)可大大縮短運(yùn)行間隔，提高列車的運(yùn)輸效率。

2.4 CBTC系統(tǒng)的分類

隨著數(shù)據(jù)通信技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，以及城市軌道交通對(duì)信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化的要求，通用數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)快速應(yīng)用于CBTC系統(tǒng)中，CBTC系統(tǒng)的車-地信息主要有交叉感應(yīng)電纜環(huán)線、漏泄電纜、漏泄波導(dǎo)管和無(wú)線電臺(tái)等傳輸媒介。

采用交叉感應(yīng)電纜環(huán)線作為車-地?cái)?shù)據(jù)通信媒介，車-地間直接通過(guò)電磁感應(yīng)方式交換信息。采用漏泄電纜、漏泄波導(dǎo)管、無(wú)線電臺(tái)作為傳輸媒介的車地?cái)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)，一般采用通用的無(wú)線擴(kuò)頻通信技術(shù)，因此CBTC系統(tǒng)按車-地?cái)?shù)據(jù)通信媒介可分為：

（1）基于交叉感應(yīng)電纜環(huán)線的CBTC系統(tǒng)，即CBTC-IL(inductive loop)；

（2）基于無(wú)線擴(kuò)頻通信技術(shù)的CBTC系統(tǒng)，即CBTC-RF(radio frequency)。

基于交叉感應(yīng)電纜環(huán)線傳輸車-地信息的CBTC-IL系統(tǒng)有傳輸特性好，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)?；诮徊娓袘?yīng)電纜環(huán)線傳輸方式的缺點(diǎn)：需要在道床上安裝感應(yīng)電纜環(huán)線，受土建安裝條件限制；數(shù)據(jù)傳輸速率比較低；數(shù)據(jù)傳輸需采用專用通信協(xié)議。

基于漏泄電纜、漏泄波導(dǎo)管、無(wú)線電臺(tái)傳輸車地信息的CBTC-RF系統(tǒng)，其車-地間的無(wú)線擴(kuò)頻傳輸采用通用的IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)線擴(kuò)頻傳輸是將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為無(wú)線信號(hào)，當(dāng)接收方接收到無(wú)線信號(hào)后將其還原為數(shù)據(jù)信號(hào)，數(shù)據(jù)信號(hào)和無(wú)線信號(hào)間的轉(zhuǎn)換由無(wú)線網(wǎng)卡來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3 CBTC應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

CBTC系統(tǒng)中采用當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)。與基于軌道電路的傳統(tǒng)信號(hào)系統(tǒng)相比，CBTC信號(hào)系統(tǒng)有自動(dòng)化程度高、軌旁設(shè)備少、運(yùn)營(yíng)能力大、高安全性和高可靠性等特點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)還有不與牽引供電爭(zhēng)軌道，有利于牽引供電設(shè)備的合理布置；不需要在軌道上安裝設(shè)備，易于形成疏散通道。正是由于CBTC系統(tǒng)的諸多優(yōu)勢(shì)，其開發(fā)和應(yīng)用正在朝著互聯(lián)互通和兼容性的方向發(fā)展，代表著城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展方向。目前國(guó)內(nèi)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)選型采用CBTC信號(hào)系統(tǒng)作為主流制式，在軌道交通建設(shè)和改造過(guò)程中得到了廣泛應(yīng)用。

目前國(guó)外廠商都在結(jié)合工程實(shí)踐不斷完善CBTC系統(tǒng)，開通投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的線路并不多。開通和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中主要存在以下技術(shù)問(wèn)題，需要在今后的研制和工程實(shí)施中加以解決。

（1）由于CBTC系統(tǒng)中的列車定位和移動(dòng)授權(quán)依賴于無(wú)線信息傳輸。如果某列車或地面某點(diǎn)發(fā)生無(wú)線通信中斷或故障，就會(huì)失去對(duì)列車的定位，將對(duì)運(yùn)營(yíng)造成較大的影響，而且故障處理將比原來(lái)的軌道電路系統(tǒng)復(fù)雜。因此一旦發(fā)生通信故障時(shí)，如何保障行車安全和減小對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響是一個(gè)技術(shù)瓶頸。為此絕大多數(shù)采用CBTC系統(tǒng)的工程都配置了后備信號(hào)系統(tǒng)，以解決上述問(wèn)題。

（2）目前CBTC系統(tǒng)采用的IEEE 802.11系列的WLAN標(biāo)準(zhǔn)使用的是一個(gè)開放的無(wú)線頻段。該頻段不限制其他用戶使用，因此用戶較多時(shí)容易造成相互干擾。特別是在高架開放區(qū)段，抗外部干擾問(wèn)題也是一個(gè)技術(shù)難題。

（3）從地面的一個(gè)AP切換到另一個(gè)AP時(shí)，列車信息傳輸會(huì)有中斷，導(dǎo)致了一定程度的丟包現(xiàn)象，如何提高信息傳輸?shù)目煽啃砸灿写^續(xù)研究。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化過(guò)程的不斷深入，城市交通擁堵和環(huán)境問(wèn)題與城市現(xiàn)代化發(fā)展的矛盾日益尖銳。城市軌道交通作為一種大容量、環(huán)保的交通方式，逐步成為解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵。CBTC系統(tǒng)為保障城市軌道交通運(yùn)營(yíng)的安全和高效至關(guān)重要。隨著各大城市軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，CBTC系統(tǒng)將得到更大的完善和更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 杜平.城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展[J].鐵道通信信號(hào)，2010，46(5).

[2] 周富彬，范永華.探析城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)[J] . 民營(yíng)科技，2010(10).

第3篇

關(guān)鍵詞：地鐵信號(hào)系統(tǒng)接口分析

中圖分類號(hào)： {TN913.22} 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

信號(hào)系統(tǒng)是軌道交通的中樞系統(tǒng)，指揮著列車安全、正點(diǎn)、有序的運(yùn)行。信號(hào)系統(tǒng)一個(gè)重要特點(diǎn)就是與之接口的專業(yè)非常多，不僅與建筑、軌道、供電等專業(yè)互相配合，提交各種設(shè)計(jì)資料，預(yù)留安裝接口條件，還與車輛、綜合監(jiān)控等諸多機(jī)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全可靠的接口，以滿足控制、監(jiān)視等功能需求。不同的專業(yè)與廠商，其信息如何交互，成為接口設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵。本文通過(guò)對(duì)安薩爾多公司CBTC信號(hào)系統(tǒng)與相關(guān)機(jī)電系統(tǒng)電氣接口的技術(shù)分析，以便加深對(duì)接口重要性的認(rèn)識(shí)，為實(shí)現(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)與相關(guān)機(jī)電系統(tǒng)安全、可靠的接口提供幫助。

1系統(tǒng)概述

安薩爾多公司的CBTC信號(hào)系統(tǒng)架構(gòu)主要分為：ATO子系統(tǒng)、ATS子系統(tǒng)、ATP子系統(tǒng)、聯(lián)鎖子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1CBTC信號(hào)系統(tǒng)框圖

2正線聯(lián)鎖系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)組成

正線聯(lián)鎖系統(tǒng)采用雙機(jī)熱備，差異與自檢的故障-安全的MicroLok II聯(lián)鎖控制器。MicroLok II安全處理器是一個(gè)專為鐵路安全應(yīng)用而設(shè)計(jì)的基于微處理器的邏輯控制器，其基本功能是根據(jù)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行程序和一個(gè)專為安全功能而設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序，來(lái)處理輸入量并生成相應(yīng)輸出，達(dá)到控制安全聯(lián)鎖的功能。

2.2與相關(guān)系統(tǒng)的接口

MicroLok II采用分布式聯(lián)鎖控制方式，通過(guò)將線路劃分為若干個(gè)聯(lián)鎖區(qū)，每個(gè)聯(lián)鎖區(qū)包括有岔站和無(wú)岔站，由位于設(shè)備集中站的MicroLok II聯(lián)鎖控制器進(jìn)行控制。

2.2.1 聯(lián)鎖系統(tǒng)間的連接

設(shè)備集中站與非設(shè)備集中站之間利用電纜進(jìn)行連接，各個(gè)設(shè)備集中站的MicroLok II聯(lián)鎖控制器通過(guò)兩張獨(dú)立的以太網(wǎng)的方式實(shí)施冗余連接。

2.2.2 與屏蔽門間的接口

正線聯(lián)鎖系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)通過(guò)繼電方式實(shí)現(xiàn)接口，接口分界面在各站的站臺(tái)屏蔽門設(shè)備室屏蔽門PSC的接口端子盤上。

當(dāng)列車停車誤差滿足精度的要求，即±0.5m以內(nèi)時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)將向屏蔽門系統(tǒng)發(fā)送持續(xù)穩(wěn)定的開門命令，后者將根據(jù)信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送的開門命令控制相應(yīng)的門單元打開。在停站結(jié)束后，信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出關(guān)門命令，車門和屏蔽門按信號(hào)系統(tǒng)指令進(jìn)行動(dòng)作，屏蔽門所有門都關(guān)好后，向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送持續(xù)穩(wěn)定的“所有門關(guān)閉且鎖緊”信號(hào)，信號(hào)系統(tǒng)收到此信號(hào)后，才允許列車進(jìn)入站臺(tái)或從站臺(tái)發(fā)車。當(dāng)列車的停車誤差超過(guò)±0.5m時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)將實(shí)施保護(hù)功能，不允許打開車門和屏蔽門。

當(dāng)屏蔽門系統(tǒng)自身故障不能向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送屏蔽門狀態(tài)信息時(shí)，站臺(tái)工作人員可在站臺(tái)端部的屏蔽門控制盤上通過(guò)人工向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送“互鎖解除”信息。信號(hào)系統(tǒng)此時(shí)將不再檢查屏蔽門的狀態(tài)，直接允許列車進(jìn)入站臺(tái)或從站臺(tái)發(fā)車。

2.2.3 與車輛段聯(lián)鎖間的接口

正線聯(lián)鎖系統(tǒng)與車輛段聯(lián)鎖通過(guò)繼電方式實(shí)現(xiàn)接口。接口電路用于與聯(lián)鎖設(shè)備相互傳遞安全信息，它的所有輸入和輸出都采用雙斷方式。正線聯(lián)鎖和車輛段聯(lián)鎖相互傳遞的每個(gè)信息都由兩個(gè)單獨(dú)的接點(diǎn)所完成，該單獨(dú)的接點(diǎn)由一個(gè)安全繼電器控制，這兩個(gè)接點(diǎn)將使一個(gè)聯(lián)鎖的復(fù)示繼電器吸起。出入段轉(zhuǎn)換軌被納入正線控制范圍，按照雙線雙向運(yùn)行的方式設(shè)計(jì)。為了滿足與正線一致的追蹤間隔、進(jìn)出段能力要求，出入段線裝設(shè)與正線相同的ATP/ATO設(shè)備，以完成列車的篩選、CBTC運(yùn)行模式。

2.2.4 與其他線聯(lián)絡(luò)線聯(lián)鎖系統(tǒng)間的接口

聯(lián)絡(luò)線之間通過(guò)繼電方式實(shí)現(xiàn)接口，聯(lián)鎖關(guān)系按照照查原理設(shè)計(jì)，所有的輸入和輸出繼電器電路采用雙斷方式，保證聯(lián)絡(luò)線上列車進(jìn)路的安全。在聯(lián)絡(luò)線上分別設(shè)置接車信號(hào)機(jī)，本線控制通往本線的接車信號(hào)機(jī)。

3 列車自動(dòng)監(jiān)控ATS系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)組成

3.1.1中央ATS系統(tǒng)

中央ATS子系統(tǒng)由主機(jī)服務(wù)器、通信服務(wù)器、接口服務(wù)器、調(diào)度工作站、磁盤陣列等設(shè)備構(gòu)成。ATS子系統(tǒng)通過(guò)DCS網(wǎng)絡(luò)與其他CBTC子系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)和命令。中央ATS基于32位英特爾構(gòu)架，強(qiáng)大、可靠的Linux系統(tǒng)平臺(tái)，符合POSIX接口標(biāo)準(zhǔn)。LAN網(wǎng)絡(luò)由冗余的100/1000BaseTX以太網(wǎng)交換機(jī)組成。每臺(tái)服務(wù)器都接入到兩張獨(dú)立的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)（DCS），并訪問(wèn)其他所有服務(wù)器的數(shù)據(jù)。

3.1.2車站ATS系統(tǒng)

一套ATS主機(jī)服務(wù)器、通信服務(wù)器和接口服務(wù)器位于某一設(shè)備集中站，作為后備站。當(dāng)中央ATS服務(wù)器不可用時(shí)，這些服務(wù)器為中央ATS提供第三級(jí)備份服務(wù)，用于緊急狀態(tài)下的應(yīng)急控制。

ATS車站工作站位于設(shè)備集中站。該工作站提供列車運(yùn)行的本地顯示，在取得授權(quán)后，實(shí)現(xiàn)對(duì)本聯(lián)鎖區(qū)域的控制。設(shè)備集中站的ATS工作站與聯(lián)鎖系統(tǒng)的本地控制工作站合用，通過(guò)接入交換機(jī)接入DCS網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)串口直接接入到聯(lián)鎖設(shè)備。

3.2與相關(guān)系統(tǒng)間的接口

3.2.1與綜合監(jiān)控系統(tǒng)的接口

ATS系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)間采用2路冗余的網(wǎng)口連接，它們之間的數(shù)據(jù)傳輸是雙向的。ATS系統(tǒng)向綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)設(shè)備狀態(tài)（信號(hào)機(jī)狀態(tài)、區(qū)段占用情況等）、列車運(yùn)行信息（車次號(hào)、車體號(hào)等）、站臺(tái)信息等，以上信息通過(guò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供給廣播系統(tǒng)和乘客信息系統(tǒng)，用來(lái)在站臺(tái)向乘客提供列車預(yù)告等服務(wù)。除此之外，ATS系統(tǒng)還向綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送區(qū)間阻塞信息。若列車在隧道內(nèi)某一區(qū)段占用時(shí)間超過(guò)一個(gè)非計(jì)劃停留時(shí)間的上限，ATS將發(fā)送該列車的阻塞信息給綜合監(jiān)控，以啟動(dòng)相應(yīng)隧道通風(fēng)設(shè)備。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)向ATS系統(tǒng)發(fā)送牽引供電信息，以使ATS系統(tǒng)顯示相應(yīng)牽引供電的狀態(tài)，為行車組織提供參考信息。當(dāng)無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，必須每秒互發(fā)一條心跳信息，以便系統(tǒng)確認(rèn)通訊鏈路連接狀態(tài)。

接口界面在通信專業(yè)設(shè)備機(jī)房的通信配線架上。

3.2.2與大屏幕系統(tǒng)的接口

ATS系統(tǒng)和大屏幕系統(tǒng)通過(guò)2路冗余的網(wǎng)絡(luò)接口方式進(jìn)行連接，通信協(xié)議采用TCP/IP、X11R6。ATS系統(tǒng)顯示工作站的操作平臺(tái)是Linux系統(tǒng)，通過(guò)運(yùn)行X Server軟件可在大屏幕系統(tǒng)中的多屏處理器上產(chǎn)生一個(gè)X顯示窗口，該窗口可仿真顯示LINUX系統(tǒng)桌面或應(yīng)用程序。ATS系統(tǒng)的應(yīng)用程序使用LINUX 系統(tǒng)X-WINDOW協(xié)議中的顯示重定向功能將畫面顯示到X窗口中。該顯示方式可充分利用大屏幕高分辨率的特點(diǎn)，并可在屏幕上任意位置顯示圖像。

接口界面在大屏幕顯示控制器的網(wǎng)絡(luò)接口處。

3.2.3與時(shí)鐘系統(tǒng)的接口

控制中心主時(shí)鐘系統(tǒng)與ATS系統(tǒng)采用2路RS422串行鏈路連接，2路信息分別接入ATS系統(tǒng)的兩臺(tái)主機(jī)服務(wù)器。該鏈路為單向驅(qū)動(dòng)，無(wú)需應(yīng)答，傳輸速率為9600bps。主時(shí)鐘系統(tǒng)側(cè)采用RJ45接口，ATS系統(tǒng)側(cè)采用RS422接口。

通過(guò)主時(shí)鐘系統(tǒng)傳輸時(shí)間信息，使ATS系統(tǒng)能夠利用該信息同步信號(hào)系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)的時(shí)間。當(dāng)主時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生故障時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)內(nèi)部則通過(guò)ATS主機(jī)服務(wù)器的時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)同步。

接口界面在通信專業(yè)設(shè)備機(jī)房的通信配線架上。

3.2.4 與無(wú)線系統(tǒng)的接口

在控制中心，ATS系統(tǒng)通過(guò)2路RS422接口鏈路為無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)提供列車的各種信息：如列車位置信息、車組號(hào)、車次號(hào)、車站ID，鏈路速率為9600bps。ATS系統(tǒng)向無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送的信息在兩個(gè)串行鏈路之間每隔2秒進(jìn)行一次信息交互。信息首先通過(guò)鏈路A發(fā)送，兩秒后再通過(guò)鏈路B發(fā)送，下兩秒再通過(guò)鏈路A發(fā)送，依次類推。無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)收到ATS系統(tǒng)發(fā)送的列車信息數(shù)據(jù)包之后，需要向ATS系統(tǒng)回復(fù)確認(rèn)信息。

接口界面在通信專業(yè)設(shè)備機(jī)房的通信配線架上。

3.2.5與車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口

ATS系統(tǒng)和車輛段計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)采用4路RS422串行鏈路接口，通信方式為異步雙工，采用屏蔽電纜連接，通訊速率為19200kbps，校驗(yàn)方式為CRC校驗(yàn)，采用接收應(yīng)答和超時(shí)重傳機(jī)制保證通訊的可靠性。

通過(guò)與車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口，可以完成車輛段站場(chǎng)實(shí)時(shí)信息顯示、命令執(zhí)行結(jié)果等向ATS系統(tǒng)的傳遞，以便正線行車調(diào)度員了解車輛段車場(chǎng)的情況。

接口界面在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)主機(jī)側(cè)。

4列車自動(dòng)防護(hù)ATP和列車自動(dòng)駕駛ATO系統(tǒng)

4.1系統(tǒng)組成

ATP/ATO系統(tǒng)由軌旁設(shè)備和車載設(shè)備共同組成。

ATP子系統(tǒng)車載設(shè)備主要由車載控制器（CC）、速度傳感器、加速度計(jì)、應(yīng)答讀取器天線、司機(jī)操作顯示屏（TOD）、移動(dòng)電臺(tái)（MR）和天線組成。ATO子系統(tǒng)與ATP子系統(tǒng)共用車載硬件設(shè)備。ATO子系統(tǒng)的軟件安裝在與車載ATP子系統(tǒng)共用的車載計(jì)算機(jī)中，但使用獨(dú)立的CPU。CC通過(guò)速度傳感器、加速度計(jì)和應(yīng)答讀取器采集到的數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)時(shí)計(jì)算列車的位置，通過(guò)DCS網(wǎng)絡(luò)將該信息發(fā)給區(qū)域控制器（ZC），然后根據(jù)ZC計(jì)算出的移動(dòng)授權(quán)點(diǎn)結(jié)合車載線路地圖，計(jì)算列車的ATP防護(hù)曲線，并根據(jù)該曲線進(jìn)行列車的速度監(jiān)督和超速防護(hù)。

ATP子系統(tǒng)軌旁設(shè)備由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和基于3取2冗余結(jié)構(gòu)的軌旁分布式區(qū)域控制器組成。每個(gè)ZC通過(guò)DCS網(wǎng)絡(luò)和CC接口。ZC通過(guò)運(yùn)用CBTC移動(dòng)閉塞理念，基于已知的障礙點(diǎn)和列車位置，確定預(yù)定義區(qū)域內(nèi)所有列車的移動(dòng)權(quán)限，確保列車的安全運(yùn)行。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元給CC提供軌道數(shù)據(jù)描述，同時(shí)也采集ZC和CC的維護(hù)信息。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元也提供允許從ATS系統(tǒng)到ZC和CC通信的接口，實(shí)現(xiàn)由行車調(diào)度員設(shè)置區(qū)域臨時(shí)限速、跳停、扣車及禁止駕駛模式等功能。

4.2與車輛的接口

信號(hào)系統(tǒng)向車輛方提供所有車載設(shè)備的外形尺寸、數(shù)量、安裝及配線工藝要求、相應(yīng)的資料和圖紙等。車輛方根據(jù)信號(hào)系統(tǒng)提出的信號(hào)設(shè)備安裝要求，設(shè)計(jì)并提供車載設(shè)備的安裝空間和條件并負(fù)責(zé)安裝。按照信號(hào)系統(tǒng)的要求敷設(shè)電纜，進(jìn)行屏蔽處理，提供電磁兼容保護(hù)等。接口分界面通常位于CC機(jī)柜接線端子插座處。

CC通過(guò)與車輛的接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)督與控制，CC的主要功能結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：

圖2CC功能結(jié)構(gòu)圖

對(duì)于CC來(lái)說(shuō)，車輛提供的輸入信號(hào)有兩種：一種是安全輸入信號(hào)，如司機(jī)室激活、方向手柄位置、運(yùn)行模式開關(guān)、列車完整性等，這種信號(hào)符合故障安全導(dǎo)向邏輯；另一種是非安全輸入信號(hào)，如門模式開關(guān)、常用制動(dòng)實(shí)施等。CC給車輛提供的輸出信號(hào)也有兩種，一種是安全輸出信號(hào)，如車門使能、牽引使能，保證當(dāng)CC故障時(shí)，所有的安全輸出均進(jìn)入受限狀態(tài)；另一種是非安全輸出信號(hào)，如開車門、關(guān)車門。

5結(jié)論

城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)與相關(guān)專業(yè)接口多，接口技術(shù)，交互信息復(fù)雜且涉及到行車安全，如何保證各接口的正確性與可靠性成為地鐵信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。其接口的實(shí)現(xiàn)貫穿于整個(gè)系統(tǒng)的招投標(biāo)、合同簽訂、設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)、安裝調(diào)試、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等所有實(shí)施階段，充分熟悉并理解信號(hào)系統(tǒng)與其他相關(guān)專業(yè)的接口關(guān)系，對(duì)各個(gè)階段工作的順利開展有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔡愛華，季錦章． 地鐵信號(hào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)．電子工程師，2000；(5)：1―6

第4篇

（1）ATS自動(dòng)監(jiān)控模式：一般情況下，該運(yùn)行模式對(duì)在線列車的運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，并向列車自動(dòng)發(fā)出進(jìn)路指令，列車在安全保護(hù)下司機(jī)按照規(guī)定的運(yùn)行時(shí)刻表駕駛列車。

（2）調(diào)度員人工介入模式：調(diào)度員在工作站下達(dá)相關(guān)的列車運(yùn)行指令，并人工干預(yù)全線列車的運(yùn)行。介入的內(nèi)容主要包括對(duì)列車進(jìn)行“扣車”、“終止”、改變行車路線、列車增減等。

（3）列車出入車場(chǎng)調(diào)度模式：列車調(diào)度員在當(dāng)天列車運(yùn)行時(shí)刻表的指導(dǎo)下編制列車的運(yùn)營(yíng)計(jì)劃及場(chǎng)內(nèi)行車計(jì)劃，并上傳至控制中心。車場(chǎng)信息值班工作人員根據(jù)運(yùn)營(yíng)計(jì)劃調(diào)整相應(yīng)的進(jìn)路信息，以滿足列車的行車需求。

（4）車站現(xiàn)地控制模式：一般情況下只有設(shè)備集中站參與到列車運(yùn)營(yíng)控制，車站聯(lián)鎖及車站ATS系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)車站及中央二級(jí)控制權(quán)的調(diào)整。經(jīng)中央ATS設(shè)備故障后車站值班工作人員的申請(qǐng)后，并經(jīng)調(diào)度員同意后，可改由車站現(xiàn)地控制。

（5）車場(chǎng)控制模式：場(chǎng)地值班人員根據(jù)用車計(jì)劃對(duì)列車的出入場(chǎng)及場(chǎng)內(nèi)的作業(yè)安排進(jìn)路排列。

2項(xiàng)目管理及生命周期

項(xiàng)目管理，作為管理學(xué)中最為重要的分支學(xué)科，一般是指在項(xiàng)目活動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)用專門的知識(shí)、技能、工具及方法，并在項(xiàng)目可利用的有限項(xiàng)目資源條件下，實(shí)現(xiàn)或超過(guò)預(yù)期的需求及期望的活動(dòng)過(guò)程。項(xiàng)目管理，主要是對(duì)成功實(shí)現(xiàn)系列目標(biāo)相關(guān)的活動(dòng)進(jìn)行整體的檢測(cè)及管控，包括策略、進(jìn)度計(jì)劃即維護(hù)項(xiàng)目活動(dòng)的進(jìn)展。一般而言，項(xiàng)目管理內(nèi)容主要包括對(duì)項(xiàng)目范圍、項(xiàng)目時(shí)間、項(xiàng)目成本、項(xiàng)目質(zhì)量、項(xiàng)目人力資源、項(xiàng)目溝通及項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容的管理。項(xiàng)目管理主要經(jīng)歷項(xiàng)目需求調(diào)研、項(xiàng)目分析、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目上線及項(xiàng)目運(yùn)維跟蹤等生命周期。

3軌道交通信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目管理模式

3.1城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目特點(diǎn)

與其他的項(xiàng)目相比，城市軌道交通信息系統(tǒng)擁有獨(dú)特的建設(shè)特性及建設(shè)目標(biāo)，主要體現(xiàn)在以下方面：首先、需按照地鐵業(yè)主的時(shí)間要求，保質(zhì)保量地完成軌道建設(shè)，確保順利開通運(yùn)營(yíng)。其次、需完成相關(guān)設(shè)備的安裝調(diào)試、以確保設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目管理模式

項(xiàng)目管理生命周期中不同的階段有相應(yīng)的管理任務(wù)，需使用到多種技術(shù)與工具，信號(hào)管理項(xiàng)目管理需完成以下的實(shí)踐過(guò)程：

3.2.1信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集的定義

項(xiàng)目集定義階段，主要包括對(duì)項(xiàng)目期望收益的定義，對(duì)關(guān)鍵成功要素的確定及對(duì)項(xiàng)目集所需的資源進(jìn)行估算，并進(jìn)行論證商業(yè)過(guò)程。而城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)，在項(xiàng)目集定義階段主要有兩方面的內(nèi)容：第一、掌握用戶運(yùn)營(yíng)層面的需求，熟悉城市軌道交通建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)流程，以滿足信號(hào)系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到70%的目標(biāo)。第二、努力成為信號(hào)系統(tǒng)供應(yīng)商，掌握信號(hào)系統(tǒng)領(lǐng)域的核心科技，并提供信號(hào)系統(tǒng)領(lǐng)域的完整解決方案，以實(shí)現(xiàn)自主化發(fā)展目標(biāo)。而信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集資源管理，主要是估算人力、財(cái)力及物力。而商業(yè)論證的任務(wù)，主要在于對(duì)項(xiàng)目集進(jìn)行合理性方面的論證，這是信號(hào)系統(tǒng)成功的關(guān)鍵因素所在。

3.2.2信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集的啟動(dòng)

啟動(dòng)階段，一般包括項(xiàng)目經(jīng)理指派、項(xiàng)目章程制定、收益分解結(jié)構(gòu)分解、項(xiàng)目資源預(yù)算編制、項(xiàng)目路線圖制定等方面的內(nèi)容。信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集經(jīng)理需同時(shí)與多個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理或者職能經(jīng)理打交道，因此指派的項(xiàng)目經(jīng)理需在溝通和協(xié)調(diào)方面擁有較強(qiáng)的能力，并具備較強(qiáng)的說(shuō)服能力。而項(xiàng)目章程的制定，需從信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集的愿景、核心目標(biāo)及期望收益等方面出發(fā)。對(duì)于信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集而言，路線圖就是項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃，一般是由里程碑構(gòu)成。而商業(yè)論證是啟動(dòng)階段最為重要的成功之一，等待規(guī)劃階段的審批。

3.2.3信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集的規(guī)劃

（1）明確項(xiàng)目的發(fā)展方向，主要包括項(xiàng)目愿景、任務(wù)和戰(zhàn)略目標(biāo)。

（2）為項(xiàng)目成功構(gòu)建必要的組織，主要包括政策、流程、角色與職責(zé)的定義，并解決項(xiàng)目進(jìn)展中的各種爭(zhēng)端。

（3）控制、監(jiān)控、評(píng)估及審批項(xiàng)目變更，以確保實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)和收益。

3.3信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集的實(shí)施與監(jiān)控

第5篇

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)場(chǎng)總線城市軌道信號(hào)系統(tǒng)

一、引言

隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)大量應(yīng)用于信號(hào)系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的集中控制模式的信號(hào)系統(tǒng)逐漸被淘汰，采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的分散控制模式的信號(hào)系統(tǒng)逐步應(yīng)用于城市軌道交通中。

二、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的分類

目前城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中使用的現(xiàn)場(chǎng)總線主要有以下幾種：PROFIBUS、CAN、LONWORKS等。其主要技術(shù)特點(diǎn)如下：（1）PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線。PROFIBUS是一種國(guó)際性的、開放式的、不依賴于生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。它誕生于1987年，由德國(guó)SIEMENS公司等組織開發(fā)，先后成為德國(guó)和歐洲的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)（EN50170），并于2000年成為IEC61158中的現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之一。（2）CAN現(xiàn)場(chǎng)總線。CAN是控制器局域網(wǎng)（Control Area Network）的簡(jiǎn)稱，最早由德國(guó)BOSCH公司推出，用于汽車內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信，其總線規(guī)范被ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。CAN總線在國(guó)內(nèi)應(yīng)用非常廣泛，在目前的軌道交通有大量應(yīng)用實(shí)例。

三、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)、列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)和列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)組成。本文討論西門子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用。

SICAS ECC基本配置：（1）操作與顯示控制系統(tǒng)：包括計(jì)算機(jī)單元操作控制臺(tái)、中央操作與顯示功能、服務(wù)與診斷（S&D）設(shè)備。（2）IC（聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)）系統(tǒng)：包括用于聯(lián)鎖的信號(hào)和安全邏輯，多樣化的微機(jī)、冗余設(shè)計(jì)和到EIM-ECC的總線連接。（3）SICAS ECC（元件控制計(jì)算機(jī)）：帶有3取2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的故障-安全EIM-ECC，用于室外設(shè)備和軌道空閑檢測(cè)的接口連接）。

從SICAS系統(tǒng)硬件圖中可以看到整個(gè)SICAS系統(tǒng)用到了ATS總線和PROFIBUS總線。其中SICAS ECC與相鄰的SICAS ECC之間采用PROFIBUS總線進(jìn)行通信、SICAS ECC與下一個(gè)SICAS之間采用PROFIBUS總線進(jìn)行通信，SICAS IC與SICAS ECC采用PROFIBUS總線進(jìn)行通信，而SICAS IC與相鄰的SICAS IC采用ATS總線通信，SICAS IC和控制中心也采用ATS總線進(jìn)行通信。

SICAS系統(tǒng)進(jìn)行了冗余設(shè)計(jì)，SICAS的冗余設(shè)計(jì)分為設(shè)備冗余和通道冗余。通道冗余指的是每一臺(tái)設(shè)備提供兩個(gè)通道，例如PROFIBUS A通道和PROFIBUSB通道，兩個(gè)通道信息同步，設(shè)備可以任意選擇一條傳輸通道進(jìn)行信息的傳遞。

由于采用了PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有高度分散性，網(wǎng)絡(luò)采用冗余結(jié)構(gòu)，而且從PROFIBU協(xié)議模型看，顯而易見不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備，還提高了可靠性。重要的工作站，如SICAS ECC都享有信息通道冗余，可實(shí)時(shí)地選用PROFIBUS A、B網(wǎng)絡(luò)中任一通道完成數(shù)據(jù)傳輸，保證了信息的安全性和可靠性。

四、結(jié)論

城市軌道交通的快速發(fā)展，對(duì)信號(hào)系統(tǒng)提出了更高的要求，為了改進(jìn)傳統(tǒng)信號(hào)系統(tǒng)的一些缺點(diǎn)，比如設(shè)備復(fù)雜，故障查找困難等，越來(lái)越多的城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)使用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)來(lái)簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提高系統(tǒng)可靠性、降低成本?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用也使得城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展。隨著我國(guó)城市軌道交通快速發(fā)展，會(huì)有越來(lái)越多的現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)入城市軌道交通領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1]劉陽(yáng)學(xué)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在城市軌道交通綜合監(jiān)控中的應(yīng)用，現(xiàn)代城市軌道交通，2006年5月，pp.11-13

第6篇

【關(guān)鍵詞】國(guó)內(nèi)軌道交通；信號(hào)系統(tǒng)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：P135 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1、概述

伴隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加速，公共交通系統(tǒng)以軌道交通信號(hào)系統(tǒng)為重點(diǎn)，逐步發(fā)展成國(guó)內(nèi)許多特大城市的首選，城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)是一種先進(jìn)裝備用來(lái)保障行車安全，從而大大提升了交通運(yùn)輸能力。城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)之所以能夠穩(wěn)定發(fā)展是基于微電子、計(jì)算機(jī)以及通信技術(shù)的快速發(fā)展。在城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中，有三種安全傳輸方式，關(guān)于地面與車載設(shè)備，包括模擬軌道電路、無(wú)線通信、數(shù)字軌道電路。

目前，國(guó)內(nèi)主要采用的無(wú)線通信的傳輸方式有以下幾種：第一種是無(wú)線AP傳輸，其優(yōu)點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)單，施工方便，成本較低，其缺點(diǎn)是無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)分布不均勻，采用沿著軌道方向的無(wú)線定向天線，傳輸距離可以達(dá)到200——400m。第二種是漏線電纜傳輸，其優(yōu)點(diǎn)是場(chǎng)強(qiáng)覆蓋均勻，適應(yīng)性強(qiáng)，并且電磁污染小，但是去成本較高。第三種是感應(yīng)環(huán)線方式，其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)列車定位，車-地雙向傳輸，其缺點(diǎn)是給線路的日常養(yǎng)護(hù)帶來(lái)不便。

2、國(guó)內(nèi)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

因?yàn)槲覈?guó)的城市軌道交通還處于雛形階段，軌道交通系統(tǒng)設(shè)備不足，用于實(shí)現(xiàn)城市軌道運(yùn)營(yíng)宗旨、體現(xiàn)運(yùn)輸特點(diǎn)、確保行車安全、實(shí)現(xiàn)大運(yùn)量高密度運(yùn)輸?shù)男盘?hào)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)還不能自主生產(chǎn)。由于條件所限，某些規(guī)章制度難以落實(shí)，非定型產(chǎn)品又多，給日后的運(yùn)營(yíng)和維修帶來(lái)了困難和麻煩。我國(guó)首次把“發(fā)展城市軌道交通”列入國(guó)民經(jīng)濟(jì)第十個(gè)五年計(jì)劃發(fā)展綱要，并作為拉動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、特別是大城市經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略。目前城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到以先進(jìn)的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)為代表的信號(hào)系統(tǒng)。ATP子系統(tǒng)主要功能包括：自動(dòng)檢測(cè)列車的位置；確定列車運(yùn)行的最大安全速度；連續(xù)速度監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)超速防護(hù)及車門控制；控制列車運(yùn)行間隔，滿足規(guī)定的通過(guò)能力；保證車站設(shè)備的正確聯(lián)鎖。

ATP/ATO 除了少數(shù)采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備外，絕對(duì)大多數(shù)采用引進(jìn)設(shè)備。我國(guó)的城市軌道交通信號(hào)大體有以下應(yīng)用模式：除部分基礎(chǔ)設(shè)備外，整套引進(jìn)國(guó)外信號(hào)系統(tǒng) ；采用國(guó)產(chǎn)的 ATS 和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖，和國(guó)外的 ATP/ATO 配套 ；國(guó)內(nèi)企業(yè)提供完整的信號(hào)系統(tǒng)。

我國(guó)早期建設(shè)的運(yùn)營(yíng)線路(舊線)一般采用軌道電路方式的ATC系統(tǒng),因此在信號(hào)系統(tǒng)改造時(shí),推薦采用基于通信的列車控制系統(tǒng)(CBTC)方案。目前運(yùn)營(yíng)的CBTC系統(tǒng)都是國(guó)外設(shè)備,從實(shí)際運(yùn)營(yíng)的情況看,存在著維護(hù)費(fèi)用高的問(wèn)題,因此發(fā)展國(guó)產(chǎn)化的CBTC設(shè)備成為當(dāng)前緊迫的任務(wù)。

3、國(guó)內(nèi)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

首先，參與技術(shù)服務(wù)，國(guó)內(nèi)硬件加工，逐步吸收熟悉國(guó)外技術(shù)，其次，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)，掌握系統(tǒng)功能單元間接口協(xié)議和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，最后要積極跟蹤并參與CBTC的研究。

城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化，不僅能降低建設(shè)成本（國(guó)產(chǎn)的CBTC比引進(jìn)國(guó)外的系統(tǒng)造價(jià)低20%），而且能降低運(yùn)營(yíng)成本，更加重要的是促進(jìn)我國(guó)城市軌道交通技術(shù)水平的大幅提升，有利于人才培養(yǎng)，并且參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。

城市軌道交通的信號(hào)系統(tǒng)，已從早期的固定閉塞發(fā)展到了準(zhǔn)移動(dòng)閉塞，正在向移動(dòng)閉塞方向發(fā)展。傳統(tǒng)的信號(hào)系統(tǒng)即以地面信號(hào)顯示為依據(jù)，司機(jī)按行車規(guī)則操縱列車運(yùn)行。現(xiàn)代信號(hào)系統(tǒng)有六個(gè)基本目標(biāo)：以安全的方式控制列車有條件地前進(jìn)；使本列車與前行車或股道盡頭保持安全距離；防止出現(xiàn)列車沖突進(jìn)路；使列車能夠按要求的時(shí)間間隔運(yùn)行；使列車能夠按時(shí)刻表速度運(yùn)行，以便最大程度地避免危及安全的各種干擾；保證關(guān)鍵點(diǎn)閉鎖在正確位置。

ATP的主要作用是根據(jù)故障－安全原則，執(zhí)行列車間安全間距的監(jiān)控、列車的超速防護(hù)、安全開關(guān)門的監(jiān)督和進(jìn)路的安全監(jiān)控等功能，確保列車和乘客的安全；ATO主要執(zhí)行站間自動(dòng)運(yùn)行、列車在車站的定點(diǎn)停車、在終點(diǎn)的自動(dòng)折返等功能；ATS的主要作用是監(jiān)督列車狀態(tài)、產(chǎn)生列車時(shí)刻表、自動(dòng)調(diào)整列車運(yùn)行時(shí)刻和保證列車按時(shí)刻表正點(diǎn)運(yùn)行、生成運(yùn)行報(bào)告和統(tǒng)計(jì)報(bào)告、向旅客向?qū)到y(tǒng)提供信息等。

由于通信技術(shù)的發(fā)展，ATC系統(tǒng)中ATS子系統(tǒng)的功能也越來(lái)越強(qiáng)，已不僅僅是傳統(tǒng)意義上的“列車自動(dòng)監(jiān)督”，ATS子系統(tǒng)正在向集成化方向發(fā)展；維修管理更加重要為了提高系統(tǒng)的可靠性、減少維護(hù)費(fèi)用，信號(hào)系統(tǒng)的監(jiān)控管理以及維修管理信息系統(tǒng)都非常重要。

4、結(jié)束語(yǔ)

城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)是一種高科技含量、行車過(guò)程全自動(dòng)化和安全性能極高的設(shè)備。并且對(duì)其可使用標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)理念和管理模式，有它自主的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，生產(chǎn)供貨一體化，加速了城市軌道交通的發(fā)展，最重要的是有效改善了信號(hào)系統(tǒng)制式的冗雜，以最新的角度和立意在城市發(fā)展中取得了軌道交通信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)體系的成功發(fā)展，在人才培養(yǎng)方面，做到了全面栽培、重點(diǎn)選拔，使得我國(guó)的城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)得以完善。我國(guó)在此方面的技術(shù)還有待于提高，爭(zhēng)取在未來(lái)的日子里拜托依賴國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的局面，創(chuàng)造一個(gè)中國(guó)品牌而屹立在世界之巔，這樣的跨時(shí)代的發(fā)展具有非常深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜平.城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展[J].鐵道通信信號(hào).2010.（5）

[2]肖寶弟，賈學(xué)祥.對(duì)我國(guó)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略的思考 [J]. 現(xiàn)代城市軌道交通，2004.(2)

第7篇

關(guān)鍵詞: 城市軌道交通; 控制; 信號(hào)

1城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

信號(hào)系統(tǒng)是保障行車安全、提高運(yùn)輸能力的關(guān)鍵技術(shù)裝備。城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展。信號(hào)系統(tǒng)中,地面與車載設(shè)備的安全信息傳輸方式,大致經(jīng)歷了模擬軌道電路、數(shù)字軌道電路和無(wú)線通信3個(gè)階段。

1.1基于模擬軌道電路的ATC系統(tǒng)

軌道電路是將區(qū)間線路劃分為若干固定的區(qū)段,進(jìn)行列車占用檢查和向車載ATC設(shè)備傳送信息的載體。列車定位是以固定的軌道電路區(qū)段為單位,采用模擬軌道電路方式由地面向車載設(shè)備傳送

圖1模擬軌道電路列車運(yùn)行速度控制示意圖

10～20種信息,列車采用階梯式速度控制,稱之為固定閉塞。如圖1所示。模擬軌道電路在我國(guó)應(yīng)用的代表產(chǎn)品有:從英國(guó)西屋引進(jìn)的FS-2500無(wú)絕緣軌道電路(北京地鐵1號(hào)線、13號(hào)線) ;從美國(guó)GRS公司引進(jìn)的無(wú)絕緣數(shù)字調(diào)幅軌道電路(上海地鐵1號(hào)線) ;大連輕軌采用國(guó)產(chǎn)WG-21 A軌道電路。從系統(tǒng)整體角度來(lái)看, 基于模擬軌道電路的ATC系統(tǒng)中各子系統(tǒng)處于分立狀態(tài), 技術(shù)水平明顯落后, 維修工作量大, 制約了列車運(yùn)行速度和密度的進(jìn)一步提高, 將逐步退出歷史舞臺(tái)。

1.2基于數(shù)字軌道電路的ATC系統(tǒng)

數(shù)字軌道電路采用數(shù)字編碼方式, 地面向車載設(shè)備傳送數(shù)十位數(shù)字編碼信息, 列車可實(shí)現(xiàn)一次模式曲線式安全防護(hù), 縮短了列車運(yùn)行間隔, 提高了舒適度。數(shù)字軌道電路列車速度控制曲線如圖2

采用數(shù)字軌道電路的ATC系統(tǒng), 列車可實(shí)現(xiàn)一次模式曲線式安全防護(hù), 因此稱之為準(zhǔn)移動(dòng)閉

塞。數(shù)字軌道電路在我國(guó)應(yīng)用的代表產(chǎn)品有美國(guó)USSI公司的AF-904無(wú)絕緣數(shù)字軌道電路(上海地鐵2號(hào)線、津?yàn)I輕軌等) ; 德國(guó)西門子公司的FTGS無(wú)絕緣數(shù)字軌道電路(廣州地鐵1、2號(hào)線, 南京地鐵1號(hào)線等) 。數(shù)字軌道電路的ATC系統(tǒng)采用微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù), 延續(xù)了軌道電路故障2安全的特點(diǎn), 目前在我國(guó)和世界范圍內(nèi)開通運(yùn)用較多, 系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到了充分的驗(yàn)證。但數(shù)字軌道電路存在以下缺點(diǎn)。

1. 必須具備很強(qiáng)的抗干擾能力。軌道電路中ATC信息電流一般在幾十毫安至幾百毫安, 而列

車牽引回流最大可達(dá)4000 A。

2. 受軌道電路特性限制, 只能實(shí)現(xiàn)地面向列車的單項(xiàng)信息傳輸, 信息量也只能到數(shù)十比特, 限制了ATC系統(tǒng)的性能。

3. 與牽引供電專業(yè)的設(shè)備安裝相互影響。信號(hào)設(shè)備和牽引供電設(shè)備都需要安裝在軌道上, 2個(gè)專業(yè)設(shè)備的安裝必須相互協(xié)調(diào), 否則會(huì)相互影響對(duì)方系統(tǒng)的性能。

4. 無(wú)法進(jìn)行列車精確定位。只能按軌道電路區(qū)段對(duì)列車進(jìn)行定位, 一般區(qū)段長(zhǎng)度為30～300 m, 對(duì)縮短列車運(yùn)行間隔有一定的限制。

1.3基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)( CBTC)

CBTC的特點(diǎn)是前、后列車都采用移動(dòng)定位方式, 通過(guò)安全數(shù)據(jù)傳輸, 將前行列車的位置信息安全地傳遞給后續(xù)列車, 可實(shí)現(xiàn)一次模式曲線式安全防護(hù), 并且其防護(hù)點(diǎn)能夠隨前車的移動(dòng)而實(shí)時(shí)更新, 有利于進(jìn)一步縮小行車間隔, 提高運(yùn)輸效率,稱之為移動(dòng)閉塞。CBTC系統(tǒng)列速度控制如圖3所示。

圖 3CBTC列車運(yùn)行速度控制示意圖

無(wú)線通信的傳輸方式很多, 但是目前國(guó)內(nèi)主要采用的有4種方式。

1. 無(wú)線AP傳輸方式: 采用沿著軌道方向的無(wú)線定向天線, 傳輸距離可以達(dá)到200 ～400 m 。優(yōu)點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)單, 施工方便, 成本低。缺點(diǎn)是無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)分布不均勻。

2. 漏纜傳輸方式: 沿著同軸電纜的外部導(dǎo)體

周期性或非周期性配置開槽口, 電信號(hào)在該電纜中傳輸?shù)耐瑫r(shí), 能把電磁能量的一部分, 按要求從特殊開槽口以電磁波的形式放射到周圍的外部空間,既具有傳輸線的性質(zhì), 又具有無(wú)線電發(fā)射天線的性質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)是場(chǎng)強(qiáng)覆蓋均勻、適應(yīng)性強(qiáng)、電磁污染小等。缺點(diǎn)是成本較高。

3. 波導(dǎo)管傳輸方式: 波導(dǎo)管是一種雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線信號(hào)傳輸媒介, 具有傳輸頻帶寬、傳輸損耗小、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜, 受環(huán)境濕度影響較大。

4. 感應(yīng)環(huán)線方式: 通過(guò)軌道鋪設(shè)交叉感應(yīng)環(huán)線, 實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。

在我國(guó)已經(jīng)開通使用的武漢輕軌和廣州地鐵3號(hào)線是采用加拿大阿爾卡特公司的Sel Trac MB 系統(tǒng), 用感應(yīng)環(huán)線實(shí)現(xiàn)車2地信息雙向傳輸; 北京地鐵10號(hào)線和奧運(yùn)支線、廣州地鐵4號(hào)線用德國(guó)西門子公司的TrainguardMT, 用點(diǎn)式AP實(shí)現(xiàn)無(wú)線信息傳輸; 北京地鐵2號(hào)線改造、機(jī)場(chǎng)線采用法國(guó)阿爾斯通公司的URBAL ISTM, 用波導(dǎo)管和點(diǎn)式AP實(shí)現(xiàn)無(wú)線信息傳輸。現(xiàn)在正在建設(shè)的項(xiàng)目(廣州地鐵5號(hào)線、廣佛線, 上海地鐵6、7、8、9號(hào)線,北京地鐵4號(hào)線, 沈陽(yáng)地鐵1、2號(hào)線, 成都地鐵1號(hào)線等) , 都選擇了基于點(diǎn)式AP 無(wú)線通信的CBTC系統(tǒng), 它已經(jīng)成為我國(guó)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)選型的主流制式。CBTC系統(tǒng)采用當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù), 不與牽引供電爭(zhēng)軌道, 有利于牽引供電專業(yè)合理布置設(shè)備; 不需要在軌道上安裝設(shè)備, 易形成疏散通道。采用CBTC技術(shù), 具有多方面優(yōu)勢(shì)(提高效率、易于延伸線建設(shè)和改造升級(jí)) , 可以充分利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的信號(hào)產(chǎn)品和資源, 易于實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。其中具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備和ATS子系統(tǒng)已經(jīng)成功在現(xiàn)場(chǎng)開通使用。但目前CBTC系統(tǒng)的應(yīng)用在國(guó)際上還處于初期階段, 國(guó)外廠商都在結(jié)合工程實(shí)踐不斷完善, 開通投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的線路并不多, 開通過(guò)程中主要存在以下技術(shù)瓶頸, 需要在今后的研制和工程實(shí)施中加以解決。

1) CBTC系統(tǒng)的列車定位和移動(dòng)授權(quán)依賴無(wú)線信息傳輸, 如果某列車或地面某點(diǎn)發(fā)生無(wú)線通信中斷或故障, 就會(huì)失去對(duì)列車的定位, 將對(duì)運(yùn)營(yíng)造成較大的影響, 且故障處理將比原來(lái)的軌道電路系統(tǒng)復(fù)雜。世界上已進(jìn)行了近30年的CBTC系統(tǒng)研制, 最大的技術(shù)瓶頸就是一旦發(fā)生通信故障時(shí), 如何保障行車安全和減小對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響面問(wèn)題。為此絕大多數(shù)采用CBTC系統(tǒng)的工程都配置了后備信號(hào)系統(tǒng), 以解決上述問(wèn)題。

2) 除采用環(huán)線通信外, 目前CBTC系統(tǒng)采用的IEEE802.11系列的WLAN標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)開放的無(wú)線頻段, 該頻段不限制其他用戶使用, 用戶較多時(shí)容易造成相互干擾, 特別是在高架開放區(qū)段, 抗外部干擾問(wèn)題尤為重要。

3) 列車從地面的一個(gè)AP切換到另一個(gè)AP時(shí)信息傳輸會(huì)有中斷, 存在一定程度的丟包現(xiàn)象, 如何提高信息傳輸?shù)目煽啃砸泊芯俊?/p>

2城市軌道交通線信號(hào)系統(tǒng)選型

2.1新建線路信號(hào)系統(tǒng)制式選擇

根據(jù)上述城軌交通信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展情況和各種制式的應(yīng)用情況, 對(duì)于城市軌道交通線網(wǎng)新線建設(shè),信號(hào)系統(tǒng)制式選擇原則如下: ①不宜再采用基于模擬軌道電路的ATC系統(tǒng); ②仍然可采用基于數(shù)字編碼軌道電路的ATC系統(tǒng); ③推薦采用基于通信的列車控制系統(tǒng)(CBTC) 。

2.2舊線改造信號(hào)系統(tǒng)模式

我國(guó)早期建設(shè)的運(yùn)營(yíng)線路(舊線) 一般采用軌道電路方式的ATC系統(tǒng), 因此在信號(hào)系統(tǒng)改造時(shí), 推薦采用基于通信的列車控制系統(tǒng)(CBTC)方案。改造期間, 無(wú)線通信的CBTC系統(tǒng)與既有的軌道電路互不影響, 減少了改造的技術(shù)難度和工程管理難度。

3國(guó)產(chǎn)化城軌交通信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)展情況

國(guó)內(nèi)開發(fā)的城市軌道交通系統(tǒng)3種制式都有,基本上都采用CBTC基于無(wú)線的列車控制系統(tǒng)。主要開發(fā)進(jìn)展情況如下。

1. 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院, 充分利用專業(yè)齊全的優(yōu)勢(shì), 通過(guò)多年的研發(fā), 完成了包括CBTC系統(tǒng)的所有子系統(tǒng)(ATS、聯(lián)鎖、ATP、ATO、DCS、應(yīng)答器等) , 并進(jìn)行了室內(nèi)系統(tǒng)調(diào)試、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和調(diào)試。鐵科院的ATS子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)成熟技術(shù), 具有城市軌道交通業(yè)績(jī), 已經(jīng)具備工程實(shí)施的條件。鐵科院的CBTC系統(tǒng)對(duì)無(wú)線故障情況下的后備轉(zhuǎn)換, 進(jìn)行了深入的研究, 能夠在保證行車安全的情況下, 盡量減少對(duì)正常運(yùn)營(yíng)的干擾, 達(dá)到了先進(jìn)的水平。在安全性方面, 與研發(fā)同步進(jìn)行第三方安全認(rèn)證工作, 已簽署安全認(rèn)證合同并開展安全認(rèn)證工作。

2. 2004年, 北京交通大學(xué)、北京地鐵運(yùn)營(yíng)公司、北京和利時(shí)公司申請(qǐng)北京市科委“基于通信

的城軌CBTC系統(tǒng)研究”科研項(xiàng)目, 在北京地鐵試車線進(jìn)行了ATP、ATO 試驗(yàn), 并在大連設(shè)立了10 km試驗(yàn)段, 包括地面線路和地下線路, 進(jìn)行了2列列車的追蹤試驗(yàn)。亦莊線計(jì)劃2010 年底開通點(diǎn)式ATP, 2011年底CBTC全系統(tǒng)全功能開通。

第8篇

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；信號(hào)系統(tǒng)；接口管理

中圖分類號(hào)：C913文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)工程簡(jiǎn)介

城市軌道交通工程是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程。可分為前期工程、土建工程、軌道工程、裝修工程、設(shè)備安裝工程及工藝設(shè)備等。設(shè)備安裝工程是實(shí)現(xiàn)地鐵運(yùn)營(yíng)功能的核心工程，可分為系統(tǒng)設(shè)備安裝和常規(guī)設(shè)備安裝。系統(tǒng)設(shè)備包括通信、信號(hào)、供電、車輛、屏蔽門或安全門、自動(dòng)扶梯及電梯、自動(dòng)售檢票、綜合監(jiān)控以及門禁系統(tǒng)等；常規(guī)設(shè)備包括通風(fēng)空調(diào)、給排水與消防、低壓動(dòng)力照明設(shè)備等。

信號(hào)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)功能和安全的重要系統(tǒng)。當(dāng)前城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)通常指的是列車自動(dòng)控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ATC），ATC系統(tǒng)主要包括三個(gè)子系統(tǒng)：列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ATS）、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ATP）、列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ATO）。三個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一個(gè)集行車指揮、運(yùn)行調(diào)整以及自動(dòng)駕駛等功能為一體的安全列車自動(dòng)控制系統(tǒng)。

隨著無(wú)線通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和可靠地應(yīng)用，一種基于無(wú)線通信的移動(dòng)自動(dòng)閉塞（簡(jiǎn)稱CBCT）列車自動(dòng)控制ATC系統(tǒng)開始蓬勃發(fā)展。該系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立車地之間連續(xù)、雙向、高速的通信，使列車控制命令和狀態(tài)可以在車輛和地面之間進(jìn)行實(shí)時(shí)可靠地交換，并確定列車的準(zhǔn)確位置及列車間的相對(duì)距離，保證列車的安全運(yùn)行間隔，并縮短行車間隔，提高列車運(yùn)行效率。

二、信號(hào)系統(tǒng)工程接口管理存在的問(wèn)題

1、管理職能接口存在的問(wèn)題

第一、參建各方在接口管理中的職責(zé)、權(quán)利不明確，執(zhí)行力不強(qiáng)，相互推諉。譬如信號(hào)系統(tǒng)集成方與設(shè)計(jì)單位、施工單位、其他專業(yè)、車輛之間的接口。常常出現(xiàn)如：設(shè)計(jì)范圍及責(zé)任不詳細(xì)導(dǎo)致與設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)出圖方面的糾紛；在貨物裝卸或搬運(yùn)責(zé)任不清導(dǎo)致的與施工單位的糾紛。

第二、業(yè)主方在接口管理中缺乏有效的監(jiān)督、考核以及相應(yīng)的獎(jiǎng)懲措施。業(yè)主方專業(yè)代表在各專業(yè)或各單位接口管理過(guò)程中，將接口聯(lián)絡(luò)工作完全扔給接口雙方，自己卻很少過(guò)問(wèn)或未能深入了解接口雙方存在的問(wèn)題，往往導(dǎo)致接口協(xié)調(diào)效率較低，而且即便接口協(xié)調(diào)完成后，也會(huì)在接口雙方存在較多的后續(xù)遺留問(wèn)題。而業(yè)主方的管理層對(duì)此缺乏監(jiān)督和考核，給各專業(yè)代表較大的自由空間。

第三、業(yè)主賦與監(jiān)理方的責(zé)權(quán)利不明確，監(jiān)理方在接口管理過(guò)程中沒有發(fā)揮其應(yīng)有作用，甚至有的監(jiān)理根本不具備城市軌道交通建設(shè)各個(gè)專業(yè)間接口管理的能力。業(yè)主聘任的監(jiān)理，本應(yīng)承擔(dān)類似總承包項(xiàng)目中的“工程師”角色，但目前國(guó)內(nèi)城市軌道建設(shè)中，業(yè)主對(duì)監(jiān)理的責(zé)任要求通常并不嚴(yán)格，監(jiān)理的工作更多的是傳達(dá)執(zhí)行業(yè)主的行政指示，對(duì)工程的質(zhì)量、安全、進(jìn)度等掌控能力較弱。

2、接口設(shè)計(jì)方面存在的問(wèn)題

設(shè)計(jì)方對(duì)各專業(yè)接口的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，未能或也可能無(wú)法詳細(xì)地進(jìn)行描述或要求，如：與通信專業(yè)接口標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議未深入詳細(xì)地溝通和確定導(dǎo)致的接口功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)；與車輛專業(yè)在車載設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議等方面的協(xié)調(diào)難度較大等問(wèn)題。

3、施工階段存在問(wèn)題

信號(hào)系統(tǒng)與各施工單位之間，如土建、裝修、設(shè)備安裝等，之間存在大量接口。如：

第一、安裝預(yù)留存在的問(wèn)題

土建工程未按設(shè)計(jì)圖要求進(jìn)行孔洞預(yù)留；軌道工程未按設(shè)計(jì)圖要求進(jìn)行電纜過(guò)軌防護(hù)管的預(yù)留；軌道工程未按設(shè)計(jì)圖要求進(jìn)行道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)的安裝基坑預(yù)留施工；空調(diào)所在位置

第二、進(jìn)度接口

進(jìn)度銜接接口上存在的問(wèn)題更多：區(qū)間電纜支架安裝進(jìn)度滯后，影響信號(hào)電纜敷設(shè)；車輛段、試車線的鋪軌、設(shè)備房進(jìn)度滯后，影響信號(hào)設(shè)備安裝；道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備安裝基坑，軌道承包商遲遲不能整改到位，影響道岔轉(zhuǎn)轍設(shè)備安裝調(diào)試；低壓照明系統(tǒng)提供正式電源的進(jìn)度嚴(yán)重滯后，影響信號(hào)設(shè)備的調(diào)試；系統(tǒng)集成商負(fù)責(zé)供應(yīng)信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備的供貨進(jìn)度嚴(yán)重滯后，影響設(shè)備安裝工期。

三、接口管理問(wèn)題產(chǎn)生的原因分析

通過(guò)對(duì)接口問(wèn)題的分析對(duì)其產(chǎn)生的原因分析如下：

職能管理方面問(wèn)題產(chǎn)生的原因是接口管理體系不健全造成。主要表現(xiàn)為：組織機(jī)構(gòu)不完善，管理人員配備不到位，人員職責(zé)不清；管理程序和制度不健全，執(zhí)行力差，相互推諉；接口管理計(jì)劃性差，沒有預(yù)見性。導(dǎo)致了接口管理無(wú)論是在空間控制上，還是在時(shí)間控制上，都推進(jìn)不力。

接口設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題最多，產(chǎn)生的原因是系統(tǒng)的主要材料、設(shè)備的技術(shù)參數(shù)和選型在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，無(wú)法及時(shí)確定，給接口設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的困難。一方面是信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備基本上需從國(guó)外引進(jìn)，受各種因素的影響，一些進(jìn)口設(shè)備的技術(shù)參數(shù)不能及時(shí)確定，導(dǎo)致設(shè)備集成與安裝工程設(shè)計(jì)的內(nèi)部接口無(wú)法確定；另一方面是由于信號(hào)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)間主要材料、設(shè)備的技術(shù)參數(shù)不能完全確定，導(dǎo)致外部接口設(shè)計(jì)存在缺陷。

施工方面問(wèn)題產(chǎn)生的原因是接口管理的過(guò)程控制不到位。主要表現(xiàn)為：施工質(zhì)量控制不到位；接口進(jìn)度控制不到位；糾偏控制不到位。

四、做好接口管理的建議

1、建立完善的接口管理體系

應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化管理原理，通過(guò)接口管理組織標(biāo)準(zhǔn)化、接口管理流程標(biāo)準(zhǔn)化、接口管理制度標(biāo)化。建立起一個(gè)完善的接口管理體系。以解決管理職能接口不清晰、職責(zé)不明確等弊端接口管理組織標(biāo)準(zhǔn)化主要包括人員、職責(zé)標(biāo)準(zhǔn)化。

人員標(biāo)準(zhǔn)化包括人員數(shù)量、素質(zhì)配置。

根據(jù)接口管理工作的需要，各參建單位必須配備接口管理負(fù)責(zé)人和接口技術(shù)工程師。為提高接口管理的決策效率及執(zhí)行力，對(duì)各方人員的素質(zhì)要求為：業(yè)主接口管理負(fù)責(zé)人應(yīng)為其主管建設(shè)的副總經(jīng)理；監(jiān)理單位接口管理負(fù)責(zé)人必須是總監(jiān)或總監(jiān)代表；設(shè)計(jì)總包單位接口管理負(fù)責(zé)人必須是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的總體負(fù)責(zé)人；其他系統(tǒng)承包商接口管理負(fù)責(zé)人必須是主管項(xiàng)目生產(chǎn)的副經(jīng)理或總工程師。

職責(zé)標(biāo)準(zhǔn)化就是明確參建各方的職責(zé)。根據(jù)接口管理的工作內(nèi)容，對(duì)各方的職責(zé)明確如下：

業(yè)主：明確參建各方的職責(zé)、接口任務(wù)；審核批準(zhǔn)接口管理程序、接口管理手冊(cè)、重大接口問(wèn)題的重要設(shè)計(jì)變更?？辈煸O(shè)計(jì)總包單位：參與編制工程接口管理手冊(cè)；解決設(shè)計(jì)方面的工程接口技術(shù)問(wèn)題；負(fù)責(zé)重大接口問(wèn)題的設(shè)計(jì)變更。

監(jiān)理：負(fù)責(zé)對(duì)職責(zé)范圍內(nèi)承包商接口實(shí)施的監(jiān)督、檢查。各系統(tǒng)承包商：執(zhí)行其所負(fù)責(zé)系統(tǒng)的接口管理任務(wù)。

2、接口管理流程標(biāo)準(zhǔn)化

材料設(shè)備的技術(shù)參數(shù)的確定，是影響信號(hào)系統(tǒng)內(nèi)、外部技術(shù)接口設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。因此必須通過(guò)加強(qiáng)與供貨商的設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)，來(lái)盡快明確設(shè)備材料的技術(shù)參數(shù)，以解決接口設(shè)計(jì)的困難。具體措施為：（1）業(yè)主應(yīng)盡量提前系統(tǒng)設(shè)備的招標(biāo)，為設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)提供足夠的時(shí)間條件；（2）設(shè)計(jì)方要堅(jiān)持“先外后內(nèi)”接口設(shè)計(jì)原則。即先與相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)，確定相關(guān)系統(tǒng)的材料設(shè)備技術(shù)參數(shù)后，再根據(jù)其他系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)參數(shù)來(lái)確。

編制接口矩陣表：包括接口分類、注明接口編碼。

編制接口細(xì)則：包括定義描述、明確責(zé)任、分工、配合、接口試驗(yàn)等。

編制接口計(jì)劃：編制接口實(shí)施計(jì)劃，滿足各系統(tǒng)進(jìn)度銜接要求。

接口計(jì)劃報(bào)批：經(jīng)監(jiān)理審核后，報(bào)業(yè)主審批。

接口實(shí)施：各方嚴(yán)格按照批復(fù)的接口計(jì)劃組織實(shí)施，并作好接口記錄。實(shí)施過(guò)程中，監(jiān)理要加強(qiáng)接口質(zhì)量、進(jìn)度的監(jiān)督，確保接口質(zhì)量和進(jìn)度。

接口協(xié)調(diào)：接口實(shí)施過(guò)程如存在問(wèn)題，業(yè)主及時(shí)組織各方召開協(xié)調(diào)會(huì)，商討解決辦法，并形成接口協(xié)調(diào)會(huì)議紀(jì)要，各方按紀(jì)要執(zhí)行。

接口修改：責(zé)任方根據(jù)紀(jì)要制定接口修改方案，報(bào)各方確認(rèn)。

更新接口矩陣表：接口修改方案經(jīng)各方確認(rèn)后，記錄并編制更新接口矩陣表。

接口試驗(yàn)、記錄：當(dāng)接口施工完畢，監(jiān)理組織各責(zé)任方進(jìn)行試驗(yàn)，并記錄試驗(yàn)結(jié)果。

接口評(píng)估、記錄：監(jiān)理組織相關(guān)責(zé)任方對(duì)接口功能、安全進(jìn)行評(píng)估，合格后填寫評(píng)估記錄。

3、加強(qiáng)接口管理過(guò)程控制

接口管理過(guò)程控制的要點(diǎn)為質(zhì)量、工期。針對(duì)接口質(zhì)量控制。設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)階段應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)，尤其需加強(qiáng)信息類接口性能匹配的設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)，確保接口的設(shè)計(jì)質(zhì)量；施工單位嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施工；監(jiān)理單位在接口實(shí)施過(guò)程中，加強(qiáng)接口質(zhì)量監(jiān)督、檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)整改；接口試驗(yàn)必須嚴(yán)格按照型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)安裝試驗(yàn)或設(shè)備聯(lián)調(diào)試驗(yàn)的程序進(jìn)行。

針對(duì)接口工期控制。業(yè)主組織接口管理相關(guān)方，編制下發(fā)各接口實(shí)施節(jié)點(diǎn)工期，各單位應(yīng)嚴(yán)格按照節(jié)點(diǎn)工期組織實(shí)施；運(yùn)用“界面交接驗(yàn)收”控制方法，制定接口節(jié)點(diǎn)工期考核制度，來(lái)加強(qiáng)對(duì)各方節(jié)點(diǎn)工期的控制，確保各方按節(jié)點(diǎn)工期完成接口。

結(jié)束語(yǔ)

信號(hào)系統(tǒng)接口管理是一項(xiàng)既復(fù)雜，又重要的管理活動(dòng)。實(shí)踐證明，只有建立完善的管理體系，加強(qiáng)設(shè)計(jì)階段的聯(lián)絡(luò)，加強(qiáng)過(guò)程控制，才能處理好信號(hào)系統(tǒng)與相關(guān)系統(tǒng)的接口，并對(duì)接口實(shí)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)的控制，才能確保信號(hào)系統(tǒng)整體功能的實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]董焰.城市軌道交通發(fā)展的政策導(dǎo)向[J].城鄉(xiāng)建設(shè)，2009.

第9篇

關(guān)鍵詞　城市軌道交通，信號(hào)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)方案

城市軌道交通的信號(hào)系統(tǒng)擔(dān)當(dāng)著控制和指揮列車運(yùn)行的任務(wù)，是影響整個(gè)城軌交通系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)安全和效益的關(guān)鍵點(diǎn)。信號(hào)系統(tǒng)的水平也成為城市快速軌道交通現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。設(shè)計(jì)出一個(gè)優(yōu)秀的系統(tǒng)方案不僅有利于保證行車安全，提高運(yùn)輸能力，實(shí)現(xiàn)迅速、及時(shí)、準(zhǔn)確的行車調(diào)度指揮和運(yùn)輸管理現(xiàn)代化，提高服務(wù)質(zhì)量，而且還有利于合理使用工程投資，降低工程造價(jià)。

1 　系統(tǒng)構(gòu)成方案

城市軌道交通是一個(gè)技術(shù)先進(jìn)，具備相當(dāng)程度自動(dòng)化水平的運(yùn)輸體系。其中信號(hào)控制系統(tǒng)的構(gòu)成必須與整個(gè)交通運(yùn)輸相適應(yīng)。

在《城市快速軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)—試行本》中，把信號(hào)系統(tǒng)劃分了三個(gè)層次:第一層次設(shè)備在運(yùn)量較小、行車密度較低的線路上，可配置聯(lián)鎖設(shè)備、自動(dòng)閉塞、機(jī)車信號(hào)和自動(dòng)停車系統(tǒng);第二層次設(shè)備在運(yùn)量較大、行車密度較高的線路上，可配置列車自動(dòng)監(jiān)控(ATS) 系統(tǒng)和列車自動(dòng)防護(hù)(ATP) 系統(tǒng); 第三層次設(shè)備在運(yùn)量大、行車密度高的線路上，配置列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)和列車自動(dòng)運(yùn)行(ATO) 系統(tǒng)。

上述第一層次系統(tǒng)配置屬最低水平等級(jí)，只適于行車間隔大于3 min 的線路運(yùn)用。也就是說(shuō)，在行車密度較高時(shí)， 這種線路將面臨整個(gè)系統(tǒng)的改造，造成大量的廢棄工程;另一方面，由于機(jī)車信號(hào)和自動(dòng)停車裝置所能容納的信息量少，列車運(yùn)行的安全性很大程度上只能依賴于司機(jī)的駕駛;然而其國(guó)產(chǎn)化率水平是最高的，工程造價(jià)是最低的。應(yīng)該說(shuō)，該層次的設(shè)備適宜在近期運(yùn)量小、行車密度低， 而且遠(yuǎn)期運(yùn)量無(wú)明顯變化的工程，如在中等城市或是郊區(qū)軌道交通系統(tǒng)中運(yùn)用。

第二層次的信號(hào)系統(tǒng)配置，適于行車間隔在2 min 以上的線路運(yùn)用，行車安全可以完全由列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)來(lái)保證。雖然其國(guó)產(chǎn)化率水平降低，工程造價(jià)增高，但是該層次設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，便于向第三層次擴(kuò)展，不存在明顯的廢棄工程，符合工程按近遠(yuǎn)期分步實(shí)施、合理預(yù)留的原則，所以系統(tǒng)的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是合理的。這種系統(tǒng)能適應(yīng)大多數(shù)城市軌道交通的運(yùn)用需要，是大運(yùn)量的城市輕軌交通的首選方案。

第三層次的系統(tǒng)配置具備很高的現(xiàn)代化技術(shù)水平，適于行車間隔小于2 min 的線路運(yùn)用，不僅行車安全可以完全由列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)來(lái)保證，而且列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)還可以完成站間自動(dòng)運(yùn)行、定位停車，接收控制中心運(yùn)行指令，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行自動(dòng)調(diào)整，使整套信號(hào)系統(tǒng)能夠滿足列車高速、高密度運(yùn)行的需要。這種系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化率水平低，工程造價(jià)高，是其在工程運(yùn)用中不利的一面，但系統(tǒng)高水平的自動(dòng)化程度無(wú)疑將給日后的運(yùn)營(yíng)、管理帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益;另外，由于安裝屏蔽門對(duì)列車精確定位停車功能和大運(yùn)量對(duì)列車高折返能力等等方面的具體需求，這種線路的運(yùn)行都要由列車自動(dòng)運(yùn)行(ATO) 系統(tǒng)來(lái)保證。所以只要條件許可，在城市軌道交通中，特別是高運(yùn)量的地鐵工程中，該系統(tǒng)方案非常值得推薦。

2 　主要技術(shù)方案

2. 1 　設(shè)計(jì)行車間隔

城市軌道交通工程為適應(yīng)乘客運(yùn)量大、行車密度高的特點(diǎn)，往往采取縮短行車間隔的辦法。這樣一方面有利于減少旅客候車時(shí)間以提高服務(wù)質(zhì)量; 另一方面可以減少列車編組輛數(shù)，節(jié)省工程投資。但是由于信號(hào)ATP 系統(tǒng)技術(shù)的限制，如軌道區(qū)段的長(zhǎng)度、“ 車-地”通信的有效速率、列車進(jìn)路的建立和恢復(fù)時(shí)間等等因素，正常的行車間隔不可能無(wú)限制縮短。換言之，最小行車間隔極大地影響著信號(hào)的ATP 系統(tǒng)方案和工程造價(jià)。確定合理的行車間隔時(shí)分成為信號(hào)ATP 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的控制參數(shù)。

根據(jù)一些發(fā)達(dá)國(guó)家城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)， 信號(hào)ATP 系統(tǒng)可按滿足高峰運(yùn)營(yíng)流量130 % 的能力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。也就是說(shuō)，如果線路的客流量在某個(gè)特殊時(shí)段增加到預(yù)測(cè)高峰值的130 % 時(shí)，ATP 系統(tǒng)仍有能力滿足運(yùn)營(yíng)采取的臨時(shí)措施，如臨時(shí)增加運(yùn)營(yíng)列車等。表1 以某一條線路運(yùn)營(yíng)方案為例予以說(shuō)明。

兩種方案均可滿足運(yùn)量要求，但它們的運(yùn)能余量，即單向運(yùn)輸能力與高峰小時(shí)單向最大斷面客流量比是不同的。其中方案A 為1. 00 ， 方案B 為1. 08 。那么，如果按方案A 實(shí)施，在高峰時(shí)間內(nèi)的線路運(yùn)營(yíng)將處于全飽和狀態(tài)， 按上述標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的ATP 系統(tǒng)應(yīng)采用184 s 的設(shè)計(jì)行車間隔;如果按方案B 實(shí)施，在高峰時(shí)間內(nèi)的線路運(yùn)營(yíng)尚有8 % 的調(diào)節(jié)余量，相應(yīng)的ATP 系統(tǒng)只需采用245 s 的設(shè)計(jì)行車間隔。顯而易見，從信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)角度來(lái)看，方案B 優(yōu)于方案A 。

應(yīng)該指出的是，ATS 系統(tǒng)所具備的行車間隔調(diào)控能力與上述的ATP 的設(shè)計(jì)行車間隔能力是有區(qū)別的。ATS 對(duì)列車運(yùn)行的調(diào)控主要是當(dāng)列車運(yùn)行秩序有紊亂時(shí)，通過(guò)控制列車停站時(shí)分而使列車運(yùn)行秩序盡快恢復(fù)的一種措施。當(dāng)然，這種調(diào)控能力的實(shí)現(xiàn)也是要體現(xiàn)在ATP 行車間隔能力上的。

在實(shí)際的工程運(yùn)用中，應(yīng)結(jié)合線路近、遠(yuǎn)期運(yùn)量，以及工程實(shí)施方案、ATS 調(diào)控能力等綜合因素， 確定一個(gè)合理的滿足運(yùn)營(yíng)要求、節(jié)省工程投資的設(shè)計(jì)行車間隔。

2. 2 　ATP 信息傳輸方式

ATP 系統(tǒng)是確保列車運(yùn)行安全的關(guān)鍵設(shè)備，它由軌旁設(shè)備和車載設(shè)備組成， 列車通過(guò)地面ATP 設(shè)備接收運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)列車的間隔控制。ATP 設(shè)備主要有兩種劃分方式，一是按“車-地”ATP 信息傳輸方式分為連續(xù)式和點(diǎn)式發(fā)碼方式;另一種是按對(duì)列車控制方式分為模式曲線方式和階梯式控制方式。其中按前一種劃分的兩種ATP 設(shè)備工程造價(jià)差異大，是選擇ATP 系統(tǒng)方案的主要比較點(diǎn)。

轉(zhuǎn)貼于

連續(xù)式的ATP 設(shè)備一般可利用軌道電路或連續(xù)敷設(shè)的電纜向車載接收設(shè)備連續(xù)不斷地傳遞地面信息。其特點(diǎn)是信息傳遞實(shí)時(shí)性高、技術(shù)復(fù)雜、造價(jià)昂貴。點(diǎn)式ATP 設(shè)備利用地面應(yīng)答器或點(diǎn)式環(huán)線把地面信息傳至列車。這種方式實(shí)時(shí)性較差， 但技術(shù)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉。

控制實(shí)時(shí)性較差高行車間隔大于90 s 可小于90 s 自動(dòng)駕駛功能尚無(wú)產(chǎn)品有列車檢測(cè)功能需另設(shè)軌道電路有系統(tǒng)擴(kuò)展對(duì)行車干擾較小對(duì)行車干擾大安裝調(diào)試周期較短周期長(zhǎng)工程造價(jià)較低高維修成本低高生產(chǎn)廠家少多

在我國(guó)現(xiàn)有的地鐵交通中，由于運(yùn)量大、行車密度高、地鐵隧道內(nèi)駕駛條件較差等特點(diǎn)，均采用連續(xù)發(fā)碼方式的ATP 系統(tǒng)是適宜的。

隨著點(diǎn)式ATP 技術(shù)的發(fā)展，在城市軌道交通工程，特別是城市輕軌工程中采用點(diǎn)式ATP 設(shè)備顯得越來(lái)越合理。在點(diǎn)式ATP 系統(tǒng)中，以目前較有代表性的西門子公司ZUB120 為例，其主要的技術(shù)指標(biāo)如下:

·傳輸制式　移頻鍵控(FSK) ，串行

·傳輸速率　50k·-1

·傳輸間距　130～210 mm

·電碼可靠性　循環(huán)碼多次判斷，海明距為4

·電碼長(zhǎng)度　可編程有用比特96 位

·機(jī)車設(shè)備平均故障間隔時(shí)間　2 ×104 h

·地面應(yīng)答器平均故障間隔時(shí)間　9 ×105 h

對(duì)于點(diǎn)式系統(tǒng)控制實(shí)時(shí)較差、缺乏緊急停車功能等缺點(diǎn)，則可以通過(guò)接近連續(xù)式發(fā)碼方式進(jìn)行彌補(bǔ)。上海莘閔輕軌交通線作為我國(guó)第一條城市輕軌線路就已按點(diǎn)式ATP 系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。另?yè)?jù)西門子公司介紹，目前該公司新研制的點(diǎn)式ATP 系統(tǒng)不僅打破了90 s 行車間隔的限制，也具備了自動(dòng)駕駛功能。

3 　小結(jié)

在實(shí)際的工程運(yùn)用中，結(jié)合工程具體情況就不難設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的系統(tǒng)方案。例如:在天津市區(qū)至濱海新區(qū)輕軌工程招標(biāo)中，我方依據(jù)輕軌客運(yùn)量近、遠(yuǎn)期分別為18. 4 萬(wàn)人次/ 日、28. 4 萬(wàn)人次/ 日，列車運(yùn)行近、遠(yuǎn)期3 min 的追蹤間隔，以及列車4 列、6 列的不同編組，首先確定的投標(biāo)方案中設(shè)計(jì)行車間隔為135 s ， 采用點(diǎn)式ATP 和國(guó)產(chǎn)ATS ， 預(yù)留ATO 方案;而結(jié)合本線列車運(yùn)行速度高達(dá)100 km/h ， 列車制動(dòng)距離長(zhǎng)的特點(diǎn)，從保證行車安全、節(jié)省工程造價(jià)的角度出發(fā)，我方又推薦了采用模擬無(wú)絕緣軌道電路加連續(xù)式環(huán)線的ATP 方案。兩種方案的技術(shù)論證受到了評(píng)判專家組的一致好評(píng)。

總之，在系統(tǒng)構(gòu)成和主要的技術(shù)方案確定以后，信號(hào)系統(tǒng)雖已基本定型，但要真正全面地設(shè)計(jì)出一個(gè)良好的系統(tǒng)，還有許多細(xì)節(jié)需要考慮。例如:為發(fā)揮投資效益，根據(jù)城市軌道交通工程近、遠(yuǎn)期不同的建設(shè)規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)，信號(hào)系統(tǒng)的配置應(yīng)考慮按不同階段的運(yùn)量要求分步實(shí)施、合理預(yù)留，并使之容易進(jìn)行技術(shù)改造和升級(jí);信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中應(yīng)充分考慮到國(guó)家對(duì)機(jī)電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率的要求，除某些必須引進(jìn)的設(shè)備外，盡量選用國(guó)產(chǎn)設(shè)備或與引進(jìn)國(guó)外技術(shù)國(guó)內(nèi)組裝相結(jié)合的方式。

另外，城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的特殊技術(shù)指標(biāo)也是應(yīng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。如在長(zhǎng)大坡道上設(shè)立的保護(hù)性延續(xù)進(jìn)路對(duì)列車運(yùn)行追蹤時(shí)分的影響;為縮短折返進(jìn)路建立時(shí)間，如何處理折返進(jìn)路有關(guān)的渡線道岔等技術(shù)問(wèn)題。