城市轨道交通通信系统课件

城市轨道交通车辆三城市轨道交通供电五城市轨道交通车站3四城市轨道交通线路3二城市轨道交通通信信号3六城轨交通的定义及分类一AFC自动售检票系统3七城市轨道交通车站3四城市轨道交通通信系统一、轨道交通通信系统概述

二、轨道交通通信系统构成

三、各子系统介绍

一、轨道交通通信系统概述为了保证城市轨道交通系统能可靠、安全、高效运营，并有效地传输地铁运营、维护、管理相关的语音、数据、图像等各种信息，就必须建立可靠的、易扩充的、独立的通信网。轨道交通通信网系统是直接为轨道交通运营、管理服务的，是保证列车及乘客安全、快速、高效运行的一种不可缺少的智能自动化综合业务数字通信网。二、轨道交通通信系统构成：●传输系统●公务电话系统●专用电话系统●无线系统（列车调度、公安、消防）●广播系统●电视监控系统●时钟系统●电源及接地系统

三、各子系统介绍

1传输系统：（1）功能（信息通道——高速公路）（2）主要解决的问题容量/线路利用率话音质量/干扰

（

3）分类按传输媒介分：光纤数字通信系统微波数字通信系统卫星数字通信系统

按采用技术分PDH（异步数字通信系统）SDH（同步数字通信系统）OTN（开放的传输网络）ATM（异步传输模式）

（4）传输系统构成硬件：终端设备中继设备光缆网管及维护终端软件：系统软件、管理维护软件

2、公务及专用电话系统（1）功能：解决电路交换任务

●公务电话系统：用于各部门间进行通话及业务联系。

●专用电话系统：控制中心调度员、车站、车辆段值班员组织指挥行车、运营管理以及保证行车安全而设置的专用电话系统。（2））系统统组成成：交交换机机（接接口模模块、、交换换模块块、控控制模模块））、线线路、、电话话机、、调度台台、轨旁电电话、录音装装置、维护护终端端。3、电电视监监控系系统：：（1）功功能：电电视监视视系统具具有直观观、实时时的动态态图像监监视、记记录和跟跟踪控制制等独特特功能，，是通信信指挥系系统一个个重要组组成部分分，具有有其独特特的指挥挥和管理理能力，，已成为为城市轨轨道交通通实现自自动化调调度管理理的必备备设施。。运营电视视监视系系统运营调度度控制中中心在实实施列车车调度、、运营管管理和防防灾控制制指挥中中，借助助电视监监视系统统，实时时直观地地了解线线路运营营和事故故灾害信信息，使使调度指指挥人员员能够在在管理事事件的第第一时间间获取事事件现场场实时的的直观资资料，从从而能在在最早时时机做出出控制反反应。公安电视视监视系系统公安电视监监视系统为为公安指挥挥中心提供供全线各车车站实时场场景图像，，及时了解解全线安全全情况，发发现治安事事件，判断断事件性质质和规模，，从而实施施快速反应应和高效指指挥。（2）电视视监视系统统的组成摄像机视频切换矩矩阵图像分配放放大器发射器彩色监视器器控制器及键键盘视频信号编编解码器4、无线系系统（1）功能能：轨道交交通无线通通信系统是是轨道交通通通信系统统中不可缺缺少的组成成部分，是是提高地铁铁运输效率率、保证运运营行车安安全的重要要手段。无线系统主主要用于地地铁列车运运行指挥、、公安治安安、防灾应应急通信和和设备及线线路的维修修施工通信信。1、列车无无线调度系系统：主要要用于地铁铁列车调度度员、司机机、车站值值班员、车车辆段信号号楼值班员员之间以及及车站值班班员与站台台值班员之之间通信联联络，满足足列车运行行需要。2公安无线线系统供公公安调度员员与车站公公安值班员员及公安外外勤人员之之间通信联联络。3消防无线线：供防灾灾调度员、、车站防灾灾员、现场场指挥人员员及有关人人员联络，，进行事故故抢修及防防灾救灾。。（2）无线线调度系统统与公共无无线系统区区别集团使用，，半双工通通话具有组呼、、群呼功能能具有多级优优先、紧急急呼叫、强强插功能具有控制电电话呼叫及及通话时限限功能具有呼叫记记录和通话话录音处理理功能（3）集群群无线系统统组成集群控制器器无线交换机机调度台基站收发信信机天馈线系统统机车电台漏泄电缆维护终端5、广播系系统（1）功能能：对乘客客广播（到到发站信息息、意外情情况疏导））对工作人员员广播（通通知信息））（2）结构构：广播系系统采用二二级广播控控制方式（（控制中心心、车站））广播分区为为：上行站站台、下行行站台、售售票区、站站厅层、出出入口、办办公区。当轨道交通通发生故障障或灾害时时，广播系系统自动转转为抢险通通信设备，，环境调度度员具有最最高优先权权。（3）广播播系统构成成：车控室广播播台、车站站广播设备备、扬声器器等。6电源及接接地系统（1）功能能：电源系系统是为满满足通信系系统不间断断、无瞬变变地供电需需求。（2）构成成：配电设设备、整流流设备、蓄蓄电池6、时钟系系统为地铁所有有系统提供供一统一的的时间系统统8、几个常常用的概念念模拟通信：在电话通通信中，用用户线上传传送的电信信号是随着着用户声音音大小的变变化而变化化的。这个个变化的电电信号无论论在时间上上或是在幅幅度上都是是连续的，，这种信号号称为模拟拟信号。在在用户线上上传输模拟拟信号的通通信方式称称为“模拟拟通信”。。数字通信：“数字通通信”是指指用数字信信号作为载载体来传输输信息，或或者用数字字信号对载载波进行数数字调制后后再传输的的通信方式式。通信协议：通信协议实实际上是一一组规定和和约定的集集合。以太网：以太网是是XEROX公司在在20世纪纪70年代代为解决网网络中零散散的和偶然然的堵塞而而开发的基基带标准。。它采用带带冲突检测测的载波监监听多路访访问协议（（CSMA/CD）），速度为为10Mbps传输输介质为同同轴电缆。。现在，以以太网泛指指所采用CSMA/CD协议议符合IEEE802.3标标准的局域域网。城市轨道交交通信号系系统1、轨道交交通信号的的作用信号是列车车运行的凭凭证。信号设施用用于指挥和和控制列车车运行。尽管投资额额在整个工工程中所占占的比例低低（通常在在3％以下下），但对对于提高列列车通过能能力、提高高运能、保保证行车安安全有着至至关重要的的作用。确保列车运运行的安全全，防止追追尾和冲突突。提高运行效效率。实现列车运运行的自动动化。2、城市轨轨道交通信信号的特点点与轨道交通通其他设施施、系统一一样，信号号系统也沿沿用铁路的的概念、设设施和手段段。城市轨道交交通线路短短、站间距距小、运营营密度大、、运营线路路条件差（（隧道、弯弯道多），，不能完全全套用铁路路信号的概概念、设施施和手段。。信号系统要要根据城市市轨道交通通的这些特特点加以改改进、更新新和发展。。3、城市轨轨道交通信信号系统组组成轨道交通信信号系统是是“信号（（显示）””、闭塞、、联锁“的的总称。轨道交通信信号系统是是由各类信信号显示、、轨道电路路、道岔转转辙装置等等主题设备备及其他有有关附属设设施构成的的一个完整整的体系。。色灯信号机机4、轨道交交通信号机机上海地铁色色灯信号机机机车信号将地面信号号传递给机机车，在司司机操作台台上显示，，这就是机机车信号。。在线路条件件不好、气气候条件不不好的情况况下，机车车信号的作作用是不可可估量的。。机车信号在轨道交通通线路中，，由于站间间距小、运运营线路条条件差，仅仅仅靠机车车信号显示示、由司机机来控制机机车是很难难做到大密密度运营的的。较为先进的的轨道交通通系统已摒摒弃了“用用信号显示示指挥列车车”的旧有有概念，引引进了ATC（AutomaticTrainControl）系统统，司机台台上显示的的是反映列列车运营的的状态。5、闭塞的的概念轨道交通运运营中安全全问题是最最至关重要要的。列车在轨道道交通线路路上运行时时，确定列列车在线路路的确切位位置是保证证安全的关关键。闭塞的概念念最简单的确确定位置的的方法是划划分一定长长度的“区区段”，在在某一时间间段内，在在此区间内内只容许一一列车占有有（运行、、停放），，这就是““闭塞”的的概念。为保证行车安安全，将列车车正在运行、、停放的线路路区段予以””封闭“，不不允许其他列列车进入此区区段，以防止止对向列车、、后续列车的的正面冲突或或追尾事故的的发生。5-1闭塞塞区段的划分分长久以来，均均以车站作为为闭塞区段1）车站值值班员”眼见见为实“作为为判断标准；；2））站间电报、、电话多次确确定作为允许许列车通行的的先决条件；；3）各种种形式的信号号指挥列车运运行。随着轨道交通通电路的发展展、完善，逐逐渐改为以轨轨道电路作为为闭塞区段。。城市轨道交通通的闭塞现在在已开始取消消固定”闭塞塞区段“的的概念，从固固定闭塞向移移动闭塞方向向发展。5-2轨道道电路钢轨是导体，，左右两根钢钢轨可以组成成闭合电路，，用来检查列列车占用钢轨轨线路的状态态，这就是轨轨道电路。轨道电路的出出现，代表铁铁路自动信号号的诞生。没有列车进入入的轨道电路路列车进入后的的轨道电路5-3半自自动闭塞人工开启信号号，列车经过过时自动关闭闭信号的闭塞塞方式。在进站和出站站处各安装一一个轨道电路路，就可实现现半自动闭塞塞。5-4自动动闭塞如果全线分段段铺设轨道电电路，每段轨轨道电路都设设置信号，在在列车占用该该轨道电路线线路时，信号号自动显示红红灯；前一段段线路信号自自动显示黄灯灯；再前一段段线路信号自自动显示绿灯灯。闭塞区段突破破了“站”的的限制，若车车站区间8Km，一段轨轨道电路1.3Km，理理论上站间可可以同时有三三列车。自动闭塞示意意图5-5轨道道电路的连接接接头有绝缘接头轨轨道电路的缺缺点有绝缘移频轨轨道电路的优优点是传输距距离长、信息息量大。但随着无缝线线路的出现，，有绝缘轨道道电路在运营营中的最薄弱弱环节是其轨轨端绝缘节，，故障率比较较高，逐步暴暴露出其在自自动闭塞系统统中的不适应应性。因此，需要将将有绝缘轨道道电路进行无无绝缘改造。。无绝缘轨道电电路示意（1）无绝缘轨道电电路示意（2）无绝缘轨道电电路示意（3）无绝缘轨道电电路示意（4）轨道电路中再再并联一个同同样的电路则则可以在这个个电路中产生生振荡信号，，这就是接收收端。无绝缘轨道电电路列车进入则产产生短路（车车轴短路），，振荡信号消消失，发出另另一种信号。。在相连的轨道道电路中，使使用不同的信信号加以区分分，可以不相相互干扰。可以区分不同同的轨道交通通线路区段，，进而将控制制信息通过轨轨道电路送到到机车上。无绝缘轨道电电路的应用6、联锁的概概念联锁的概念是是在线路中引引进了道岔，，线路平面由由“一维”变变为“两维””后产生的。。为了确定车辆辆在线路平面面中的位置，，必须首先确确定列车走的的线路，既确确定“进路””；若要列车进入入确定的线路路，则必须扳扳动相关的道道岔；扳动道岔后，，不能让其他他人员再扳动动这组道岔，，即必须“锁锁定”道岔。。若要司机知道道走的线路，，则必须给出出相应明确的的信号。6-1联锁锁定义联锁——是指指为保证行车车安全，而将将轨道交通线线路中的所有有信号机、轨轨道电路及道道岔等相对独独立的信号设设备构成一种种相互制约、、互为控制的的连带环扣关关系，即“联联锁”关系。。6-3微机机联锁利用微型电子子计算机对车车站值班员操操作命令及现现场设备表示示信息进行逻逻辑计算，以以实现对信号号机、轨道电电路及道岔转转辙机等设备备进行集中控控制的车站联联锁设备。7、城市轨道道交通的信号号系统

———列车自动控控制（ATC）系统AutomaticTrainControl列车自动防护护（ATP））子系统AutomaticTrainProtection列车自动监控控（ATS））子系统AutomaticTrainSupervision列车自动运行行（ATO））子系统AutomaticTrainOperationATC系统ATC系统：：列车按地面面传送的速度度（或距离））信息，自动动控制列车运运行的信号设设备。◆◆后续列车根根据与先行列列车之间的距距离和进路条条件，在车内内连续地显示示出容许的速速度信息，或或按设定的运运行条件达到到容许速度的的距离信息。。◆◆根据上述信信息，列车自自动地控制运运行速度，进进行超速防护护，确保列车车高效、安全全的运行。7-1城市市轨道交通ATC系统的的特点传统信号系统统是通过设置置在地面的色色灯信号机来来传递不同的的行车命令，，这种制式基基本上是依赖赖司机进行速速度控制和调调整，依靠司司机保证行车车安全。ATC系统将将机车信号作作为主体信号号，传递给列列车的信号是是具体的速度度或距离信息息，列车按调调度人员设置置的时刻表，，实现自动运运行、自动折折返、自动调调整停站时分分，以及运用用程序定位实实现列车在车车站的停车控控制。7-2ATC系统的的组成ATC系统统的设备组成成现场轨旁设备备、车载信号号设备、控制制中心及车站站信号设备ATC系统的的功能组成ATO、ATS、ATPATO——列列车自动运行行子系统ATO子系统统主要用于实实现“地对车车控制”，即即用地面信息息实现对列车车驱动、制动动的控制。使用ATO子子系统后，可可以使列车经经常处于最佳佳运行状态，，避免了不必必要的、过于于剧烈的加速速或减速，因因此明显提高高了乘坐的舒舒适度，提高高了列车准点点率及减少轮轮轨磨损。ATO子系统统与列车的再再生制动相配配合，可以节节省电能的消消耗。ATS——列列车自动监控控子系统ATS子系统统主要实现对对列车运行的的监督和控制制，辅助行车车调度人员对对全线列车运运行进行管理理。它给行车调度度人员显示全全线列车的运运行状态，监监督和记录运运行图的执行行情况，在列列车因故偏离离运行图时及及时做出反应应（提出调整整建议或者自自动修整运行行图）。通过ATO的接接口，，向旅旅客提提供运运行信信息通通报（（列车车到达达、出出发时时间、、运行行方向向、中中途停停靠站站名………））。ATP———列车车自动动防护护子系系统ATP子系系统是是ATC系系统的的核心心和关关键。。ATP子系系统具具有实实现列列车的的间隔隔控制制、超超速防防护、、进路路的安安全监监控、、车门门和站站台屏屏蔽门门的控控制等等功能能。7-3中中央控控制室室车站控控制室室车载ATC列车自自动防防护（（ATP））接收收天线线列车自自动防防护（（ATP））接收收天线线7-4向向列车车传送送控制制信号号目前我我国已已建成成的地地铁、、轻轨轨，基基本上上都采采用轨轨道电电路向向列车车传递递控制制信息息的方方式。。除采采用钢钢轨或或设置置环线线来连连续地地传递递信息息外，，也可可以通通过设设置于于运行行线路路上的的点式式传感感器向向车上上传递递点式式信息息（上上海莘莘闵线线）。。7-5车车地信信息传传递列车在在线信信息、、车次次号信信息以以及道道岔、、信号号状态态信息息等，，传送送至控控制中中心，，通过过显示示屏及及调度度员工工作站站的CRT显示示。列车上上的车车载设设备接接收并并解译译地面面送来来的调调度指指令和和ATP速速度命命令或或距离离信息息，实实现列列车的的自动动运行行；并并将列列车的的运行行状态态和设设备状状态信信息，，经车车站服服务器器传送送给控控制中中心。。车次多多次交交换信信息保保证停停车位位置准准确当列车车进入入站台台区域域，站站台区区段轨轨道电电路的的ATP接接收器器检测测到列列车到到达车车站；；列车到到达停停车点点，经经列车车ATO系系统确确认，，保证证列车车的制制动；；当检测测到列列车的的速度度为零零，列列车向向地面面送出出列车车停站站信号号，列列车收收到开开门信信息，，使相相应的的门控控继电电器动动作；；司机按按压与与门控控继电电器相相对应