上海交大《城市轨道交通信号与通信系统》课程讲义附动画九

2023/5/27Page1任务一城市轨道交通CBTC系统架构和组成

培训目标掌握城市轨道交通CBTC系统的架构和组成

2023/5/272023/5/27Page2典型的城市轨道交通CBTC系统（一）—概述

沈阳市地铁一号线一期工程和延伸线工程，自十三号街至黎明文化宫，线路全长27.909km，正线全部为地下线。全线设22座车站，车辆段设在地面。最小站间距为0.809km，为中街站和小什字街站区间。最大站间距为1.900km，为洪湖北街站至重工街站区间。2023/5/272023/5/27Page3典型的城市轨道交通CBTC系统（一）—概述

站台有效长度：118m列车运行在右车道列车旅行速度≥35km/h最小行车间隔时间：初期5min，近期3min20s，远期2min。列车折返时间 ≤120s停车位置精度： ±300mm2023/5/272023/5/27Page4典型的城市轨道交通CBTC系统（一）—概述

初期配属23列6辆编组列车。列车编组形式为3动3拖：+TC-MP-M-T-MP-TC+TC:有司机室的拖车；MP:带受电弓的动车M：不带受电弓的动车；T：无司机室的拖车；+：半自动车钩；-；半永久牵引杆2023/5/275概念定义-缩写ACS AxleCounterSystem 计轴系统AP AccessPoint 接入点AS AccessSwitch 接入交换机ATB AutomaticTurn-Back 自动折返ATC AutomaticTrainControl 列车自动控制ATO AutomaticTrainOperation 列车自动运行ATP AutomaticTrainProtection 列车自动防护ATS AutomaticTrainSupervision 列车自动监督BS BackboneSwitch 骨干交换机CBTC

Communications-BasedTrainControl基于通信的列车控制系统CC CarborneController 车载控制器DCS

DataCommunicationSystem 数据通信系统6概念定义-缩写DSU DatabaseStorageUnit 数据储存储单元EB EmergencyBrake 紧急制动ESB EmergencyStopButton 紧急停车按钮iATP

IntermittentATP 点式ATPLRU LineReplaceableUnit 在线可替换单元NRM

Non-RestrictedManual 非限制人工模式MR MobileRadio 车载无线电台TI TransponderInterrogator 查询应答器天线TOD TrainOperatorDisplay 列车司机显示屏TSR TemporarySpeedRestriction 临时限速VSP VitalStoppingPoint 安全停车点ZC ZoneController 区域控制器一、CBTC系统架构和组成8一、系统架构和组成基于CBTC移动闭塞的ATC系统，具备ATP防护、ATO驾驶和后备的点式ATP防护功能。包括以下子系统：正线联锁CBI子系统列车自动防护ATP子系统列车自动监控ATS子系统列车自动驾驶ATO子系统DCS通信子系统9一、

系统架构和组成

CBTC系统结构图10一、

系统架构和组成

CBTC系统结构图一、系统架构和组成1).中央列车自动监控子系统（ATS）用于行车监视和控制12一、系统架构和组成

CBTC系统结构图一、系统架构和组成2).区域控制器ZCZC安装在轨旁，是基于处理器的安全控制器。每个ZC通过数据通信子系统和车载控制器连接。ZC通过运用CBTC的移动闭塞概念，确保列车的安全运行。ZC基于已知的障碍地点和预计的交通荷载，确定预定义的区域内所有列车的移动权限。ZC接收临时限速(TSR)指令以及该区域内列车发出的位置信息。ZC与MicrolokII接口，以控制和表示轨旁设备。每个ZC都是以三选二表决配置为基础。14一、系统架构和组成

CBTC系统结构图一、系统架构和组成3).数据存储单元DSU用来保存轨道数据库数据。临时速度限制储存在区域控制器中。16一、

系统架构和组成

CBTC系统结构图一、系统南架构挂和组苦成4)象.车宫载控扣制器贪子系年统C栋C车载裤控制评器包括界基于茅微处县理器袭的控锐制器、相关餐速度程测量速及位眉置定蓝位传稠感器（在浩地面慈应答位器的桨辅助撤下）驳。车载割设备蝇与列织车的吓各子翠系统砖接口袄，并椅通过势数据涨通信供子系抓统与届ZC夹接口级。车载疏控制与器负责站列车遗定位轿、执嫩行允仿许速晚度、惕执行每移动蓬授权障以及卧其他构有关让的A锣TP捆和吗AT伶O功湾能。车载课控制粒器采巩用三我取二赌表决慎方式奖。18一、系统鹊架构装和组颤成CB舱TC系统肌结构角图19一、系统沈架构递和组塔成CB猫TC系统胡结构尼图一、系统郑架构醋和组拔成5)北.联则锁控臂制器沫Mi吴cr藏oL撞ok洲I宣IMi殖cr伞oL技ok趴I尝I负闪责安倾全执警行传垃统联甘锁功稀能。Mi机cr勉oL挂ok优I知I从茂辅助看列车淹检查双计轴纷系统老中获纵得列啊车位摔置信偿息。刑Mi大cr狼ol脱ok绿I观I与目轨旁蝴设备锣接口抬，诸希如转够辙机秩、L漠ED料信号叶机等届。为保忘证正腥确的晓CB谱TC段运行杰，M冲ic摩ro仿lo尝k挥II阵还与负(Z莲C)升接口贫。21一、系统毒架构廉和组窗成CB锈TC系统欲结构爷图一、系统陆架构编和组扒成6)叫.集旗成了昏AT篇S车丢站工触作站异和本骡地控阅制工雨作站女功能守的工取作站集成份了A泼TS遗工作引站/运本地训控制谨工作隶站功拢能的锡工作吧站位贴于设束备集锐中站蜡的本地吗调度漂室。1）姜在正常史运营条件颜下，胃该工斯作站仇用于抗实现欲车站AT以S工坚作站的功丈能，难监视营和控环制列做车运蚊行/霞轨旁谁设备酱；2）迈在降级停运营模式坏下，仍如果AT宇S不忘可用时，包该工女作站疏还有本地术控制动工作上站的功挂能。邀该工眯作站胳通常跌控制筒的仅猫仅是错本联讽锁区忍。23一、系统料架构顷和组缩慧成CB咐TC系统卷结构绕图一、系统咬架构愁和组咱成7)辆.数坡据通腰信子治系统书DC进S数据钟通信热子系劲统在反信号奖系统铁各设鬼备之爷间提讯供双跑向的远﹑安隆全的排数据时交换战，它短提供初开放蒜的通酱信接幕口和某体系歼架构羊。应非用国音际通借行的级协议决：有线弯网使痒用I季EE厅E做80劫2.稳3，纽奉无线初通信率使用产IE汇EE倒8躬02葵.1港1g，它是辽一个虹非安巾全（团No握n-杯vi粗ta正l）跃的系咐统，势但是童通过间其传严送的锻消息呆受安办全算帖法的紧保护号。DC吩S能且够满壁足系叶统对肌于数屈据传邪输延悟时和筝数据戚率的丸要求恒。一、系统急架构摇和组血成7)膊.数峡据通分信子州系统昂DC肾S以太催网为喘所有殊子系恰统提第供了端相互溉通信回的途倦径。系统龄提供双环仍冗余域骨干荣网络。AT脂S接扩入骨勿干网陷络是汗通过鞭有线办交换熟机实敌现的杯。二、奇子系兴统详岩述27DC往S采用独立津双网的架颗构，祖两张损网络夏完全赠独立订且配态置相穷同；轨旁里骨干朗网络于使用RP赌R自愈包环网提高躬可用安性；车地始通信使用草无线狭空间在波，朱采用80激2.嫂11茶g协议茂，调钩制解农调方滴式使萄用OF衔DM(正犯交频掀分复耽用)题；使用UD硬P/康IP作为披设备播之间写的通狗信协胜议，岸可直竟接进净行相仗互通悦信；数据焰同时己在双网抬中传榜输，保昼证了天系统拍的可芦靠性旅和可准用性鹿，单网西络故把障时桥无需逢切换加时间忧；典型湿的城弓市轨经道交但通C鸟BT哪C系笨统—数据受通信摘子系匪统1、DC炒S子系耀统20壮23瞎/5蔽/1鸟3DC迅S子系脏统－煎车地罚双向屑通信瞧的频藏率规滴划车头夸车尾喉各配浇置一分个MR，分帆别连侨接A网和B网，逢分别掠工作澡在2.没4G颤Hz频段截的互腹不重老叠的侧两个浸信道（信婚道1和11）2828DC桥S子系壮统－留无线恩小区纠覆盖29车载MR在轨却道上您的任鬼何一暑点都炎能至四少检架测到球两个吹轨旁AP发送爆的信划号。CB途TC需求炸：最测够小暖的传怖输延罢时、比丢包岁率、29AS秆TS糟C段BT渴C信号稿系统库结构患图3020甚23竿/5零/1糖3Pa宗ge31辽宁困省交颈通高轻等专泡科学猜校冗余喂方式沃：（1）热步备用毛硬件荣冗余（切换）（2）冗女余网毁络连衡接(设备认间双歪重连棉接)（3）功堂能冗阵余（一条婆信息棍被复匪制并膀通过饭两个风不同胡的路可径传桥输到仗目的商地址）20榆23纽奉/5承/1址320纯23佛/5膝/1词3Pa墨ge32（1派）无村线通军信IE蚕EE欠8到02栗.1惩1g的最消大原尿始通漫信速贯率5闻4贵Mb陶it淘/s调制优方案萝：正赵交频夜分复扇用(云OF辉DM躺）工作达频率勺：2锦.4瓜G-违-2背.4浸83赶5G牧HzIE勉EE惠8疮02龟.1胞1g满网络配置福模式害：基蔬础模介式和虚特殊轨模式在基况础配茎置中蓝，移快动电视台通染过A变P连婆接到朽骨干企网络在特呢殊模魔式中字，移斤动电屿台间脆的相互籍通信在点对心点通惑信的基辰础上陆完成20逢23惭/5孔/1伴320修23馒/5泛/1拐3Pa棒ge33（1释）无木线通孕信典型笑的I小EE差E厕80及2.断11钩g系统撇传递是连接表前中孙断。（催无线信设施奋在一滨个时砖刻只妄能连寺接到才一个衰AP倘）因此乘，在传递懒期间，该蚀设施般与A乖P间季的通信财很有疾可能级中断。为达简到真痒正意叮义上范的无沉缝漫伴游，饼采用新的处传递暑运算栏法则，处理庭重叠柔的无睛线覆奖盖，以达到扔真正骆的零姓传递透时间。20孩23忙/5绍/1呆320隙23纪/5滨/1兆3Pa卷ge34（1什）无睡线通被信故障誉的修挨复必射须在愤停运僻期间停完成夫，任唉何AP故障章都可炼能会第导致尚系统渡服务每降级链，为避免腥降级痒，必庄须采掏取冗六余：一个筋地理覆区段沈被两阳个属野于不墨同扩麻展服呆务设跑备的芦AP铺覆盖，左虫侧轨惠旁网第络L隆WN亩和右半侧轨衔旁网零络R予WN党。AP属于京安装邪在轨堆道两摆侧的扩展碎服务佣设备，并霸且在不门同的希频段谣运行（使培它们奸不会链相互捡干扰根）。两个抢相邻覆AP侄在一己个区窄域内运交叠那，以贡确保杯覆盖仆的连乎续性涂和无寄缝漫孟游。20恩23疾/5捆/1贱320凯23亲/5饼/1物3Pa厚ge35无线称通信右侧亩轨旁纤网络抢接入后点在榴1号桂频道膀运行倒，左侧伤轨旁丹网络棋接入史点在斜11谷号频驶道运光行，20量23颤/5竿/1亮320蝇23胁/5偷/1疤3Pa艇ge36无线列通信右侧甲轨旁陡网络女接入脑点在须1号瞎频道逗运行瘦，左侧研轨旁乓网络那接入颤点在幻玉11继号频颂道运例行，20协23列/5钱/1债320糟23词/5眼/1徒3Pa辜ge37（2着）车柔载网浩络车载建数据绍通信定系统住(D蚊CS洁)由男移动丑电台宿(M掀R)碗和M气R天板线构我成。定在浊列车毁每端才，静安装渗有一唯个M挂R和启两个没MR休天线合。MR诉是车好载无邮线设授备，追用来换在车望载设司备（悬如A孟TP竭和A天TO扫）和私轨旁技设备恒间传错输数则据。车载AT但P和邀AT洽O子稼系统归通过弱两个辞独立舅的以太丢网连接团到MR。C宗C的替以太艺网扩乡丰展设他备（炼集成如在以贱太网陶延长扬器板施上）遍利用双绞挺线彼此臣连接俩，实战现车厢龙之间休的网形络通室信。20斩23脑/5楚/1霉3车载您设备估配置20匆23脾/5绕/1军3Pa捷ge39（3溪）轨奋旁骨肉干网泄络轨旁欢骨干辉网络联WB习N是辽AP练，Z愈C，等CC箭和中斑央蕉AT染S子周系统追间的例通信叶媒介。轨旁岁骨干坏网络藏WB驱N由骨赶干交嗽换机旺组成，交眯互连森接到驳两个俭独立深的单酸模光棉缆的蹄环式曲拓扑旗结构饰。这些氏骨干沿交换向机安哨装在版信号椅设备菠室，垄位于宽地铁衔站，绞相互凡之间民的距刘离不拿超过喝10短公里尼。20远23克/5柏/1馋320台23僚/5尼/1烦3Pa稍ge40轨旁巨骨干胳网络20权23茫/5巡寿/1盘32、AT碎S子系抹统AT迫S子系没统采爆用的勒是“呈集中裂后备端”的胃结构412、AT教S子系始统运营或控制纹中心眼（O坚CC周）主机始服务乱器(紧主备兵双套码)通信党服务苏器(黑主备挽双套怜)数据岭库服周务器供(主遵备双吸套)AT灯S调特度工顺作站AT欠S调尺度长苍工作低站系统恨管理径工作盈站时刻浇表编除辑工偿作站大屏零显示还工作遍站模拟忧培训赢设备培训雕服务凯器培训筹仿真浑工作毫站车站殊级A挨TS贫设备后备临主机创服务慌器后备魂通信附服务授器车站号AT窄S工锁作站车辆坏段工愁作站42主要滨组件AT隙O子系泄统由冻车载府设备心和轨崇旁设蹈备组揉成。AT沾O子系带统与AT强P子系距统共用桃车载刮硬件享设备，并哗没有侄独立塌的设证备。AT女O子系浆统的拜软件猪安装穴在与进车载AT息P子系葡统共参用的乡丰车载予计算牢机中端，但使用押独立里的CP堂U。3、ATO子横系统主要由组件车载AT嫂O设备倚为主柜备冗谎余，碑当主AT顶O单元籍发生扇故障贝，自猫动从渐主AT附O单元骆切换袍到备惕用AT铅O。主AT缸O和备怖用AT舱O单元蚀运行创同样育的软潮件，竭得到欢相同代的传潮感器丢输入傲和独柱立计抚算，汽但是在一创个时墙间，碗只有器一个AT腥O单元械是主AT科O，与沉其他灵子系衫统接曲口，如愿：AT升P、车塞辆、TO唤D和AT迈S等。窗而备用AT热O不提络供任苗何输恭出。3、ATO子到系统4、计补算机爽联锁禁子系柴统Mi熄cr俱ol超ok浩I冠I：二乘激二取塑二其他韵轨旁价设备馆还包脊括：稳计轴悼，转丝式辙机惕，信倚号机僻等。455、AT炼P子系糖统主要赞由3取2冗余爸结构天的轨文旁分哥布式怎区域爱控制泊器ZC、车弓载控让制器CC组成度。区域葬控制仅器ZC车载倘控制推器CC列车滴每端膊配置辫一套县；其他梢设备轨旁败信标遵；车载醒速度术传感荡器；加速策度计声；TO兰D；信标粪读取作器天老线等唯。46ZC透：Z剪on秧e难Co则nt知ro颈ll早er区域哨控制市器RI违：R谷el楚ay裹I枪nt往er挎fa杏ce继电燥接口BS到：B神ac董kb搬on健e愚Sw市it励ch骨干扶交换避机AS膜：A梳cc挪es友s嫩Sw谅it宾ch接入染交换健机AC找S：融Ax考le慨C掀ou华nt瓦in畜g养Sy贸st能em计轴骆系统5、AT纯P子系护统-尿-Z班C475、AT厉P子系循统-照-Z伙C区域货控制餐器（绳ZC催）接收孤由其究控制灾区内饰列车骑发出薯的位漫置信攻号它负皇责根德据所钓有已港知障叨碍物旱的位切置和米运行驳权限京来确鞠定其规区域刃内所积有列才车的番运行弱权限绸。障碍塑物包旅括其斑它列敲车、吊封闭始区段变、失绿去状陷态的陶道岔孕以及烛任何幼外部灾因素脸。回应垫相邻愚区域格控制本器的幅授权吸申请易。20堪23全/5懂/1梦35、AT悲P子系幻玉统-稀-Z拔C区域城控制叉器（经ZC恳）ZC罩与M黑ic稼ro乎Lo茎k炎II掠接口洗，M格ic推ro超Lo村k晒II粱还执悼行传努统的盯联锁骑功能蕉。分布厘式计咸算机覆联锁榆系统负，Mi晌cr尝ol纹ok野I俯I二乘保二取坛二20迅23价/5童/1坐35、AT悬P子系依统-箩-Z宵C5、AT粪P子系艇统-黄-Z喊C车载墙CB甚TC闲系统过设备权位置5、AT沿P子系涉统-挣-车扑载子呼系统车载铁控制冬器设咳备柜(每个CC包含播)两套疤自动配列车纺防护冶和运吼行（AT考P/亩AT材O）机奔笼，一个享移动竿通信欲系统县（MR），一个仗查询恩器主分机（TI），两个栽模拟净加速除度计群，两用个数下字加韵速度跌计，三个隆安全订继电辛器和烤连接形器（互用于嘱和列棋车系细统接村口）两个MR天线一个帜查询季器（TI）天剧线两个胸光电楚速度巩传感茂器（EO泼SS）一个溪列车却司机观显示劳器（TO阔D）两个鹅模式昏开关用于仪实现换信号舟功能日其他掏按钮据设备车载话设备脏的组剂成54CC砖机柜伴-组委成2个AT档P/厅AT俗O机笼1个MR1个查亭询应掏答器2个模零拟加消速计看,2个数柱字加盟速计3个安矛全继快电器茄,2个外部功连接翠器1个电凝池滤秀波板1个设露备架1组租风扇CC务机柜抬正面轮图MR顺主机TI掉主机风扇机笼虾A加速陪度计机笼种BBC龙B板安全药继电召器56MR矛主机MR武是车滨载无斑线设同备，泳用来掉在车检载设凶备（刺如A胞TP独和A经TO循）和谊轨旁接设备谎间传输暴数据，车圆载A扬TP型和A险TO望子系做统通娘过两勒个独稳立的以太歇网连接贯到M贺R。57MR层主机MR主机查询脖器天驾线(脾TI茅A)每列谊车的设每个蚀CC模都装扬备1敞套查勾询器经主机拨和查山询器呼天线查询赢器天们线(T跪IA胞)查询裳器主慨机(信TI倾)每列岗车的叨每个启CC庭都装彻备1竖套查池询器姓主机疯和查晃询器炊天线查询转器主设机(失TI概)查询处器系伍统配侄置速度鸽传感马器光电虾速度测传感征器（扩EO扯SS嘉）安烫装在勿拖车脚车厢期非动凑力轴窃的一勺轴和屯四轴；速度嚷传感里器电搭缆通桂过匹灭配连接响器接到律CC疲，速挺度传佛感器陷的保距护线辽管或撞线槽失为碳吧制钢悄管，踢线管炭或线敲槽必臣须具隔有有不效的浊高斯凡屏蔽励，保稳护其余不受沾低频说电磁欣场干呢扰；速度枣传感萌器速度赶传感蚊器功转能随着泉车轮解轮齿吨的转蜡动，特当传样感器招经过恋轮齿垄的时赢候会撕输出姑数字侮脉冲杠。这齿些脉轨冲由雾硬件凉计数榜器来苍计数籍，从遥而可身以在给撇定周壮期内撤测试睡速度。速印度传们感器倾经过明多次津现场助使用通并且挨被证部明是铸非常避可靠牙的。设备喘的配签置和借传感弊器的翻数量裂针对腔不同晓应用辨可能岔不同委，并膝且车窗轮每售转一非圈的皆能够息输出屯脉冲耽数量诱也与旺速度牺传感召器的通道艇数量圣有关，与输出何通道番之间承的相桨移（如冬何把槐各个宵通道瓜的输座出整劫合在徒一起糊来提躁高分嫂辨率价）也酱有关臭系。加速尾度计每个筒CC神设置膜4个兄加速后度计今，包悲括两悄个数图字型厚，两辜个模扫拟型计，安泼装在右CC摄机柜匙底部员，这哨两套瓣设备劈燕互为削冗余诱，用禁于提编高系船统的辈有效外性和率可靠蹈性。加速寒度计加速含度计察功能加速越度计智分为程两套袖，每泉套有事两个羽不同草的加倘速度运计，予两套辣设备挎提供反高可检用性肿。必枕须对寄每套治加速恶度计招做一各个比纺较，俭以确唇认输姐出的蒸有效喘性。空转茫/滑揭行开笼始时揪，列糊车使累用空俱转/窄滑行后开始诊前的碌速度美，利用趋加速筹度计兽进行供补偿，来流计算驼当前继的速术度和磁位置增。一旦郊空转沸/滑芒行结先束，慌速度描和位捐移的托测量纤将切话换回晨速度羞传感浊器。安全无继电院器功榴能控制骨EB艰回路馒和C址C的棉安全靠输出喷。使用吊双线柳双断番确保纳EB婚回路悼能够然在系刮统出钞现问踢题时扰立即凯断开觉触发乳EB到。每个CC流装有臂3个嫌安全口继电痕器设根