城市轨道交通列车运行自动控制系统维护全套教学课件

工作任务1城市轨道交通的认知项目一

城市轨道交通列车运行控制系统概述全套可编辑PPT课件目录02城市轨道交通的作用及特点01城市轨道交通的发展概况01城市轨道交通的发展概况1.城市轨道交通的起源1819年在巴黎运行的公共马车是现代意义上的城市大容量公共交通。1832年，在美国纽约市的曼哈顿街道上铺设了轨道并开始运行有轨公共马车。1814年制造出一辆有两个气缸能够牵引30t货物爬坡的火车。1879年，德国的西门子——哈尔斯克电报机制作所研制出了第一辆有轨电车。2.国外城市轨道交通的发展初始发展阶段（1863—1924）（1）查尔斯·皮尔逊为伦敦市设计了世界上最早的城市地铁系统。（2）英国伦敦首次使用盾构法施工（3）世界许多国家的大城市修建了地铁停滞萎缩阶段（1924—1949）原因之一：第二次世界大战的爆发造成了城市轨道交通发展的停滞和萎缩。原因之二：汽车工业的发展制约了轨道交通的发展。汽车的灵活、便捷、可达性等特点在这一时期得到了飞速发展。重新发展阶段（1949—1969）这一阶段，名古屋、北京、蒙特利尔等城市相继修建了地铁，城市轨道交通从欧美扩展到了亚洲。高速发展阶段（1970年至今）世界城市化的发展导致人口高度集中，要求城市轨道交通高速发展以适应日益增加的客流运输需求，科学技术的进步为城市轨道交通奠定了良好的发展基础3.国内城市轨道交通的发展02城市轨道交通的作用及特点1.城市轨道交通的地位与作用城市轨道交通的建设可以带动城市的发展，促进城市繁荣，形成郊区卫星城和多个副中心，从而缓解城市中心人口密集、住房紧张、绿化面积小、空气污染严重等城市通病3城市轨道交通是世界公认的低能耗、少污染的“绿色交通”，是解决“城市病”的一把金钥匙，对于实现城市的可持续发展具有非常重要的意义2城市轨道交通是城市公共交通的主干线，客流运送的大动脉，是城市的生命线工程。建成运营后，将直接关系到城市居民的出行、工作、购物和生活1城市轨道交通的建设与发展有利于提高市民出行的效率，节省时间，改善生活质量42.城市轨道交通的主要技术特性运量大01

速度快02

污染少03

能耗低04

可靠性强05

舒适性佳06占地面积小073.城市轨道交通的特点样式的多样性01

规划布局要求的科学性和合理性02

建设和服务的高标准化03

发展性和复杂性04

城市轨道交通是巨大的综合性复杂系统05谢谢聆听!工作任务2城市轨道交通列车运行控制系统认知项目一

城市轨道交通列车运行控制系统概述目录01列车运行控制系统组成03ATC系统的选用原则02列车运行控制系统的分类01列车运行控制系统组成ATC系统设备分布于控制中心（OCC）、车站、轨旁及列车。02列车运行控制系统的分类1.按照闭塞制式分类ATC固定闭塞准移动闭塞移动闭塞2.按照车—地通信方式分类（1）点式ATC系统2.按照车—地通信方式分类（2）连续式ATC系统ATC有线的连续式ATC系统利用轨道电路的连续式ATC系统利用轨间电缆的连续式ATC系统无线的连续式ATC系统速度码系统距离码系统03ATC系统的选用原则1ATC系统应采用安全、可靠、先进的技术设备，具有较高的性能价格比。2若城市轨道交通具有客流量大、行车密度高的特点，其ATC系统宜选用准移动闭塞或移动闭塞，使ATC系统对客运量变化有较强的适应性，可以提高线路的利用率，并且控制模式与列车运行特性相近，能较好的适应不同列车的技术状态。3固定闭塞的ATC系统可满足2min行车间隔的要求且价格低廉，但其技术水平相对较低。谢谢聆听!工作任务3城市轨道交通列车运行控制系统的发展历程项目一

城市轨道交通列车运行控制系统概述目录01国外列车运行控制系统的发展03列车运行控制系统的发展方向02国内列车运行控制系统的发展01国外列车运行控制系统的发展特点1.20世纪60年代电子器件和计算机开始应用于列控制系统之中。2.20世纪70年代列车速度的提高对列控制系统在安全性和效率方面提出了更高的要求，车-地信息技术的不断完善。3.20世纪80年代车载设备功能不断扩大。4.20世纪90年代的数字化ATC技术出现。基于无线通信的列车运行控制系统（CBTC）出现（1）无线双向车地通信（2）闭环控制系统电气控制阶段自动控制阶段机械装置控制阶段特点特点1.第一条地铁采用的是臂板式信号机2.20世纪40年代采用模拟轨道电路来检测列车的位置3.20世纪60年代，基于模拟轨道电路的自动闭塞系统出现02国内列车运行控制系统的发展发展阶段过渡阶段初创阶段车站采用非定型继电联锁，车辆段采用6502继电联锁直流脉冲调度集中系统主要设备包括：地面信息接收子系统、双通道测速子系统、轮径补偿子系统、定点停车控制曲线发生子系统、地面传感器子系统、车辆接口系统移频轨道电路采用7种频率信号，信号机采用“红、红、黄、绿”双红灯保护区段三显示方式，行车间隔90s继电联锁自动闭塞ATO

调度集中

初创阶段1971年北京地铁二号线采用“行车指挥与列车运行自动化”即ATC系统1990年我国开始研制“微机调度集中系统”并于1993年应用于北京地铁一直沿用至今1998年我国自主研发了LCP-100DT型ATP车载项目并于2000年在北京地铁二号环线上应用20世纪90年代后大量引进外国列控系统设备1993年1998年过渡阶段发展阶段过渡阶段初创阶段我国1999年开始推行城市轨道交通国产化政策，2010年12月30日，北京地铁首套具有完全自主知识产权CBTC列车控制系统——亦庄线开通03列车运行控制系统的发展方向1.可兼容各列控制式的城轨列控系统的体系架构2.城市轨道交通列控系统基于通信的控制方式改进谢谢聆听!工作任务1车—地通信设备认知项目二

城市轨道交通列车运行控制系统关键设备认知目录01应答器03无线扩频电台02感应环线04裂缝波导管05漏泄电缆01应答器1.应答器组成LEU车载主机2.应答器分类3.应答器工作原理有源应答器工作原理无源应答器工作原理4.城市轨道交通列控系统中应答器的功能系统初始化12列车定位和轮径校准3精确停车4CBTC下的后备模式02感应环线1.感应环线通信设备的组成2.感应环线通信设备的组成2.感应电缆通信方式的特点B选用36kHz和56kHz的频率，车载天线与地面环线之间采用电磁感应的方式传输信息，地面环线与车载天线之间有距离要求C采用25m交叉一次的环线交叉点和车载定位设备进行列车定位，定位精度达到6.25mD感应环线方式带宽相对较窄，传输数据量较少，但能满足列车实时控制及数据双向传输的要求A采用感应环线方式传输信息，环线安装于轨道道床上B感应环方式传输速率低，传输衰耗小，环线结构简单，工程投资相对较少C轨旁设备少，但感应环线敷设较多，维修工作量大，且电缆的存在给线路养护工作带来不便D感应环需保证25m一交叉，敷设及安装精度要求较高E采用轨间感应电缆传输车—地信息，数据传输受外界的影响较小，避免了牵引电流的干扰，数据传输不受隧道、高山、森林和其他通信信号的干扰A每段环线最大覆盖线路为3.2km2.感应电缆通信方式的特点3.感应环线的工作原理（1）感应环线信息传输原理3.感应环线的工作原理（2）列车定位原理03无线扩频电台1.轨旁天线覆盖设计原则直线轨道

曲线轨道

2.无线扩频电台的特点01030204无线扩频电台安装比较灵活，受其他因素的影响小可以根据现场条件和无线场强覆盖需要进行设计和安装，且安装和维护容易无线扩频电台在隧道内传输受弯道和坡道影响较大，同时隧道内的反射比较严重无线扩频电台在地面和高架线路安装比较容易，但线路周围不能有高大密集的建筑物，否则也会产生反射和衍射04裂缝波导管1.定义裂缝波导系统是波导信息网络的关键部分，它是具有较的带宽的可以同时传输数据、语音及视频信号的传输系统，用于车地双向连续数据传输及列车定位。2.轨旁波导信息网络布置05漏泄电缆1.结构2.性能1纵向衰减常数该常数是考核电磁波在电缆内部所传输能量损失的最重要特性。对于漏缆来说，周边环境也会影响衰减性能，因为电缆内部少部分能量在外导体附近的外界环境中传播，因此衰减性能也受制于外导体槽孔的排列方式2耦合损耗特定距离下，被外界天线接收的能量与电缆中传输的能量之比。由于影响是相互的，也可用类似的方法分析信号从外界天线向电缆的传输。耦合损耗受电缆槽孔形式及外界环境对信号的干扰或反射影响。宽频范围内，辐射越强意味着耦合损耗越低。谢谢聆听!工作任务1测速技术项目三

城市轨道交通列车运行控制系统关键技术认知目录01轮轴脉冲测速传感器测速03

测速发电机测速02

雷达测速法01轮轴脉冲测速传感器测速通过测量测速轮对的转速脉冲来计算列车的速度。车轴磁片铝盘（随车轴转动）传感器4测速原理设测速轮对转一圈速度传感器输出N个脉冲，测速轮对的直径为d，若测出输出脉冲的频率为f，则其速度计算方法如下：特点结构简便易于安装当车轮出现磨损、空转、滑行等情况时，轮速法测速有误差。2102雷达测速法基于多普勒效应，通过测量发射波之间的频移既可实现速度测量。测速原理设信号发送频率为f0个脉冲，接收频率为f1，声波在空气中的传播速度为c，则其速度计算方法如下：由于声波是以俯角向下发射的，所以：其中：——列车沿超声波传播方向的速度分量特点克服了车轮出现磨损、空转、滑行等造成的误差，可以连续测速。设备相对复杂而且在测速时如地面不平导致电波的散射较厉害时，测量难度较大。2103测速发电机测速轮轴带动齿轮切割磁力线产生的感应电动势的频率与列车的运行速度成正比。车轴齿轮测速原理设测速发电机产生的频率是f个脉冲，发电机中齿轮的齿数为Z，车轮直径为d，则其速度计算方法如下：un产生的感应电动势U与转速n之间的关系。特点在速度相同时，直径达的车轮输出速度电压频率低，反之则频率高，因此需设置车轮补偿电路。发电机故障或列车运行速度为0时，发电机的频率为0，需区分。21谢谢聆听!工作任务2定位技术项目三

城市轨道交通列车运行控制系统关键技术认知目录01绝对定位技术02

相对定位技术1.应答器定位（1）查询应答器组成列车每经过一个地面应答器，车载查询器就会读取存储其上的数据信息，实现列车的点式定位（2）查询应答器定位原理维修费用低、使用寿命长且在恶劣条件下稳定工作12具有很高的定位精度和可靠度3有维修简便、运行费用较低。（3）查询应答器定位特点列车接收到由无线基站发送的扩频信息后，求解列车与信息之间的时钟差，并根据该时钟差求出与无线基站之间的距离2.无线扩频列车定位3.GPS列车定位4.轨道电路、计轴器定位02相对定位技术对列车运行速度进行积分或求和测速技术是城市轨道交通中进行列车测速定位的基础需为列控系统提供高精度的速度反馈测速的精度直接影响定位的精度和可靠性1.测速定位通过测量列车的加速度，将加速度进行二次积分得到列车的运行速度即可得到列车的位罝，实现列车定位环境适应性强，它不受天气、电磁场等影响是一种相对定位方式，存在误差积累的缺陷2.IPS列车定位在两根钢轨之间敷设等距交叉感应回线，每隔一定距离25m或50m)做交叉车载设备检测到回线内信号的极性变化,并对极性变化的次数进行计数，实现列车定位定位方式成本较低，实现也比较简单但只能实现列车的相对定位，每隔一段距离就要对列车的位置进行修正3.交叉感应环线定位列车的运行距离=波导裂缝间距×相对起始点开始检测到的裂缝数定位方式成本较低，无需增设定位设备但只能实现列车的相对定位4.波导管定位谢谢聆听!工作任务3速度控制技术项目三

城市轨道交通列车运行控制系统关键技术认知目录01分级速度控制模式02

目标—距离速度控制模式03

两种速度控制模式特点01分级速度控制模式分级速度控制是以一个闭塞分区为单位，每个闭塞分区设计一个目标速度，无论列车在该闭塞分区中什么位置都需要根据限定的速度判定列车是否超速。1阶梯式分级速度控制方式2分段曲线速度控制方式1阶梯式分级速度控制方式阶梯式分级速度控制方式不需要距离信息，只要在停车信号与最高速度间增加若干中间速度信号，即可实现。又可分为超前式和滞后式。超前式滞后式超前式又称为出口速度控制方式，控制列车行驶至在该闭塞分区出口前不得超过该出口速度值。该速度控制方式采用设备控制优先的方法不会冒出闭塞分区。21滞后式又称为人口速度控制方式，事先给出列车进入某闭塞分区入口的速度值，监控列车在本闭塞分区运行的速度不得超过给定的入口速度值。该速度控制方式采用人控优先的方法，会冒出闭塞分区有必要增加一个闭塞分区作为安全防护区段。212曲线分级速度控制方式曲线式分级速度控制要求每个闭塞分区人口速度和出口速度用曲线连接起来，形成一段连续的控制曲线，曲线控制方式和阶梯控制方式一样，每一个闭塞分区只给定一个目标速度。02目标—距离速度控制模式根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，采取连续式一次制动速度控制方式不设定每个闭塞分区速度等级。03

两种速度控制模式特点特点超前式速度控制方式在每一闭塞分区必须考虑制动空走距离，分区长度要增加。滞后式控制方式需增加保护区段。21速度—目标距离模式列车制动的起始点是随线路参数和列车本身性能不同而变化的，空间间隔的长度是不固定的，适用于不同性能和速度列车的混合运行。速度—目标距离模式的追踪运行间隔要比分级速度控制小，减速比较平稳，旅客舒适度好。43谢谢聆听!工作任务4车—地通信技术项目三

城市轨道交通列车运行控制系统关键技术认知目录01基于漏泄波导的车—地通信技术02

基于感应环线的车—地通信技术03

基于扩频通信的车—地通信技术04

LTE车—地通信技术01基于漏泄波导的车—地通信技术漏泄原理1.漏泄波导管的工作原理两条漏泄电缆分别负责上行和下行的车-地通信，车上天线和漏泄电缆之间约有40cm左右距离01漏泄电缆还连接着基地台02通过漏泄同轴电缆，各种安全调度信息和语音信息可以在地面和车辆之间双向传输032.漏泄波导通信在城市轨道交通中的工作方式列车控制系统漏泄波导通信系统列车定位子系统3.基于漏泄波导的车—地通信的原理02

基于感应环线的车—地通信技术VCC接收到从感应环线传输上来的列车位置等相关信息VCC接收由车站控制器反馈回来的轨旁设备状态信息VCC在确认进路锁闭、道岔等安全条件VCC通过感应环线向VOBC发送移动授权、目标点、推荐速度等1.通信原理感应环线接收到VOBC传输的列车位置信息并在馈电设备柜进行数据耦合、阻抗匹配及对数据信号调整进行监控馈电设备对感应环线的监控馈电设备进行最后的电流放大及变压器耦合，并将信号发送到感应环线上馈电设备接收到感应环线的数据信息后，进行相关处理，，再逐站传输至中心VCC2.感应环线至VCC数据通信流程3.车—地之间数据通信原理03

基于扩频通信的车—地通信技术香农定理：如果传输速率C不变，则带宽B和信噪比S/N是相互制约的，关系如下：1.扩频通信的理论依据基本特征：使用比发送的信息数据速率高许多的伪随机码把载有信息数据的基带信号的频谱进行扩展，形成宽带的低功率频谱密度的信号来发射。扩频通信多址方法跳频法直接顺序控制法信息发送者在规定时域改变传输载频率，它是依照发送者和收信者都知道的伪随机模式进行由发送者在各数据位按明显的随机模式送出宽频信号，而接收者懂得这类模式，所以很容易恢复原信息模样2.扩频通信的特点04

LTE车—地通信技术谢谢聆听!工作任务1TBTC系统基础知识认知-1项目五

基于轨道电路的列车运行控制系统的维护目录01基于轨道电路的列车运行控制系统的组成02

基于轨道电路的列车运行控制系统分类01基于轨道电路的列车运行控制系统组成基于轨道电路的列车运行自动控制系统，主要包括列车自动监控ATS、列车自动防护ATP、列车自动运行ATO三个子系统，它是一套完整的管理、监督、控制系统。A列车自动监控子系统（ATS）B列车自动防护子系统（ATP）C列车自动驾驶子系统（ATO）1.组成基于轨道电路的列车运行自动控制系统的设备分布于控制中心、车站信号设备室、轨旁及车上。2.设备分布游戏控制中心数据传输系统调度员工作站服务器车载ATC设备E.实现列车运行指挥的C.实现控制中心与全线车站信号设备室之间的实时数据信息交换A.调度员通过其站下达行车控制命令并可集中显示信号设备状态D.接收调度员的控制指令，通过联锁装置可实现进路的排列、开放信号，并将列车在线信息、信号设备的状态信息等传送给控制中心B.接收并解译地面送来的调度指令，实现列车的自动运行02基于轨道电路的列车运行控制系统分类速度码1.采用的是移频轨道电路2.使用频分制方法，用不同的频率来代表不同的允许速度3.分级式速度控制模式4.平稳驾驶、节能运行及提高行车效率都是非常不利距离码1.采用数字编码音频轨道电路2.利用数字编码方式，按协议来组成各种信息3.速度监控是实时、无级的，可以有效地实现平稳驾驶与节能运行依据其轨道电路传递信息的不同分类谢谢聆听!工作任务1TBTC系统基础知识认知-ATS项目五

基于轨道电路的列车运行控制系统的维护目录01列车自动监控系统（ATS）组成02列车自动监控系统（ATS）功能01列车自动监控系统（ATS）组成列车识别系统车辆段设备控制中心设备车站设备列车发车计时器车-地信息交换系统控制中心设备车站设备车站行车值班员的操作终端。可监视被控车站的线路及运行状态，在控制中线的授权下实现站控车站现地控制工作站采集车站设备的信息，传送控制命令，使联锁设备接收ATS系统的控制ATS分机提供站场以及列车车次号监视功能，另外提供基本的扣车、跳停办理等功能车站现地控制工作站一个经过功能裁剪的轻量级的分机或不设置ATS分机非联锁集中站联锁集中站车辆段设备车辆段终端根据来自控制中心的实际时刻表建立车辆段作业计划0201ATS分机采集和显示车辆段内存车库线的列车占用及进/出车辆段的列车信号机的状态列车识别系统用于校核列车车次号当列车经过地面查询器时，地面查询器可采集到车载应答器中设定的列车车次号经车站ATS设备送至控制中心校核是否与中心计算机列车计划中的车次号—致，若不相问则报警并进行修正列车发车计时器为列车运行提供车站发车时机、列车到站晚点情况的时间指示正常情况下，列车列进入站台后，按系统给定站停时间倒计时显示距计划时刻表的发车时间若列车晚点发车，则TDT增加停站时间的计时站台扣车控制，TDT给出“H”显示提前发车命令，TDT立即显示零列车通过车站时TDT显示“=”车-地信息交换系统“轨道电路”为载体的TWC系统设备车-地信息交换系统以站台区域“感应环线”为载体的TWC系统02列车自动监控系统（ATS）功能1中心ATS功能信号控制功能：是指对全线除停车场外，所有车站信号设备的控制列车的描述功能列车运行调整功能：列车运行调整功能的作用是调度和调整列车的运行3212站级ATS功能序号内容1接收、存储其管辖范围内当日的列车计划时刻表2根据计划时刻表及列车运行情况，自动控制及办理管辖范围内的列车进路，包括进、出正线，终端站折返进路等3按控制中心设定的运行间隔控制列车运行4根据计划时刻表自动控制列车到站及出发时刻5采集管辖范围内的所有各车站的列车运行信息、设备工作状态，并将这些信息传送至中心级ATS6实现管辖范围内的列车车次追踪7控制无岔站的信号设备，并向相邻的ATS设备传送有关信息8控制ATO地面设备，向列车传送运行控制信息谢谢聆听!工作任务1TBTC系统基础知识认知-ATP项目五

基于轨道电路的列车运行控制系统的维护目录01ATP子系统组成03ATP子系统车载设备02ATP子系统轨旁设备01ATP子系统组成信号设备室设备（轨道电路发送、接收单元）输入描述性文字轨旁的调谐单元与ATS子系统、ATO子系统及联锁系统的接口设备车载ATP设备02ATP子系统轨旁设备.音频无绝缘模拟轨道电路的ATP子系统的轨旁设备数字编码轨道电路的ATP子系统轨旁设备依据轨道电路传输信号制式的不同可将ATP子系统分为：音频无绝缘模拟轨道电路的ATP子系统的轨旁设备组成阻抗连接器轨道电路速度接收和发送模块车站对位停车设备音频无绝缘模拟轨道电路的ATP子系统的轨旁设备轨道电路音频无绝缘模拟轨道电路的ATP子系统的轨旁设备轨道电路举例音频无绝缘模拟轨道电路的ATP子系统的轨旁设备阻抗连接器音频无绝缘模拟轨道电路的ATP子系统的轨旁设备速度发送模块音频无绝缘模拟轨道电路的ATP子系统的轨旁设备速度接收模块音频无绝缘模拟轨道电路的ATP子系统的轨旁设备车站对位停车设备惰行音频无绝缘模拟轨道电路的ATP子系统的轨旁设备车站对位停车设备惰行数字编码轨道电路的ATP子系统轨旁设备1“目标速度”制式数字编码轨道电路的ATP子系统2“目标距离”制式数字编码轨道电路的ATP子系统数字编码轨道电路的ATP子系统轨旁设备1“目标速度”制式数字编码轨道电路的ATP子系统1.数字编码轨道电路载频频率配置数字编码轨道电路的ATP子系统轨旁设备1“目标速度”制式数字编码轨道电路的ATP子系统2.数字编码轨道电路结构数字编码轨道电路的ATP子系统轨旁设备1“目标速度”制式数字编码轨道电路的ATP子系统3.轨旁设备数字编码轨道电路的ATP子系统轨旁设备2“目标距离”制式数字编码轨道电路的ATP子系统1.轨道电路的结构数字编码轨道电路的ATP子系统轨旁设备2“目标距离”制式数字编码轨道电路的ATP子系统2.轨道电路传输数据切换数字编码轨道电路的ATP子系统轨旁设备2“目标距离”制式数字编码轨道电路的ATP子系统3.列车检测信息和车载信号信息的切换数字编码轨道电路的ATP子系统轨旁设备2“目标距离”制式数字编码轨道电路的ATP子系统4.列车定位设备03ATP子系统车载设备1.ATP子系统车载设备组成感应到轨道电路电流的信号ATP天线使列车遵照列车移动许可运行，以保证行车安全ATP车载单元测速测速传感器提供了信息处理记录、诊断、传输服务/自诊断接口2.ATP子系统车载设备功能ATP速度信息的接收和解释超速防护列车门的开/闭控制列车后退防护无意识运行的防护谢谢聆听!工作任务1TBTC系统基础知识认知-ATO项目五

基于轨道电路的列车运行控制系统的维护目录01ATO子系统组成02ATO子系统功能03ATO子系统原理01ATO子系统组成1.硬件设备与ATP子系统公用2.的软件安装在与ATP子系统公用的车载计算机中，但有独立的CPU。车载设备ATP子系统的轨旁设备也用作ATO子系统的轨旁设备轨旁设备02ATO子系统功能1.ATO主要软件功能模块01020304循环扫描输入（如定位信息），更新基本数据和控制数据计算驾驶速度曲线、速度控制所允许的目标速度、目标距离、驾驶列车的控制器值控制车门/屏蔽门接口在司机显示器上输出信息2.ATO车载设备功能模块01020304从驾驶室中接收司机输入的信息从ATP处获得信息给出操纵变量车门控制2.ATO车载设备功能模块05060708向地面发送信息ATO能提供乘客信息ATO能显示信息对运行过程，ATO能进行必要的记录存，并预留诊断接口03ATO子系统原理1.速度控制

车载ATO模块的调速器，以渐进和恒定的速率，加速列车到达由限速设定的运行速度01当列车到达限定速度后，通过连续比较实际速度和限速，控制列车的牵引和制动系统02闭环控制技术，达到速度调节的目的032.停车点的对位停车控制

台阶式曲线式2.停车点的对位停车控制

台阶式曲线式谢谢聆听!工作任务2西门子TBTC系统认知项目五

基于轨道电路的列车运行控制系统的维护目录01西门子ATC系统概述02

西门子ATC系统组成03

西门子ATC系统原理01西门子ATC系统概述设备安装在现场线路上和机械室、站台、列车上以及控制中心（OCC）内。AATP设备BATO设备CATS设备1.西门子ATC系统构成（1）按设备安装位置划分系统构成01020304操作层（中央层）：分布在控制中心及正线各个设备集中站的车站控制室、车辆段信号楼控制室轨旁层（车站层）：由SICAS和LZB700M系统组成，它们执行全部的联锁和轨旁ATP功能轨道层：实现进路的防护与控制、列车检测，以及车地信息传输、列车位置识别车载层：实现列车自动防护和自动运行功能（2）按功能划分系统构成游戏控制中心数据传输系统调度员工作站服务器车载ATC设备E.实现列车运行指挥的C.实现控制中心与全线车站信号设备室之间的实时数据信息交换A.调度员通过其站下达行车控制命令并可集中显示信号设备状态D.接收调度员的控制指令，通过联锁装置可实现进路的排列、开放信号，并将列车在线信息、信号设备的状态信息等传送给控制中心B.接收并解译地面送来的调度指令，实现列车的自动运行为提高在各种故障及特殊情况下系统可用性及尽可能保持自动工作状态的连续，采取了多种措施设计适合信号系统功能要求并满足运营管理需要及其他专业接口要求的列车识别号管理系统，包含列车识别号的组成设计带有运营要求特征，如列车跳停，折返、回库、存车、清洗等的列车目的地号，以支持系统的自动功能和管理要求增强列车运行自动调整功能及人工介人能力，各系统均按人工优先原则设计完善乘客向导信息系统321452.西门子ATC系统特点配备完整的ATS子系统管理功能按运营要素自动编制列车运行图确定运行模拟系统的功能根据运行要求确定运行数据储存功能、屏幕回放功能、各种运行报告内容及文本、报警分类及提示.打印功能及打印机配置等876902

西门子ATC系统组成接口培训和演示系统系统配置ATS软件1.操作层（中央层）设备—ATS系统配置车站远程终端单元车站控制室设备过程耦合单元控制中心设备控制中心设备01020304COM服务器是通信服务器（COM服务器），它是实时过程控制计算机ADM服务器系统管理服务器（ADM服务器）用于中央数据存储，储存系统所有的统计数据和应用软件包括主数据，提供通用数据管理和向ATS提供档案设施MMI服务器可进行过程数据预处理、自动列车跟踪、自动进路设置、列车自动调整、命令输出，通过过程耦合单元（PCU）向联锁输出命令、存储操作日志和报警清单TTE服务器应用时刻表编辑服务器实现时间表编辑，应用时刻表数据库实现时刻表的生成、编辑、修改及存储控制中心设备050607模拟培训工作站模拟培训工作站为调度员提供离线培训设备和在线调试、开通工具维护员工作站用于监督，可得到所有的报警列表、报告和概览。维护人员可利用系统概览功能进行系统维护打印机执行打印任务08控制中心模拟盘能在固定的区域显示需要的报警、行车信息、提示信息车站远程终端单元车站控制室设备过程耦合单元控制中心设备在车站远程终端单元（RTU）和COM工作站之间传输数据连接控制中心设备和外围子系统的过程耦合单元用作本地控制和显示，对本地联锁区域进行监接口培训和演示系统系统配置ATS软件软件基于UNIX操作系统在培训和演示系统中模拟ATS部分（1）车站设备接口（2）时钟系统的接口（3）无线通信的接口（4）数据传输的接口（5）SCADA接口（6）乘客向导系统1

正线联锁系统（SICAS）2

LZB700M（轨旁设备）2.轨旁层（车站层）设备1

正线联锁系统（SICAS）ABCDE工作站联锁计算机联锁执行计算机电子接口模块相关的现场元件系统组成1

正线联锁系统（SICAS）系统结构2

LZB700M（轨旁设备）（1）FTGS数字轨道电路3.轨道层设备（2）乘客向导牌（3）发车计时器（4）车--地通信设备010203040506车载控制单元在列车两端驾驶室各装一套车—地通信天线安装在列车驾驶室底部距轨面约20cm处，由它向车下连续发送信息在站台区段的车—地通信设备要考虑列车的停车精度，并要实现车门与屏蔽门(PSD)联动的要求，因此采用信标轨旁信号放大单元和同轴电缆室内接收单元多路接收器与屏蔽门接口（5）精确定位停车设备感知通过轨道电路发出的信号ATP/ATO天线天线完成列车自动运行、列车速度调整列车目标制动、车门控制ATO车载单元保证列车安全，检查列车运行与限制条件的一致性ATP车载单元ATP和ATO功能均与服务/诊断PC接口服务/自诊断完成所需的速度、距离和方向信息的计算测速传感器司机室内的MMI显示器制台上，靠近控制面板，司机应无障碍地观察到

MMI人机接口MMI4.车载层设备03

西门子ATC系统原理LZB700MATP轨旁设备FTGS数字轨道电路ATP车载设备ATS控制中心谢谢聆听!工作任务1CBTC系统基础知识认知项目六

基于通信的列车运行控制系统维护目录01基于通信的列车运行控制系统（CBTC）概述02

基于无线通信的CBTC系统03

基于轨间电缆的CBTC系统01基于通信的列车运行控制系统（CBTC）概述轨道电路限制了列车位置检测的精度>传输信息量有限>轨道电路工作稳定性较差>轨道电路无法实现车对地的通信，因此列车运行相关信息无法有效传送给地面设备>1.基于轨道电路列车运行控制系统的缺点02基于通信列车运行控制系统的特点

不依赖轨旁列车占用检测设备的列车主动定位技术和连续车一地双向数据通信技术，通过能够执行安全功能的车载和地面处理器而构建的连续式列车自动控制系统2.基于通信列车运行控制系统的特点（1）CBTC基本概念实现列车与轨旁设备实时双向通信且信息量大01可减少轨旁设备，便于安装维修，有利于紧急状态下利用线路作为人员疏散的通道，有利于降低系统全寿命周期内的运营成本02便于缩短列车编组、高密度运行，可以缩短站台长度和端站尾轨长度，提高服务质量，降低土建工程投资；实现线路列车双向运行而不增加地面设备，有利于线路故障或特殊需要时的反向运行控制03可适应各种类型、各种车速的列车，从而提高了列车运行的平稳性，增加了乘客的舒适度04可以实现节能控制、优化列车运行统计处理、缩短运行时分等多目标控制05（2）CBTC系统特点02

基于无线通信的CBTC系统1.基于无线通信的CBTC系统结构06信号监测子系统功能05车载控制器功能数据通信子系统功能0204联锁子系统功能01ATS子系统功能03区域控制器功能2.基于无线通信的CBTC系统功能01ATS子系统功能信息显示：地面设备状态，站台设备的相关信息、紧急停车按钮的状态、站台扣车按钮的状态、屏蔽门的状态、调度员对站台的相关操作以及行车的状态记录等站场控制：包括调度集中控制和车站现地控制列车跟踪与控制：ZC直接向ATS子系统报告精确的列车在线位置信息并依据位置信息及时调整运行计划运行图管理：运行图的编制、生成、保存及历史查询等系统仿真：实现系统测试、调试、人员培训等目的32145数据通信子系统功能0203区域控制器功能zc根据从VOBC、CI、ATS和DSU接收到的各种状态信息和数据信息，为控制区域范围内的列车生成移动授权MA及时将MA通过DCS系统发送给车载VOBC设备以控制列车的运行04联锁子系统功能按正确的联锁关系、运行计划及列车位置自动设定、建立、解锁列车进路，有一定的自动排列进路的功能>对列车进路、敌对进路、延续进路、侧翼道岔超限区段进行防护>在对正常进路防护的同时，能根据具体的安全要求建立列车进路的ATP保护区段，并予以防护>能在现地工作站上对设备集中站控制范围内的道岔实行单独操纵、单独锁闭及对列车开放引导信号，对道岔、信号机、轨道区段等信号控制元素实施封锁>能利用现地工作站进行轨道和道岔区段的临时限速等命令的操作，并给出状态表示>向ZC提供信号机状态、列车进路设置情况、保护区段的建立、轨道区段的临时限速及区间运行方向等条件>车站联锁设备与ATS系统结合，实现车站和中央两级控制，根据运营要求实现自动和人工控制两种模式办理进路>联锁系统应具备完善自诊断功能，并具有与微机监测远程诊断系统接口的功能>在联锁控制工作站上，对不同的操作人员赋予相应的职责、权利，以确保对设备的正确控制>正线联锁子系统与车辆段联锁系统的接口应确保列车出入段作业的安全和高效>当区域控制器功能尚不具备或完全丧失时，系统应启用后备模式组织列车运行>05车载控制器功能列车状态监督列车速度曲线生成与监督列车运行状态报告自动驾驶自动折返VOBC06信号监测子系统功能维护工作站微机监测设备电源屏自动监测设备与其他系统相关的接口CBTC各个子系统设备应具备自身诊断和监测报警设备，并在相应的维护工作站和操作工作站界面上显示报警。3.基于无线通信的CBTC系统原理03

基于轨间电缆的CBTC系统1.基于轨间电缆的CBTC系统结构2.基于轨间电缆的CBTC系统原理谢谢聆听!—子任务1卡斯柯Urbalis888系统概述项目六

基于通信的列车运行控制系统维护工作任务2卡斯柯CBTC系统认知目录01卡斯柯Urbalis888系统特点02卡斯柯Urbalis888系统总体功能03卡斯柯Urbalis888系统结构01卡斯柯Urbalis888系统特点卡斯柯Urbalis888系统特点能够保证线路24h不间断安全运营高安全性、稳定性、可靠性01真正实现移动闭塞02通过连续的车地无线双向通信实现列车连续追踪适合混合运营模式03具有灵活的控制模式具有降级及后备运营模式稳定可靠的无线传输方式04抗干扰能力强，调试内容简单、免维护骨干网传输系统05带宽大、组网方式灵活、便于系统扩展卡斯柯Urbalis888系统特点采用“二取二”双CPU作为核心控制，保证了系统的高安全性联锁机采用冗余模式06强大的ATS系统功能07提供自动和人工在线时刻表调整功能及友好的人机界面增设信号维护监测系统08对整个信号系统工作状态运行在线监测、运营维护及报警采用必要的冗余措施09系统设计为内置冗余02卡斯柯Urbalis888系统总体功能总体功能列车自动驾驶保证人员安全实现联锁控制提供运营调整列车自动保护提供运营前列车综合测试时刻表/运行图离线编辑保证端对端数据通信提供维护监测提供培训功能历史数据的记录和回放03卡斯柯Urbalis888系统结构谢谢聆听!—子任务2ATP/ATO子系统项目六

基于通信的列车运行控制系统维护工作任务2卡斯柯CBTC系统认知目录01ATP子系统组成02ATP子系统的接口03ATP子系统功能及原理04ATO子系统的功能05ATO与其他子系统的信息交换原理01ATP子系统组成ATP子系统是由轨旁ATP设备和车载ATP设备组成（1）轨旁ATP设备0102030405LC实现对整条线路的临时限速管理ZC完成线路占用信息、自动防护以及进路信息的处理DSU向VOBC传新版本的应用软件和静态线路数据LEU降级ATP轨旁设备应答器（2）车载旁ATP设备010203VOBC车载设备核心轮轴脉冲速度传感器测速信标天线车--地通信信标天线车载控制器编码里程计司机显示单元02ATP子系统的接口与ATS接口与CI接口与ATO接口与维护支持系统接口与屏蔽门/安全门接口与车辆接口ATP子系统的接口内部接口外部接口03ATP子系统的功能及原理1.ATP子系统功能临时限速管理LC管理线路的临时限速，周期性地发送给VOBC。LC设备初始化时应用最具限制的临时限速，直到从ATS接收到ATP/ATO管理范围内临时限速设置超速防护当列车速度接近紧急制动触发速度的时候，会预先提供报警并提醒司机必须对列车实施制动。如果司机没有及时反应车载控制器将触发紧急制动车门监督与释放当列车停在车站停车点，已检测到零速且实施制动，VOBC发出开门允许授权。停车监督轮轴脉冲传感器检测到列车停车时，ATP将其与另一端的传感器提供的零速信息和车辆提供的零速参考信息比较，若一致则ATP确认列车停稳运行方向监督VOBC连续监督列车的运行方向，保证列车按照规定的方向在线路上行驶紧急制动激活在城市轨道交通中共12种情况可实施紧急制动。紧急停车按钮站台屏蔽门开关VOBC确定列车停在规定的停车窗内，才允许ATO开车门和屏蔽门/安全门退行监督在RM模式下，列车允许以低于5km/h的速度反向运行一定的距离列车完整性检查维护功能2.ATP子系统原理（1）列车控车原理2.ATP子系统原理（2）线路数据库的安全管理及升级2.ATP子系统原理信标天线车载控制器编码里程计司机显示单元（3）轮轴脉冲传感器和车载控制器的冗余配置及转换04ATO子系统的功能精确停车在车站的精确停车通过位移测量功能实现自动驾驶ATO生成速度控制命令并发送到列车的牵引和制动系统车载显示主动列车识别PTI发送至ATS供其参考以进行自动进路设置及调整调整功能在线路的任何位置，ATO子系统通过连续的车地传输系统接收到ATS子系统发送过来的调整指令实现控车列车与司机的交互是通过驾驶室的车载显示器（MMI）完成的05ATO与其他子系统的信息交换原理01020304与轨旁ATS的接口与ATS子系统的接口与屏蔽门安全门的接口与车辆的接口谢谢聆听!—子任务3ATS子系统项目六

基于通信的列车运行控制系统维护工作任务2卡斯柯CBTC系统认知目录01ATS子系统的特点02ATS子系统的组成03ATS子系统的功能04ATS子系统的原理01ATS系统的特点系统关键单元的l+l防护,即故障情况下无需人工干预的双机热备切换分散自律的功能配置,即在中央计算机故障时仍可完成大部分自动控制功能集中分布式的广域网结构设计,可方便系统扩容模块化的软件设计,灵活满足用户的需求符合人机工程原理的标准化图形用户界面32145完善的故障诊断功能,减少系统维护时间与各种计算机联锁、ATP/ATO系统和车—地通信系统实现无缝集成基于UNIX、关系型数据库和面向对象技术的高可靠性设计,保证系统运行的稳定可靠与通信时钟系统接口,使全系统的时钟同步传输系统采用数字传输通道,并提供标准的接口87691002ATS系统的组成正线设备集中站ATS0204车辆段/停车场ATS一套冗余的车站ATS分机、两台ATS工作站、一个设备机柜、一台派班打印机、两台ATS终端、若干光电转换器01控制中心设备03正线非设备集中站ATS01控制中心设备依据其设备的设置位置可将其分成运营控制中心设备、中心设备室设备以及时刻表编辑室、培训室设备正线设备集中站ATS一套冗余的车站ATS分机（LATS）、两台ATS工作站、一台ATS终端打印机、若干光电转换器0203正线非设备集中站ATS一台ATS工作站、若干发车计时器（TDT）、若干光纤转换器。04车辆段/停车场ATS一套冗余的车站ATS分机、两台ATS工作站、一个设备机柜、一台派班打印机、两台ATS终端、若干光电转换器03ATS系统的功能车辆段/停车场ATS功能控制中心ATS功能其他功能设备集中站ATS功能控制中心ATS功能运行图的比较及运行调整功能各种人工制功能全线信号设备状态信息的动态实时显示功能列车描述信息的实时动态跟踪、传递和显示功能图编制和管理功能列车运行及信号设备的监视和报警功能控制中心ATS功能数据库管理联锁控制功能各种事件的记录、输出和管理功能回放交互式培训运营调整设备集中站ATS功能010203正常的中央控制模式下,为OCC与车站计算机联锁设备及与车站ATP/ATO地面设备间的信息交换提供通信通道正常的中央控制模式下，向本地的车站操作员工作站提供各种表示信息,显示给本地的监控人员本地控制模式下，用于监控本地ATS所管辖的区域车辆段/停车场ATS功能0102030405列车的编组信息和修乘管理管理列车编组、司机和时刻表之间的关系提供出人库计划信息对车辆段内的列车进行实时动态追踪和显示对车库内信号设备状态信息的动态实时显示车辆段/停车场ATS功能控制中心ATS功能可实现与SCADA、FAS等系统的接口,甚至实现SCADA、FAS系统的集成,实现这些系统所具有的功能其他功能设备集中站ATS功能04ATS系统的原理1.显示显示功能用于监督整条线路的信号设备当前状态及列车运营。2.列车运行描述列车识别号每一列列车都对应一个列车识别号，用于显示在调度员工作站屏幕和表示屏的车次窗中列车显示列车识别号跟踪用以跟踪列车3.进路操作人工进路自动折返进路按运行图或目的地自动设置进路自动通过进路4.临时限速5.列车运行调整人工调整调度中心调度员在7种情况下可进行人工调整自动调整①按运行图调整②等间隔调整6.列车运行计划及管理0102030405在每天运营开始前计划运行图/时刻表的调用中央ATS设备将计划运行图/时刻表传送至车辆段/停车场ATS派班工作站上车辆段/停车场调度员根据当天的计划运行图/时刻表完善车辆运用计划出入段计划管理由车辆段/停车场ATS工作站完成出入段计划分为基本出入段计划和在线出入段计划7.发车计时器显示站停时间发车指示扣车指示跳停指示8.运营记录和统计报表1所有列车的到达和出发2每辆受控列车的状态、告警3信号机状态、道岔状态和计轴状态4所有报警信息5中心和车站级用户操作，包括进入和退出系统6系统用户输入的文本信息9.回放功能数据采集ATS的容量可保存至少365天的数据。回放控制在工作站上启动回放程序，该窗口允许用户控制回放的方式采集数据的回放有一个单独的回放应用软件可安装在控制中心的任何一台工作站上，回放程序的运行对系统的正常使用没有任何影响10.故障情况下的降级处理冗余设备单机故障控制中心ATS完全故障车站ATS故障谢谢聆听!—子任务4CI子系统项目六

基于通信的列车运行控制系统维护工作任务2卡斯柯CBTC系统认知目录01CI子系统组成02CI子系统功能03与其他子系统的接口01CI子系统组成联锁子系统（CI）是一种“故障-安全”的、以微处理器为基础的计算机联锁信号控制系统。02CI子系统功能列车防护联锁子系统的核心逻辑，包括对列车的位置检测及轨道锁闭，进路、道岔、信号联锁等轨旁设备管理联锁子系统与轨旁设备之间通过继电器接口实现对所有轨旁设备的状态监督及联锁控制提供列车运行命令列车运行管理依据信号机的状态控制为列车提供相应的运行命令联锁子系统提供自动通过进路模式与旅客安全系统的信息交换站台上下客时，联锁子系统接收VOBC发送的关门命令，通过继电器接口实现对安全门的开关控制维护功能实现轨旁设备维护时的联锁控制；自诊断功能03与其他系统的接口010203与轨旁设备的接口实现对继电器、轨旁设备、等的控制和监督与线路编码单元LEU的接口CI从LEU获取LEU设备的状态信息CI同时将联锁信息反馈给LEU与ATS子系统的接口CI向ATS设备提供列车运行的表示信息和信号设备状态信息，并接收ATS子系统的进路控制命令等操作信息。04与ATP/ATO子系统的接口向ATP/ATO发送的列车位置、灭灯命令等相关信息及联锁处理结果050607与轨旁设备的接口完成与屏蔽门接口的信息交换与相邻CI系统的接口相关列车位置信息、相邻信号机状态等与MSS子系统的接口对全线范围的联锁设备的远程诊断及维护，有利于诊断维护信息的集中分析与处理

08与电源设备接口传递电源屏的报警信息谢谢聆听!—子任务5数据通信子系统项目六

基于通信的列车运行控制系统维护工作任务2卡斯柯CBTC系统认知目录01数据通信子系统特点02数据通信子系统组成0