CBTC系统简介讲解

2024/7/26CBTC系统简介©北京交控科技有限公司22024/7/26目录CBTC系统介绍信号系统的专用设备信号系统概述©北京交控科技有限公司32024/7/26信号系统概述©北京交控科技有限公司42024/7/26信号系统概述-轨道交通的定义城市轨道交通，通常依据各地用语的不同而称为地铁、捷运等，其定义为以下五个条件：必须是大众运输系统必须位于城市之内必须以电力驱动必须行驶于轨道之上班次必须密集在《城市轨道交通词典》中城市轨道交通的释义为：城市公共交通网络的重要组成部分。泛指城市中在不同形式轨道上运行的大、中运量城市公共交通工具，是当代城市中地铁、轻轨、单轨铁路、自动导向、短途磁悬浮等轨道交通的总称。轨道交通是解决城市拥堵问题的根本途径©北京交控科技有限公司52024/7/26信号系统概述-信号系统的作用和意义铁路信号是铁路“信号、联锁、闭塞”的总称，是由各类信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等主体设备及其他有关附属设施构成的一个完整的体系。铁路信号设备是铁路运输的基础设备之一。它犹如人的耳目和中枢神经，担负着路网上行车设备的运用状况、列车运行的实时状态、运输调度的指令控制等信息的传递与监控任务。“故障-安全”的原则。信号系统学科是一个多学科融合的综合性学科。铁路信号的主要功能有保证铁路行车安全扩大线路通过能力提高运输组织效率改善职工劳动条件等。©北京交控科技有限公司62024/7/26信号系统概述-信号系统的国外发展历史1825年，世界上第一列列车在英国运行时用一人持信号旗骑马前行,引导列车前进。1832年，美国在纽卡斯尔－法兰西堂铁路线上开始使用球形固定信号装置，以传达列车运行的消息。如列车能准时到达则悬挂白球,如晚点则挂黑球。这种信号机每隔5公里安装1架。铁路员工用望远镜了望,沿线互传消息。1839年，英国铁路开始用电报传递列车运行消息。1841年，英国铁路出现了臂板信号机。1851年，英国铁路用电报机实行闭塞制度。1856年，J.萨克斯贝发明机械联锁机。1866年，美国利用轨道接触器检查闭塞区间有无机车车辆。1867年，出现点式自动停车装置，这种装置能强迫列车在显示停车信号的信号机前停车。1872年，美国人W.鲁宾逊发明了闭路式轨道电路。1923年，美国铁路研制了车内信号，并于1925年正式应用于铁路。1925年，美国铁路协会(AAR)决定:美国各铁路公路平交道口必须装设标准化防护设备。此后，铁路公路平交道口防护设备发展起来。1927年，美国铁路采用了调度集中控制装置。随着电子计算机的出现和发展，调度集中控制正向着行车指挥自动化的方向发展；列车运行正向着列车自动控制和列车自动驾驶的方向发展。©北京交控科技有限公司72024/7/26信号系统概述-信号系统的国内发展历史中国铁路于1907年在大连－长春线路间开始装设臂板信号机。1924年，开始使用色灯信号机。1949年中华人民共和国成立后，铁路信号有了较快的发展。1951年，在京广线的衡阳车站装设了中国自己设计、自己制造、自己施工的进路继电式集中联锁。此后在全国的铁路线上相继装设了半自动闭塞、自动闭塞、车站电气集中联锁、调度集中控制和调度监督等设备，并建成机械化和半机械化驼峰调车场。此外，在北京的地下铁道上还成功地装设了行车自动指挥和列车自动控制系统。©北京交控科技有限公司82024/7/26信号系统概述-闭塞的概念、原理及分类用信号或凭证，保证列车按照空间间隔制运行的技术方法称为行车闭塞法，简称闭塞。按照实现方式不同可以分为人工闭塞、半自动闭塞、自动闭塞。按照实现原理不同可以分为时间间隔法、空间间隔法之分。时间间隔法：前行列车和追踪列车之间必须保持一定时间间隔的行车方法。当先行列车出发后，经过一定的时间，才允许后续列车出发。由于先行列车可能在途中减速或因故障停留在区间，而且列车运行速度可能和预定计划不一致，故此方法很不可靠。空间间隔法：控制前行列车和追踪列车之间保持一定距离的行车方法。一般以相邻两车站之间作为一个区间，或将区间的铁路线路划分为若干个独立的区间（称为“闭塞分区”），一个区间或一个闭塞分区同时只能允许一列列车运行，因此能保证行车安全。它与时间间隔发相比，是一个很大的进步。©北京交控科技有限公司92024/7/26信号系统概述-闭塞的概念、原理及分类在列车自动控制系统中，空间闭塞方式可以分为：固定闭塞、准移动闭塞（逻辑/虚拟闭塞）、移动闭塞。©北京交控科技有限公司102024/7/26信号系统概述-固定闭塞固定闭塞（FixedBlock）：线路被划分为固定位置、某一长度的闭塞分区，一个分区只能被一列车占用，闭塞分区的长度按最长列车、满负载、最高速、最不利制动率等最不利条件设计，列车间隔为若干闭塞分区，而与列车在分区内的实际位置无关，列车位置的分辨率为一个闭塞分区（一般为几百米），制动的起点和终点总是某一分区的边界，对列车的控制一般采用速度码台阶式制动曲线方式，该系统要求运行间隔越短，闭塞分区(设备)数也越多。©北京交控科技有限公司112024/7/26信号系统概述-准移动闭塞准移动闭塞：线路被划分为固定位置、某一长度的闭塞分区，一个分区只能被一列车占用，列车间隔为若干闭塞分区，而与列车在分区内的实际位置无关，列车位置的分辨率也为一个闭塞分区（一般为几十米—几百米），制动的起点可以延伸，但终点总是某一分区的边界，对列车的控制一般采用一次抛物线制动曲线的方式，要求运行间隔越短，闭塞分区(设备)数也越多。©北京交控科技有限公司122024/7/26信号系统概述-移动闭塞移动闭塞(MovingBlock)：线路没有被固定划分的闭塞分区，列车间的间隔是动态的、并随前一列车的移动而移动，列车位置的分辨率一般为10米范围内，该间隔是按后续列车在当前速度下的所需制动距离、加上安全裕量计算和控制的，确保不追尾，制动的起始和终点是动态的，对列车的控制一般采用一次抛物线制动曲线的方式，轨旁设备的数量与列车运行间隔关系不大。©北京交控科技有限公司132024/7/26信号系统概述-现有信号系统面临的问题运行效率低建设、维护成本高现场人员工作环境差安全性不够高与前沿技术接轨周期长©北京交控科技有限公司142024/7/26信号系统概述-信号系统的发展方向铁路：客运高速化，货运重载化、快捷化城铁：高密度、小编组列车运行与控制系统已经从调度、联锁、闭塞、信号、安全监测等设备的简单组合向集运输计划编制、调度指挥、运行控制和自动驾驶等为一体的综合自动化系统集成方向发展，呈现出系统化、网络化、信息化、智能化的鲜明特点©北京交控科技有限公司152024/7/26信号系统概述-信号系统中用到的先进技术故障-安全技术的发展随着计算机技术、微电子技术和新材料的发展，故障—安全技术得到了飞速发展。高可靠性、高安全性的故障—安全核心设备出现了“二取二”、“二乘二取二”和“三取二”等不同结构形式，其同步方式有软同步和硬同步。西门子公司、阿尔斯通公司、日本京山公司、日本日信公司等推出了不同类型的采用硬件同步方式的安全型计算机。故障—安全技术的提高为高可靠和高安全的铁路信号系统的发展打下坚实的基础。©北京交控科技有限公司162024/7/26信号系统概述-信号系统中用到的先进技术高水平的实时操作系统开发平台实时操作系统（RTOS,RealTimeOperationSystem）是当今流行的嵌入式系统的软件开发平台。RTOS最关键的部分是实时多任务内核，它的基本功能包括任务管理、定时器管理、存储器管理、资源管理、事件管理、系统管理、消息管理、队列管理、旗语管理等，这些管理功能是通过内核服务函数形式交给用户调用的，也就是RTOS的应用程序接口（API,ApplicationProgrammingInterface）。在铁路、航空航天以及核反应堆等安全性要求很高的系统中引入RTOS，可以有效地解决系统的安全性和嵌入式软件开发标准化的难题。随着嵌入式系统中软件应用程序越来越大，对开发人员、应用程序接口、程序档案的组织管理成为一个大的课题。在这种情况下，如何保证系统的容错性和故障—安全性成为一个亟待解决的难题。基于RTOS开发出的程序，具有较高的可移植性，可实现90%以上设备独立，从而有利于系统故障—安全的实现。另外一些成熟的通用程序可以作为专家库函数产品推向社会，嵌入式软件的函数化、产品化能够促进行业交流以及社会分工专业化，减少重复劳动，提高知识创新的效率。在铁路这样恶劣工作环境下的计算机系统，对系统安全性、可靠性、可用性的要求更高，必须使用安全计算机，以保证系统能安全、可靠、不间断地工作。而安全计算机系统的软件核心就是RTOS。目前，英国的西屋公司（Westinghouse）已经在列车运行控制系统中采用了RTOS，瑞典也有很多铁路通信和控制系统采用OSE实时操作系统。©北京交控科技有限公司172024/7/26信号系统概述-信号系统中用到的先进技术数字信号处理新技术的应用与模拟信号处理技术相比较，数字信号处理技术具有更高的可靠性和实时性。数字信号处理的频域分析和时域分析的两种传统分析方法有着各自的优缺点。频域分析的优点是运算精度高和抗干扰性能好，而缺点是在强干扰中提取信号时容易造成解码倍频现象，例如将移频的低频11Hz误解成22Hz；时域分析的优点是定型准确，而缺点是定量精确地剔除带内干扰难度大。随着数字信号处理技术的新发展，在铁路信号处理中引入了新的实用技术，如ZFFT（ZOOM-FFT）、小波信号处理技术、现代谱分析技术等。目前，我国的轨道电路的信号发送、接收以及机车信号的接收普通采用了数字信号处理技术，日本的数字ATC和法国UM2000数字编码轨道电路也都采用了数字信号处理技术。©北京交控科技有限公司182024/7/26信号系统概述-信号系统中用到的先进技术计算机网络技术的发展随着计算机网络技术的飞速发展，实施企业网络化管理已成为企业实现管理现代化的客观要求和必然趋势。铁路信号系统网络化是铁路运输综合调度指挥的基础。在网络化的基础上实现信息化，从而实现集中、智能管理。近年来，我国铁路行业已成功地推广应用了原TMIS和DMIS（现称TDCS）等系统，在利用信息技术方面取得了长足的进步。具有代表性的列车调度指挥系统TDCS，以现代信息技术为基础，综合运用通信、信号、计算机网络、多媒体技术，建立了新型现代化运输调度指挥系统（铁道部、铁路局、基层信息采集网）。©北京交控科技有限公司192024/7/26信号系统概述-信号系统中用到的先进技术通信技术与控制技术相结合随着计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）和控制技术（Control）的飞跃发展，向传统的以轨道电路作为信息传输媒体的列车运行控制系统提出了新的挑战。综合利用3C（Computer、Communication、Control）技术代替轨道电路技术，构成新型列车控制系统已成必然。用3C技术代替轨道电路的核心是通信技术的应用，目前计算机和控制技术已经渗透到列控系统中，称为“基于通信的列车运行控制系统”（CBTC，CommunicationBasedTrainControl）。通信技术与控制技术的结合重新规划了铁路信号系统的结构与组成，为列车运行控制的未来发展开辟了新开地。©北京交控科技有限公司202024/7/26信号系统概述-信号系统中用到的先进技术通信信号一体化随着当代铁路的发展，铁路通信信号技术发生了重大变化，车站、区间和列车控制的一体化，铁路通信信号技术的相互融合，以及行车调度指挥自动化等技术，冲破了功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念，推动了铁路通信信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。通信信号一体化是现代铁路信号的重要发展趋势，铁路信号技术发展所依托的新技术，如网络技术，与通信技术的技术标准是一致的，属于技术发展前沿科学，为通信信号一体化提供了理论和技术基础。在借鉴世界各国经验的基础上，结合中国国情、路情，我国已制定了中国统一的CTCS技术标准（暂行）。©北京交控科技有限公司212024/7/26信号系统概述-信号系统中用到的先进技术安全性与可靠性分析保证铁路运输的安全，要求铁路信号系统具有高可靠性和高安全性。安全评估理论的建立与推广为定量评估铁路信号系统的可靠性和安全性提供了重要手段。在故障—安全理论的发展上，20世纪90年代初，IEC（InternationalElectricianCommittee，国际电工委员会）将故障—安全的概念进行了量化，制定了安全相关系统的设计和评估标准IEC61508。该标准提出了安全相关系统的“安全完善度等级（SIL,SafetyIntegrityLevel）”的概念，它是一个对系统安全的综合评估指标。©北京交控科技有限公司222024/7/26信号系统概述-信号系统中用到的先进技术信号系统的规范化和标准化随着全球经济一体化的发展，铁路信号系统市场也出现了全球一体化，主要体现在技术规范和安全规范的全球化，如ERTMS/ETCS。“统一规范、统一标准”是铁路信号系统的发展方向。信号系统的规范化和标准化的制定（如欧洲铁路运输管理系统ERTMS规范），体现了以下的优势：新产品开发费用低；由于规范化和标准化的制定考虑了系统的连续性，所以新产品能与老系统兼容；规范明确定义所有接口（机械、电器、逻辑）标准，系统实现了模块结构，从而实现设备的互通互连；公开规范和标准，开放市场，促进竞争，降低成本，从而获取最佳产品和最佳价格。©北京交控科技有限公司232024/7/26

信号系统的专用设备©北京交控科技有限公司242024/7/26信号系统的专业设备轨旁设备地面设备车载设备©北京交控科技有限公司252024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备常用的轨旁设备主要有：轨道电路计轴器信号机应答器道岔转辄机轨旁电子单元屏蔽门

AP箱和AP天线波导管©北京交控科技有限公司262024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备轨道电路轨道电路以一段铁路线路的钢轨为导体构成的电路，用于自动、连续检测这段线路是否被机车车辆占用，也用于控制信号装置或转辙装置，以保证行车安全的设备。整个轨道系统路网依适当距离区分成许多闭塞区间，各闭塞区间以轨道绝缘接头区隔，形成一独立轨道电路，各区间的起始点皆设有信号机(色灯式信号)，当列车进入闭塞区间后，轨道电路立即反应，并传达本区间已有列车占用，禁止其他列车进入的信息至信号机，此时位于区间入口的信号机，立即显示限阻禁行的信息。©北京交控科技有限公司272024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备轨道电路轨道电路的运作原理是在路轨上截取适当长度的钢轨，并将两端绝缘，从而构成一组独立的电路区间。当这个区间（Block）并没有列车行驶时，电流便会经由钢轨到达继电器（Relay）处，使其激磁并且令它的电路接点被吸向上方，将绿灯电路接通，如下图所示：©北京交控科技有限公司282024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备轨道电路当有列车驶进这个区间的时候，钢轨中的电流便会被车轴短路（Shortcircuit），令继电器因失去电流而断磁，电路接点亦随即落下并且接通红灯之电路，以阻止其他列车进入此区间，如下图所示，当列车驶离这个区间后，继电器便会重新激磁，使绿灯再次亮起，让其他列车进入这个无车的区间。©北京交控科技有限公司292024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备计轴器计轴设备：用于计算机车车辆进、出指定区段车轮轮轴数的设备。计轴设备通常称为计轴器。计轴器主要装设在轨道上，利用电磁感应或红外线遮断技术，侦测轨道上有无列车行驶，并引导信号显示，供列控中心进行列车调度、监控异常状况，并让司机员更精确掌轨道上行车状况，有效改善列车误点和行车安全。计轴器是故障导向安全设备©北京交控科技有限公司302024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备计轴器计轴器通常都会由一对装设在钢轨条两侧的磁性探测头所组成，当车轮在探测头旁边滚过时，金属车轮会令通过这对探测头的磁通量（MagneticFlux）增加，从而得知已经有一个／对车轮滚过。就这样，当列车经过设于区间起点的计轴器时，它便会记下该列车的车轴数量，并且将该区间封闭，不让其他列车进入，待列车离开该区间后，设于区间终点的另一个计轴器亦会记下该列车的车轴数量。当信号系统确认进入和离开的车轴数量相同之后（亦即是说没有车卡会被遗留在区间内），该区间才会重新开放给其他列车进入，从而达到跟轨道电路相同的功用。©北京交控科技有限公司312024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备计轴器©北京交控科技有限公司322024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备计轴器©北京交控科技有限公司332024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备信号机

信号机：为指示列车运行和调车工作，固定设置在某一地点的信号机具，属于铁路的固定信号。它的显示即是以不同形状、状态和颜色所表示的不同的命令。按构造分类可分为臂板和色灯信号机两种。如右图所示。©北京交控科技有限公司342024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备信号机

按用途分类可分为进站、出站、通过、进路、遮断、预告、复示、骆峰及调车信号机等多种。色灯信号机也是固定信号机的一种。一般分为透镜式（多灯式）和探照式（单灯式）两种。它们都由色灯信号机构和机柱组成。©北京交控科技有限公司352024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备应答器

目前应答器大多是由耦合原件（线圈、微带天线等）和微芯片组成无源单元。©北京交控科技有限公司362024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备应答器

查询应答器（transponderbalise）：采用无线感应原理将数据传送给经过它的列车的一种点式数据传送设备。查询应答器主要由车载查询器和地面应答器两部分组成。©北京交控科技有限公司372024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备应答器

应答器工作原理：地面应答器设置在轨道中间，它不同于一般的数据端机，一般不要求提供外加电源，仅靠接收车载查询器的信号能量工作。其内部寄存器按协议以数码方式存放需向列车速度自动控制系统车载设备或其它车载设备传输的定位、限速、坡度等数据。列车驶过地面应答器，且车载查询器与地面应答器对准时，车载查询器先以一定的频率，通过电磁感应方式将能量传递给地面应答器。地面应答器的内部电路在接收到来自车上的能量后即开始工作，将存储的数据以某种调制方式（如移频键控FSK方式）仍通过电磁感应传送至车上。地面应答器接收到车载查询器的能量信号并将其变换为驱动其工作的电源，在接收查询器信号能量的同时将数据按一定的方式调制后发送给车载查询器，车载查询器接收地面应答器的调制信号后经解调再传送给其他车载设备使用。©北京交控科技有限公司382024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备应答器

按发送信号能量来源分可分为有源应答器和无源应答器两类。有源应答器：地面应答器不需要依靠接收车载查询器接收信号能量建立起应答器工作所需的电源。列车车载设备通过应答器时，将LEU传来的数据转换成报文发送给车载设备；检查与LEU之间的链接，列车车载设备通过时，在没有收到LEU的数据情况下，将存储的默认报文发送给车载设备。无源应答器：地面一般固定应答器均为无源应答器。列车车载设备通过时，将存储的报文发送给车载设备。©北京交控科技有限公司392024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备应答器©北京交控科技有限公司402024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备应答器©北京交控科技有限公司412024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备道岔及转折机道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站、编组站大量铺设。有了道岔，可以充分发挥线路的通过能力。即使是单线铁路，铺设道岔，修筑一段大于列车长度的叉线，就可以对开列车。道岔最常见的是普通单开道岔。它由转辙器、连接部分、辙叉及护轨三个单元组成。转辙器包括基本轨、尖轨和转辙机械。当机车车辆要从A股道转入B股道时，操纵转辙机械使尖轨移动位置，尖轨1密贴基本轨1，尖轨2脱离基本轨2，这样就开通了B股道，关闭了A股道，机车车辆进入连接部分沿着导曲线轨过渡到辙叉和护轨单元。这个单元包括固定辙叉心、翼轨及护轨，作用是保护车轮安全通过两股轨线的交叉之处。©北京交控科技有限公司422024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备道岔及转折机

©北京交控科技有限公司432024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备道岔及转折机道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站、编组站大量铺设。有了道岔，可以充分发挥线路的通过能力。即使是单线铁路，铺设道岔，修筑一段大于列车长度的叉线，就可以对开列车。道岔最常见的是普通单开道岔。它由转辙器、连接部分、辙叉及护轨三个单元组成。转辙器包括基本轨、尖轨和转辙机械。当机车车辆要从A股道转入B股道时，操纵转辙机械使尖轨移动位置，尖轨1密贴基本轨1，尖轨2脱离基本轨2，这样就开通了B股道，关闭了A股道，机车车辆进入连接部分沿着导曲线轨过渡到辙叉和护轨单元。这个单元包括固定辙叉心、翼轨及护轨，作用是保护车轮安全通过两股轨线的交叉之处。©北京交控科技有限公司442024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备道岔及转折机

道岔转换设备有手动的，也有电动的。前者一般采用道岔握柄和转换锁闭器；而后者一般采用电动转辙机或电空、电液转辙机。©北京交控科技有限公司452024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备地面电子单元（LEU）地面电子单元（LEU）是安全的轨旁设备，与列控中心相连，LEU是一种数据采集与处理单元，当有数据变化时，将变化后的数据形成报文并送给应答器进行发送。地面有源应答器与LEU相连时，能够提供实时可变的信息。©北京交控科技有限公司462024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备屏蔽门屏蔽门(Platformscreendoors，简称PSD)系统是现代化轨道交通工程的必备设施，它沿轨道交通站台边缘设置，将轨道区与站台候车区隔离，具有节能、环保和安全等功能。安装屏蔽门系统后,不仅可以防止乘客跌落轨道而发生危险,确保乘客安全，减少人为引起的停车延误，提高列车准点率，而且可以减少站台区与轨道区之间冷热气流的交换，从而降低环控系统的运营能耗，节约运营成本。©北京交控科技有限公司472024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备AP箱和AP天线轨旁无线接入设备AP（AccessPoint）是无线通信的非安全设备，它与VOBC的无线单元以可互操作性的协议相连。©北京交控科技有限公司482024/7/26信号系统的专业设备-轨旁设备波导管波导管：用来传送超高频电磁波的金属导管或内敷金属的管子。用于厘米波及毫米波的无线电通讯、雷达、导航等无线电领域。漏泄波导管可靠性很高。当地面控制中心发射出的电磁波沿波导管传输时，在波导管内传输的电磁波从波导管槽孔辐射到周围空间，在其外部产生漏泄电场，列车从中获取信息能量，从而实现与地面的通信。同样，列车发出的电磁波，在波导管外部产生漏泄电场，也会耦合到波导管中，实现与控制中心通信。©北京交控科技有限公司492024/7/26信号系统的专业设备-地面设备信号楼地面信号设备的存放地点常称为信号楼©北京交控科技有限公司502024/7/26信号系统的专业设备-地面设备计算机联锁计算机联锁（computerinterlocking）利用计算机对车站作业人员的操作命令及现场表示的信息进行逻辑运算，从而实现对信号机及道岔等进行集中控制，使其达到相互制约的车站联锁设备，即微机集中联锁。它是一种由计算机及其他一些电子、电磁器件组成的具有故障―安全性能的实时控制系统。©北京交控科技有限公司512024/7/26信号系统的专业设备-地面设备区域控制器ZC子系统从结构上能够划分ZC子系统和ZC维护系统（ZCM）两部分，其中区域控制器（ZoneController，ZC）子系统是CBTC系统中ATP系统的轨旁部分，主要负责根据通信列车所汇报的位置信息以及联锁所排列的进路和轨旁设备提供的轨道占用/空闲信息，为其控制范围内的通信列车计算生成移动授权（MA），保证其控制区域内通信列车的安全运行，具备在各种列车控制等级和驾驶模式下进行列车管理的能力。ZC子系统作为涉及行车安全的设备，其能否安全可靠运行将直接影响整个CBTC系统的安全运营和线路通行效率，因此必须符合故障-安全原则，应按照国际安全标准安全完整度等级4级（SIL4级）的要求设计，ZC子系统必须采用安全型计算机以提高系统的安全性和可靠性。在CBTC系统中，ZC子系统采用了2乘2取2结构的安全计算机平台，其特点是具备硬件冗余表决结构；能够保证系统不间断运行，提高可用性；双机热备，在主机故障情况下能够实现主备通道热切换；可维护性强，可扩展性强，对应用环境有较强的适应性，2乘2取2安全计算机系统基于COTS开发原则，采用X86工业控制计算机和VxWorks操作系统以及对应的软件开发平台开发。CBTC系统中使用的安全计算机与轨道交通控制相关，采用容错技术可显著地提高其可靠性和可用性。但系统一旦不能正常工作，有可能向被控设备输出危险的控制信号，从而造成人员伤亡和财产损失。因此要求安全计算机不仅是高可靠和高可用的容错系统，同时也是故障安全系统。©北京交控科技有限公司522024/7/26信号系统的专业设备-地面设备计算机自动监督列车自动监控子系统（ATS）是一个非安全子系统，它为控制中心调度员提供人机界面。列车自动监控子系统还具有远程控制系统所具有的设备诊断功能，包括列车的车载ATC设备的状态检测。ATS发出排列列车进路指令。中央ATS（CATS）设备，位于控制中心。车站ATS（LATS）设备，位于区域控制器所在的联锁集中站的信号设备室。车站列控中心是中国列车控制系统(CTCS)的地面设备之一,是铁路运行速度提高到200km/h的关键控制设备。车站列控中心系统采用安全型专用计算机系统,通过串行冗余通道与调度指挥系统、联锁系统、LEU、微机监测等外部设备实现动态数据交换,并通过内部高速大容量的光通道完成两系之间的同步处理和信息交换。它是保证列车运行安全的核心设备,直接影响着铁路运输的安全。©北京交控科技有限公司532024/7/26信号系统的专业设备-车载设备CBTC车载设备有

MMI设备车载ATP主机车载ATO主机查询器测速定位系统车载记录系统车载无线设备等。©北京交控科技有限公司542024/7/26信号系统的专业设备-车载设备MMI设备MMI车载信号人机交互系统用于辅助司机进行列车的安全驾驶，它通过显示屏给司机提供清晰、直观的驾驶信息，通过触摸屏操作辅助司机完成一系列信息录入和设备日检功能。MMI的显示信息是由VOBC送给MMI的，同时，MMI会将司机号，日检命令等信息传给VOBC。MMI与VOBC是通过双路RS422进行通信的©北京交控科技有限公司552024/7/26信号系统的专业设备-车载设备车载ATP

ATP车载设备一般由多种功能模块、天线、测速电机、速度表和运行模式开关等组成。车载ATP能够实现速度码检测、实际速度检测、速度码信息（安全速度/目标速度）与实际速度比较，驱动制动系统及电器，实现列车接近限制速度时启动常用制动列车超过限制速度实施紧急制动，列车非正常移动时产生紧急制动，并具有轮径磨损自动补偿，故障自诊断及报警，列车运行状态记录等功能。©北京交控科技有限公司562024/7/26信号系统的专业设备-车载设备车载ATO

ATO车载设备由ATO控制器、接收天线、发送天线组成。ATO车载设备与车辆接口主要包括列车牵引控制和制动控制。与司机显示单元接口为开关门指示灯、列车启动按钮等。©北京交控科技有限公司572024/7/26信号系统的专业设备-车载设备查询器

列车上的查询器BTM通过探测轨道上的应答器，查找它们在数据库中的方位，然后决定列车位置，并且还测量自前一个探测到的应答器起已行驶的距离。列车车载控制器通过列车到轨旁的双向无线通信向轨旁CBTC设备报告本列车的位置。©北京交控科技有限公司582024/7/26信号系统的专业设备-车载设备测速定位系统

列车定位的手段有：速度传感器、多普勒雷达、地面信标（应答器）等。©北京交控科技有限公司5920