城市轨道交通概论（第2版）（下篇共上中下3篇）

城市轨道交通概述主讲教师：项目5城市轨道交通通信与信号系统城市轨道交通通信与信号系统是城市轨道交通的主要技术装备。通信系统为城市轨道交通运营提供重要的信息传输手段，确保信息实时传送，是城市轨道交通得以顺畅运营的重要技术支持。信号系统是城市轨道交通行车组织的中枢控制系统，它担负着指挥、控制列车运行，提供设备状态信息、列车位置信息，实现列车运行过程管理，以及保证列车运营安全和提高运营效率的重任，是城市轨道交通得以正常运营的重要技术保证。本项目主要介绍城市轨道交通通信与信号系统的相关知识。项目导入技能目标1.能辨别城市轨道交通通信系统的各组成部分。2.能辨别城市轨道交通信号系统的各组成部分。3.能区分城市轨道交通列车自动保护系统、列车自动驾驶系统和列车自动监控系统。知识目标1.熟悉城市轨道交通通信系统的组成及其功能。2.熟悉城市轨道交通信号基础设备的功能。3.掌握城市轨道交通联锁与闭塞的相关知识。4.掌握城市轨道交通列车自动控制系统的组成及其功能。思政目标1.具备爱党爱国情怀。2.养成脚踏实地、认真负责的工作作风。3.践行科学严谨、精益求精的工匠精神。学习目标项目五导航|CONTENTS131认识城市轨道交通通信系统2掌握城市轨道交通联锁与闭塞认识城市轨道交通信号基础设备了解列车自动控制系统4认识城市轨道交通通信系统5.1任务引入

2021年1月，贵州广电新媒体产业发展有限公司与贵阳市城市轨道交通集团有限公司打造的“GTV地铁电视”正式在贵阳地铁一号线上线。与以往的地铁电视不同，“GTV地铁电视”不仅以播放公益宣传片为主，还将在春晚等重大活动时切入直播信号，让乘客在出行途中就能享受优质高清的直播内容。此外，相关负责人表示，地铁电视作为流量极大的媒介，与贵州广播电视台宽带电视融合后，将以“守正创新”为核心指导思想，逐步发展为重要的宣传思想文化的平台。

阅读上述内容后请思考：除了上文中提到的地铁电视，城市轨道交通通信系统还包括哪些设备设施？学习清单学习任务□传输系统的相关知识□电话系统的相关知识□无线通信系统的相关知识□广播系统的相关知识□闭路电视监控系统的相关知识□时钟系统的相关知识□乘客信息系统的相关知识自我勉励

请你每掌握一项学习任务，便在相应的方框中画“√”。1．任务描述

通过总结城市轨道交通通信系统的组成、作用、特点等相关内容，认识城市轨道交通通信系统。

（1）学习城市轨道交通通信系统的相关知识，并在网上查找相应的视频和图片。

（2）将学习后总结的内容及查到的视频和图片制作成vlog在班上演示。任务工单——认识城市轨道交通通信系统（2）在进行具体工作前，需要掌握城市轨道交通通信系统的相关知识。请各组组长组织组员学习相关资料，回答下列引导问题。

引导问题1：传输系统的作用是什么？

引导问题2：专用电话系统的作用是什么？

引导问题3：广播系统的控制运行方式是什么？引导问题4：时钟系统由哪几部分组成？2．任务准备

（1）以3～5人为一组，并选出组长，将小组成员的信息填入表5-2（详见教材）中。

（3）每人制订一份工作计划，并在组内进行阐述。组员之间进行提问与答疑，选出最佳的工作计划，并填写在表5-3（详见教材）中。任务工单——认识城市轨道交通通信系统5.1认识城市轨道交通通信系统

城市轨道交通通信系统包括传输系统、电话系统、无线通信系统、广播系统、闭路电视监控系统、时钟系统、乘客信息系统等。5.1.1传输系统

传输系统是一个基于光纤的主干通信网，它除了用于传输通信系统所需的语音、数据、图像等信息外，还可以传输电力监控、自动售检票、列车自动控制、火灾报警、机电设备监控等系统的信息。

电话系统主要为城市轨道交通管理、运营及维修人员提供语音通信。电话系统从运用和功能上区分，可分为公务电话系统和专用电话系统。5.1.2电话系统5.1认识城市轨道交通通信系统01公务电话系统

公务电话系统为城市轨道交通管理、运营及维修人员提供内部和外部语音通信。它是以数字程控交换机设备为核心，与数字程控交换机相连的电话分机分布在城市轨道交通各办公管理部门、OCC、车站、设备室、车辆段及需要电话的其他区域。5.1认识城市轨道交通通信系统020502专用电话系统

专用电话系统的作用是为OCC的调度员、车站值班员、车辆段值班员、各车站的安保人员等提供直线电话服务功能，以及单呼、组呼、全呼、紧急呼叫、录音等功能，并为区间电话（轨旁电话）、机房电话和一些内部电话提供自动交换功能，实现快捷而可靠的通信，以确保行车安全。由调度总机、调度台和调度分机组成。调度电话分为行车调度电话、电力调度电话、火灾报警调度电话、环境与设备监控系统调度电话和公安调度电话等。1）调度电话为保证行车安全，供相邻两车站值班员之间联系有关行车业务的电话。2）站间行车电话供驾驶员、区间维修人员与邻站值班员及相关部门通话使用。3）区间电话小贴士为了组织调度电话系统，程控交换网内的全部电话机实行统一编码，每一个分机都有一个单独且唯一的号码。调度员在呼叫某调度分机时，只要按一下与该分机号相对应的快速呼叫按键，就可由数字程控交换机将该分机呼出。5.1认识城市轨道交通通信系统5.1认识城市轨道交通通信系统

作用是为城市轨道交通系统的固定工作人员（如调度员、车站值班员等）与移动作业人员（如驾驶员、维修员等）之间提供语音和数据信息交换。无线通信系统包括行车调度台、车辆段调度台、环控调度台、维修调度台、保安调度台等。各个调度台都有对应的用户，即无线通信设备（见图），如行车调度台对应的用户有正线运营车载电台、站务人员手持电台、车站控制室电台等。5.1.3无线通信系统无线通信设备

根据用途配置频道，即有多少用途就配置多少频道，每种频道只作一种用途，空闲也不作他用。专用频道方式有着设备简单、通话速度快等特点。01专用频道方式02多种用途共用一个频道，即根据需要临时分配、设置一个控制频道和若干通话频道，其通话频道数少于用途数。集群方式有共用频率、共用设施、共享覆盖区、共享通信业务、分担费用和改善服务等优点。集群方式5.1认识城市轨道交通通信系统无线通信系统的频道配置方式有专用频道方式和集群方式两种。5.1认识城市轨道交通通信系统

01广播系统的作用对乘客广播用于通知列车发到、线路换乘、时间表变更、列车误点、安全状况、播放音乐等。广播范围包括站厅、站台和列车车厢等。防灾广播用于突发或紧急情况时，组织指挥事故抢险，提高应急响应能力。对运营人员广播用于发布相关通知信息，使运营人员协同配合工作。广播范围包括办公区、站台、站厅、运用库、段内道岔群附近和人行道等。5.1.4广播系统

城市轨道交通中使用的广播系统不同于大型娱乐中心、铁路车站、民航机场等地的广播系统，它可以通过OCC的操作终端指挥整条线路的广播，使整条线路中每个车站的广播系统既可独立又可成为统一整体。02020103广播系统的控制运行方式

广播系统由OCC和车站两级控制，正常情况下以车站广播为主，事故抢险及组织指挥时以OCC防灾广播为主。为满足运营防灾的需要，OCC环控调度员有最高优先级。同一广播优先级时，预存语音信息优先级高于人工广播，通常预存语音信息防灾广播优先级最高。5.1认识城市轨道交通通信系统特殊广播暖人心5.1认识城市轨道交通通信系统5.1.5闭路电视监控系统01闭路电视监控系统的组成和功能

主要由摄像机、控制部分、传输部分、监视器、报警部分和网管部分等组成。它可以通过摄像机及其辅助设备（镜头、云台等）直接观看被监视场所的一切情况，还可以将被监视场所的图像内容、声音内容同时传送到OCC。02闭路电视监控系统的控制运行方式

采用两级控制方式，即OCC的中央级控制和各车站的车站级控制。其中，OCC负责监控地铁全线的运营情况，组织调度全线列车的运行；车站的相关人员则负责监控本车站范围内的运营情况。5.1认识城市轨道交通通信系统2二级母钟系统

安装在各车站及车辆段通信设备室，其子钟安装在各站设备区的生产、办公用房间及站台层。二级母钟系统主要用于接收一级母钟系统发送的标准时间，同时驱动子钟转动以显示时间。车站内的数显子钟1一级母钟系统

一级母钟系统安装于OCC，通过GPS接收卫星时间信息，再通过机柜设备将时间信息传送给各站的二级母钟系统。5.1.6时钟系统1．时钟系统的组成5.1认识城市轨道交通通信系统

正常情况下，时钟系统使用中央控制运行方式，即由一级母钟系统正常接收GPS信号，并将此信号转换成标准时间信号，传送给二级母钟系统；当一级母钟系统不能正常接收GPS信号时，一级母钟系统将会通过自带的晶振提供时间信号，并将其传送给二级母钟系统。

2．时钟系统的控制运行方式

当一级母钟系统不能正常接收GPS信号，且因故障不能向二级母钟系统传送时间信号时，时钟系统会进入车站级控制运行方式，此时车站的二级母钟系统会依靠其自身的晶振向其子钟提供时间信号。5.1认识城市轨道交通通信系统5.1.7乘客信息系统01乘客信息系统的功能主要包括显示紧急信息、列车服务信息、乘客引导信息，以及播放广告等。可在特殊情况时，播放临时的通告和警示以提醒乘客；或在发生突发事件时，引导乘客迅速撤离，将损失降到最低，如图所示。紧

急

信

息5.1认识城市轨道交通通信系统可向乘客提供列车到站时间、列车时间表、列车阻塞/异常、特别的列车服务安排等信息。引导乘客有秩序地候车和乘车，同时帮助疏导乘客，从而保证城市轨道交通的运力最大化。可为城市轨道交通系统带来经济收益。它可与其他各类信息同步播出，提高乘客信息系统的信息传播效率。5.1认识城市轨道交通通信系统02乘客信息系统的组成网络子系统：指城市轨道交通主干通信网提供给乘客信息系统的通道，该通道用来传输从OCC到各车站的各种数据信号和控制信号。车载子系统：主要负责在列车行驶过程中播放列车到站信息、天气预报、新闻等。车站子系统:通过传输通道转播来自OCC的实时信息，并在此基础上叠加本站的信息，如列车运行信息和各类个性化信息等。中心子系统:负责采集外部信息流，并对其进行编辑、处理，生成内部信息，按既定规则或版式将其播出，向乘客传递信息。12343．任务实施

按照本组选出的最佳工作计划进行vlog的制作，并将制作过程中遇到的问题及解决办法、学习体会及收获记录在表5-4（详见教材）中。任务工单——认识城市轨道交通通信系统

4．考核评价

（1）各组派代表展示任务实施成果，指导教师从主题、内容、制作、解说等方面为各组的vlog打分，评出前三名。

（2）各组成员配合指导教师完成考核评价表，如表5-5（详见教材）所示。认识城市轨道交通信号基础设备5.2任务引入

各类信号是广大乘客能够乘坐城市轨道交通安全、快速出行的一道无形的保护网。由于城市轨道交通信号设备多种多样，因此相关工作所涉及的内容比较复杂，所需的知识范围广、难度高。此外，信号系统的相关设备还与车辆、机电、线路、供电、通信等系统的相关设备之间存在密切联系。阅读上述内容后请思考：城市轨道交通信号系统中包括哪些设备设施？学习清单学习任务□继电器的相关知识□信号机的相关知识□转辙机的相关知识□轨道电路的相关知识□计轴器的相关知识自我勉励

请你每掌握一项学习任务，便在相应的方框中画“√”。1．任务描述

通过学习相关知识并参加知识竞赛，认识城市轨道交通信号基础设备。

（1）以小组为单位学习城市轨道交通信号基础设备的相关知识。

（2）以小组为单位参加指导教师组织的关于城市轨道交通信号基础设备的知识竞赛。竞赛过程中，各小组随机抢答，答对得分，答错不扣分，并由其他小组继续抢答。任务工单——认识城市轨道交通信号基础设备任务工单——认识城市轨道交通信号基础设备（2）在进行具体工作前，需要掌握城市轨道交通信号基础设备的相关知识。请各组组长组织组员学习相关资料，回答下列引导问题。

引导问题1：继电器的工作原理是什么？

引导问题2：色灯信号机各种颜色灯光的含义分别是什么？

引导问题3：转辙机的作用是什么？引导问题4：计轴器的工作原理是什么？

2．任务准备

（1）以3～5人为一组，并选出组长，将小组成员的信息填入表5-7（详见教材）中。（3）每人制订一份工作计划，并在组内进行阐述。组员之间进行提问与答疑，选出最佳的工作计划，并填写在表5-8（详见教材）中。5.2认识城市轨道交通信号基础设备

城市轨道交通信号系统是城市轨道交通系统中最重要的组成部分之一，其作用是指挥行车，保证列车安全、高效地运行。城市轨道交通信号系统通常由信号基础设备、联锁设备、闭塞设备、列车自动控制系统等组成，如图所示。本任务主要介绍城市轨道交通信号系统中的信号基础设备。城市轨道交通信号系统的组成5.2认识城市轨道交通信号基础设备5.2.1继电器

利用不同触点的组合，完成不同电路连通与开断的电器开关，它主要由线圈、铁芯、衔铁、引线片、推杆、中簧片、前接点和后接点等组成，如图所示。

当继电器线圈通电时，衔铁被吸住，推杆升起，中簧片连接前接点，该组触点电路接通。当继电器线圈断电时，衔铁由于重力作用落下，推杆下落，中簧片连接后接点，连接该组触点电路，同时断开前组触点电路。由此可见，继电器具有开关特性，利用它可构成各种控制电路。5.2认识城市轨道交通信号基础设备5.2.2信号机认识道岔防护信号机

城市轨道交通以车载信号为主体信号，正线区段基本不设信号机，只有在车辆段和道岔区段，为了调车作业的需要而设置地面信号机。城市轨道交通一般采用色灯信号机，它可分为高柱和矮柱两种类型，如图所示。

（a）高柱信号机

（b）矮柱信号机

色灯信号机5.2认识城市轨道交通信号基础设备

色灯信号机是通过灯光的颜色、数目和亮灯状态来表示信号的。城市轨道交通信号的基本色为红色、黄色、绿色，辅色为蓝色、白色。红色表示停车，禁止越过信号机，即信号处于关闭状态。黄色表示注意减速运行，即信号处于有条件的开放状态。绿色表示可按规定速度通过，即信号处于正常开放状态。蓝色为调车信号，表示禁止越过调车信号机调车。白色若作为调车信号，则表示允许越过调车信号机调车；若作为引导信号，应加上红色信号显示，表示准许列车越过红灯，以不超过20km/h的速度进站，并随时做好停车准备。5.2认识城市轨道交通信号基础设备

转辙机（见图5）是直接关系行车安全的设备，对保证行车安全、提高运输效率起着重要作用。在联锁区内的每个道岔处都要设置一台转辙机，用以转换道岔和锁闭道岔。5.2.3转辙机（1）转换道岔，即根据需要将道岔转换至定位或反位。（2）将道岔转换至规定位置后，自动实行锁闭，防止外力改变道岔位置。（3）正确反映道岔的实际位置，即在道岔的尖轨贴于基本轨后，给出相应的表示。（4）在发生挤岔或道岔长时间处于“四开”位置时，及时发出警报。（四开:尖轨与基本轨不密贴。)01转辙机的作用5.2认识城市轨道交通信号基础设备02转辙机的分类

转辙机按动作能源和传动方式不同，可分为电动转辙机和电动液压转辙机，前者采用机械传动方式，后者采用液压传动方式；按供电电源不同，可分为直流转辙机和交流转辙机，前者采用直流电动机，后者采用三相异步电动机；按锁闭方式不同，可分为内锁闭转辙机和外锁闭转辙机，前者的锁闭机构位于转辙机内部，后者需要依靠外部的锁闭装置。5.2认识城市轨道交通信号基础设备5.2.4轨道电路01轨道电路的组成与工作原理轨道电路由送电端、受电端、绝缘节、轨端连续线等组成。

如图（a）所示，当轨道上无车占用，且钢轨完好无损时，轨道电路形成通路，轨道继电器线圈有电流通过，衔铁被吸起，中簧片连接前接点，绿灯或黄灯亮，表示列车可进入该区段运行。

如图（b）所示，当轨道上有车占用时，由于轮对形成了电路回路，使得轨道继电器线圈失去电流，从而使衔铁落下，中簧片断开前接点，连接后接点，绿灯灭，红灯亮，表示列车不准进入该区段。

（a）列车可进入该区段运行

（b）列车不准进入该区段5.2认识城市轨道交通信号基础设备02轨道电路的作用

从上述轨道电路的工作原理中可以看出：通过轨道电路可以检查轨道是否空闲，检查钢轨的完整性，以及传递行车信息。

例如，音频数字编码轨道电路中传送的行车信息，为列车自动控制系统直接提供控制列车运行所需要的前行列车位置、运行前方信号机状态和线路条件等有关信息，以决定列车运行的目标速度，控制列车在当前运行速度下是否停车或减速。对于列车自动控制系统来说，带有编码信息的轨道电路是“车—地”之间传输信息的重要通道之一。5.2认识城市轨道交通信号基础设备5.2.5计轴器

计轴器是通过检测列车通过轨道上某一计轴点的车轴数，检査两个计轴点之间或轨道区段内的空闲情况；或通过判定列车通过计轴点的位置，自动校正列车行驶里程的设备，如图所示。

计轴器的基本工作原理为：当车轮进入始端轨道传感器作用区时，会切割发送磁头端产生的磁力线，接收磁头端会根据感应到的磁力线分布变化情况判断是否有轮轴经过，并将此信号转换成车轴电脉冲信号发送给室内设备，开始进行加轴运算；当车轮进入末端轨道传感器作用区时，传感器同样会发出电脉冲信号给室内设备，进行减轴运算。当计数器为0，表明此时区间无车；计数器不为0，则表明此时区间有车占用。计轴器主要由室外设备（轨道传感器、轨旁电子监测设备等）、室内设备（计轴电源、计轴主机等）和传输通道组成。匠心筑梦

中国城市轨道交通经过半个多世纪的发展，经历了从落后一百年到世界瞩目，从单一地下铁路到多形态的城市轨道交通网络，它承载了几代人的聪明才智与无私奉献。这其中有一个人将永远不会被历史忘记，他就是新中国第一个留苏学习城市轨道交通专业、参与我国首条城市轨道交通建设、我国城市轨道交通事业的开拓者之一——中国工程院院士、北京交通大学轨道交通研究中心主任施仲衡。一般人到了花甲之年，就告别工作岗位，颐养天年了。可对于施仲衡来说，60岁之后，他反而更加忙碌了。20世纪90年代，北京、上海、广州等城市都迎来了城市轨道交通的高速发展，在此期间他创造了中国城市轨道交通的多个“第一”。1993年，他带领技术人员主持了我国城市轨道交通领域第一个国际招投标项目——广州地铁1号线，并在国内首创了城市轨道交通工程设计监理制度。进入21世纪，到了耄耋之年的施仲衡带领团队开始攻坚轨道信号等城市轨道交通自动化运营技术。他说：“现在城市里地铁越来越多，只有实现自动化，才能实现城市轨道交通网络高效运行，这种核心技术，我们必须掌握在自己手里。”匠心筑梦作为顾问，他多次参加技术研讨，为我国自主研发城市轨道交通信号系统提出了大量建设性意见，并取得了瞩目的成就。2010年，北京地铁亦庄线试运营，这标志着城市轨道交通信号系统依靠纯进口技术的历史正式结束。2011年，北京地铁房山线的开通吸引了国内外的广泛关注，这是我国首条自主研发的全自动运行城市轨道交通线路，智能化水平达到了国际一流，实现了“无人驾驶”。施仲衡这一辈子最高兴的，就是看到城市轨道交通连接城市的千家万户，为大家带来便利，为城市带来活力。他说：“60多年来，我担任多个城市的地铁建设专家委员会主任，获得过无数奖励。但是最大的荣誉和奖励莫过于在自己的有生之年可以看到曾经的梦想开花结果，看到我们国家的城市轨道交通事业蓬勃发展。虽然我已经90岁了，但只要身体条件允许，我还想为中国的城市轨道交通发展做一些事情，与大家共同开创中国城市轨道交通事业今天和未来的辉煌。”3．任务实施

按照本组选出的最佳工作计划进行相关知识的学习，并参加指导教师组织的知识竞赛。最后将竞赛过程中答错或不会的题目及其正确答案、学习体会及收获记录在表5-9（详见教材）中。任务工单——认识城市轨道交通信号基础设备

4．考核评价

（1）指导教师根据各组的得分情况评选出前三名。

（2）各组成员配合指导教师完成考核评价表，如表5-10（详见教材）所示。掌握城市轨道交通联锁与闭塞5.3任务引入

为什么城市轨道交通列车能够在线路上安全、有序、高效地运行？为什么城市轨道交通列车能够避免正面冲突或追尾等事故？这是由于联锁与闭塞设备发挥了作用。联锁与闭塞是保证列车安全、高效运行的重要手段，在城市轨道交通行车中具有不可替代的作用。阅读上述内容后请思考：城市轨道交通联锁与闭塞的相关设备有哪些？它们的作用方式又有哪些？学习清单学习任务□联锁的相关概念□联锁设备的种类□闭塞的相关概念□闭塞的方法□闭塞的制式自我勉励

请你每掌握一项学习任务，便在相应的方框中画“√”。1．任务描述

通过总结相关内容，掌握城市轨道交通联锁与闭塞的相关知识。（1）学习城市轨道交通联锁与闭塞的相关知识。（2）将学习的内容总结成PPT在班上演示。任务工单——掌握城市轨道交通联锁与闭塞的相关知识（2）在进行具体工作前，需要掌握城市轨道交通联锁与闭塞的相关知识。请各组组长组织组员学习相关资料，回答下列引导问题。

引导问题1：什么是联锁和闭塞？

引导问题2：计算机联锁的工作原理是什么？

引导问题3：闭塞的方法有哪几种？

2．任务准备

（1）以3～5人为一组，并选出组长，将小组成员的信息填入表5-12（详见教材）中。（3）每人制订一份工作计划，并在组内进行阐述。组员之间进行提问与答疑，选出最佳的工作计划，并填写在表5-13（详见教材）中。任务工单——掌握城市轨道交通联锁与闭塞的相关知识5.3掌握城市轨道交通联锁与闭塞5.3.1联锁及联锁设备01联锁的相关概念

列车或机车车辆在运营线路范围内运行的路径称为进路。

进路由道岔的开通方向决定，如果道岔开通方向不对，就有可能使两列列车进入同一股道，从而引起撞车事故。因此，为了保障行车安全，进路要由信号机防护，信号机不开放，列车便不能开到进路里。由此可见，在信号机和道岔之间，以及信号机和信号机之间应建立一种相互制约的关系，才能保证行车的安全，这种制约关系称为联锁。5.3掌握城市轨道交通联锁与闭塞02联锁设备的种类控制车站的道岔、进路和信号机，并实现它们之间联锁的设备，称为联锁设备。联锁设备既可以分散控制，又可以集中控制。城市轨道交通联锁设备主要有继电联锁设备和计算机联锁设备。1）继电联锁设备

以继电器组成的电路来控制并实现联锁的设备称为继电联锁设备。继电联锁设备采用电气方法，通过信号楼内的控制台操纵色灯信号机和转辙机，使信号机、进路、道岔实现联锁，并监督列车运行和线路占用情况。5.3掌握城市轨道交通联锁与闭塞

计算机联锁设备是利用计算机对信号机、转辙机等设备进行控制和监督，进而实现信号设备远程控制自动化，完成信号机、进路、道岔间的联锁，从而保证行车安全的。2）计算机联锁设备计算机联锁设备5.3掌握城市轨道交通联锁与闭塞小

贴

士

计算机联锁设备与继电联锁设备相比，具有如下优点。（1）计算机发出的控制信息和现场发回的表示信息，能由传输通道串行传送，可节省大量的干线电缆。（2）计算机联锁设备用屏幕显示代替表示盘，简化结构，方便使用，还可根据需要多台并机使用。（3）计算机联锁设备采用积木式模块化软件和硬件结构，便于站场变更，并容易实现故障控制、分析等功能。5.3掌握城市轨道交通联锁与闭塞计算机联锁设备可划分为人机交互层、联锁控制层、采集/驱动层和室外设备层等部分。01人机交互层：通过车站值班员或维修人员的操作，向联锁控制层输入操作信息，接收联锁控制层输出的反映设备工作状态和行车作业情况的表示信息。02联锁控制层：车站联锁系统的核心，可实现联锁逻辑运算。03采集/驱动层：联锁控制层与各个监控对象之间的控制电路层，其主要功能是接收来自联锁控制层的道岔控制命令，操纵转辙机，驱动道岔转换，改变信号显示，向联锁控制层传输道岔状态信息及轨道电路状态信息。04室外设备层：包括信号机、道岔、轨道电路等室外设备及其相应的动作电路。5.3掌握城市轨道交通联锁与闭塞5.3.2闭塞1．闭塞的相关概念为了确保列车在区间内的运行安全，列车由车站向区间发车时，必须确认区间内没有列车，并遵循一定的规律组织行车，以免发生列车正面冲突或追尾等事故。这种按照一定规律组织列车在区间内运行，使连续发出的列车始终保持一定间隔的行车方法，称为行车闭塞法，简称闭塞。用于完成闭塞的设备称为闭塞设备。(闭塞设备必须保证在同区间、同一时间内只允许一趟列车占用的基本原则)什么是闭塞即按照规定好的时间间隔依次由车站发车，使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。由于不能确保列车在区间内的运行安全，我国已不再使用此种闭塞方法。01时间间隔法02即将线路划分为若干个段落（区间或闭塞分区），在每个段落内同时只准许一列列车运行，使前行列车和追踪列车之间必须保持一定的距离。这种方法是我国目前所采用的闭塞方法。空间间隔法5.3掌握城市轨道交通联锁与闭塞2．闭塞的方法城市轨道交通的闭塞方法包括时间间隔法和空间间隔法两种。5.3掌握城市轨道交通联锁与闭塞3．闭塞的制式闭塞的制式包括人工闭塞、半自动闭塞和自动闭塞。人工闭塞：采用电气路签或路牌作为列车占用区间的凭证，由区间两端的车站值班员确认区间是否空闲，并签发行车凭证。在此种闭塞条件下，两站之间只能运行一列列车，线路通过能力低。人工闭塞在我国已经很少采用。半自动闭塞：采用车站出站信号机的允许显示信号作为列车占用区间的行车凭证，区间两端的车站值班员通过专门的闭塞机来办理闭塞手续。5.3掌握城市轨道交通联锁与闭塞自动闭塞：将区间划分为若干个小区间（称为闭塞分区），并设置通过信号机进行防护，由车站出站信号机和区间通过信号机的显示共同作为列车占用区间的凭证。02

可通过控制列车运行速度，保证列车按照空间间隔法实现闭塞。具有列车自动控制系统的自动闭塞可分为固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞三种，如下表所示。具有列车自动控制系统的自动闭塞01

没有装备列车自动控制系统，一般由地面信号机保证列车按照一定的空间间隔运行，装备的机车信号作为辅助信号，主要传输信号控制信息。传统的自动闭塞一般适用于列车运行速度不高于160km/h的情况。传统的自动闭塞5.3掌握城市轨道交通联锁与闭塞类别特点固定闭塞①采取分级速度控制模式，每个闭塞分区都有相应的速度级别；②追踪目标点为前行列车所占用闭塞分区的始端，为固定点；后行列车的开始制动点为开始减速的闭塞分区的始端，也为固定点准移动闭塞①采取目标距离控制模式，不设闭塞分区速度等级；②追踪目标点为前行列车所占用闭塞分区的始端，为固定点，留有一定的安全距离；后行列车的开始制动点由目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定，为非固定点移动闭塞①独立于轨道电路，消除了以信号机分隔的固定闭塞区间；②追踪目标点为前行列车的尾部，为留有一定安全距离的非固定点；后行列车的开始制动点由目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定，也为非固定点固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞的特点3．任务实施

按照本组选出的最佳工作计划进行PPT的制作，并将制作过程中遇到的问题及解决办法、学习体会及收获记录在表5-14（详见教材）中。

4．考核评价

（1）各组派代表展示任务实施成果，指导教师从主题、内容、制作、解说等方面为各组的PPT打分，评出前三名。

（2）各组成员配合指导教师完成考核评价表，如表5-15（详见教材）所示。任务工单——掌握城市轨道交通联锁与闭塞的相关知识了解列车自动控制系统5.4任务引入

随着城镇化建设步伐的加快，城市轨道交通迎来了新一轮建设高潮，城市轨道交通在现代城市公共交通中的地位日益显著。城市轨道交通系统作为大容量的公共交通工具，其安全性直接关系到广大乘客的生命安全，而列车自动控制系统就是确保行车安全和高效运营的核心技术和关键装备。

阅读上述内容后请思考：列车自动控制系统的组成是什么？它有哪些与行车相关的功能？学习清单学习任务□列车自动控制系统的组成□列车自动保护系统的组成与功能□列车自动驾驶系统的组成与功能□列车自动监控系统的组成与功能自我勉励

请你每掌握一项学习任务，便在相应的方框中画“√”。1．任务描述

通过总结相关内容，了解列车自动控制系统的相关知识。

（1）学习城市轨道交通列车自动控制系统的相关知识。

（2）将学习的内容总结成PPT在班上演示。任务工单——了解列车自动控制系统（2）在进行具体工作前，需要掌握列车自动控制系统的相关知识。请各组组长组织组员学习相关资料，回答下列引导问题。

引导问题1：列车自动控制系统是什么？

引导问题2：列车自动保护系统有哪些功能？

引导问题3：列车自动监控系统由哪几部分组成？2．任务准备

（1）以3～5人为一组，并选出组长，将小组成员的信息填入表5-18（详见教材）中。（3）每人制订一份工作计划，并在组内进行阐述。组员之间进行提问与答疑，选出最佳的工作计划，并填写在表5-19（详见教材）中。任务工单——了解列车自动控制系统5.4了解列车自动控制系统5.4.1列车自动控制系统概述城际列车自动控制系统

列车自动控制系统（以下简称ATC系统）是对列车运行全过程或一部分作业实现自动控制的系统。该系统可通过获取的地面信息和命令，控制列车运行速度，并调整与前行列车之间的安全距离，以保证列车之间按照空间间隔运行。ATC系统主要包括三个子系统，分别为列车自动保护系统（以下简称ATP系统）、列车自动驾驶系统（以下简称ATO系统）、列车自动监控系统（以下简称ATS系统）。它们之间既相互独立，又相互联系，以确保列车安全、快速、短间隔时间和有序地运行。5.4了解列车自动控制系统010203ATP系统：通过列车ATP系统和地面ATP系统间的信息传输，来实现列车间安全距离的监控、速度控制、列车的超速防护、屏蔽门（或车门）开关的监督和进路的安全监控等功能，从而防止列车碰撞与出轨，确保列车和乘客的安全。ATO系统：主要通过车载ATO系统完成站间自动运行、列车速度调节和进站定点停车，并接受OCC的运行调度命令，实现列车运行的自动调整。ATS系统：主要功能是监督列车状态、产生列车时刻表、自动调整列车运行时刻、保证列车按时刻表正点运行、生成运行报告和统计报告、向旅客导向系统提供信息等。5.4了解列车自动控制系统5.4.2ATP系统

ATP系统是保证行车安全、防止列车进入前方列车占用区间和防止超速运行的设备。

列车运行过程中，ATP系统会不断将来自联锁设备和操作层面上的信息、线路信息、前方目标点的距离和允许速度信息等，通过轨道电路传至车上，由ATP车载设备通过计算得到列车当前的允许速度，或由行车指挥中心计算出目标速度传至车上，并由ATP车载设备测得列车的实际运行速度。5.4了解列车自动控制系统01ATP系统的组成ATP系统主要由轨旁设备和车载设备两部分组成，如图所示。ATP系统1）轨旁设备

ATP系统的轨旁设备主要由ATP轨旁单元及其相关的发送/接收设备组成。作用是利用轨道电路发送数据信息到列车上。ATP系统一般是分区域进行控制的，每个区域都有轨旁单元和发送/接收设备，各区域的轨旁单元通过总线连接。5.4了解列车自动控制系统2）车载设备

ATP系统的车载设备一般由ATP车载单元、测速装置（见图1）和发送/接收装置（包括ATP天线，见图2）组成。车载设备能根据地面设备提供的信号动态信息、线路静态参数、临时限速信息等，生成控制速度和目标距离的模式曲线，控制列车运行。5.4了解列车自动控制系统02ATP系统的组成列车定位确定列车在路网中的地理位置。测量速度和距离确定列车的速度和位置监督功能对列车安全的各个方面进行监督。超速防护严密监视列车运行速度，一旦超过允许速度，先提出警告，然后启动紧急制动，并进行记录。停车点保护通常在停车点的前方设置一段防护段，保证列车停在危险点前方。控制列车间隔在保证行车安全的情况下，使两列车的行车间隔最短，以提高运行效率。车门、屏蔽门控制只有列车停在规定的停车点，车门与屏蔽门才能打开。5.4了解列车自动控制系统5.4.3ATO系统

ATO系统可代替驾驶员操作列车驱动、制动设备，实现列车的自动启动、加速、匀速、制动等驾驶功能，以及为列车提供精确的位置信息。1．ATO系统的组成

ATO系统主要包括地面设备和车载设备两部分。地面设备包括设在每个车站设备室内的停车模块或ATO通信器，每个站台设置的地面标志线圈或环路，以及联锁系统的接口设备等。车载设备包括列车驾驶室内由微型计算机构成的ATO控制器、车底部的标志线圈及对位天线（包括接收和发送天线）。自动控制车门开闭：列车进站后，ATP系统会监督开门条件，当ATP系统给出开门命令时，ATO系统会自动打开车门。无人自动折返：一种特殊情况下的驾驶模式。列车无须驾驶员控制，而且列车上的全部控制台将被锁闭。自动驾驶：列车运行速度自动调整、停车点目标制动、车站自动发车、区间内临时停车、区间限速等。1235.4了解列车自动控制系统2.ATO系统的功能系统的功能包括自动驾驶、无人自动折返、自动控制车门开闭，这三个功能相互之间独立运行。5.4了解列车自动控制系统5.4.4ATS系统ATS系统可通过计算机网络，与ATP系统、ATO系统共同完成对列车运行状态的自动监控和管理。01ATS系统的组成

ATS系统由OCC的ATS设备和车站ATS设备组成。OCC的ATS设备主要包括调度工作站、培训工作站、维护工作站、列车运行计划工作站、系统服务器、数据库服务器、网络通信设备及电源设备等。车站ATS设备主要包括工作站、打印机、网络接口和不间断电源等。5.4了解列车自动控制系统02ATS系统的功能

ATS系统的功能有列车监视和追踪、时刻表处理、自动排列进路，以及事件记录、报告和报表的生成与打印等。

ATS系统可对所有在线运行的列车进行实时监控和追踪，自动记录列车的运行过程，自动识别列车车次，以及自动生成、显示、修改和优化列车运行图。c5.4了解列车自动控制系统ATS系统可对进路、信号机和道岔实行集中控制，保证列车的运行安全。

ATS系统可提供时刻表编制数据库，存储适合不同情况的多套时刻表，并随时对时刻表的状态进行比较和调整。cATS系统能记录大量与运行相关的数据，并能根据要求提供各种统计功能，生成、打印各种统计报告和报表。5.4了解列车自动控制系统

基于通信的列车自动控制系统（以下简称CBTC系统）是指通过高精度的列车定位，以及双向连续、大容量的车—地数据通信等，实现连续、自动的列车控制。由于CBTC系统能适应不同车型、不同车速、不同运量、不同牵引方式的列车，且大幅提高了列车区间通过能力，因此这种动态信号系统已成为城市轨道交通领域的核心技术之一。CBTC系统主要由数据通信网、车载设备、区域控制器和控制中心等组成。CBTC系统具有以下优点。（1）能实现车—地双向、实时、高速度、大容量的信息传输，易于实现无人驾驶。（2）列车定位精度高，移动授权更新快。（3）轨旁设备简单、可靠性高，不受牵引回流干扰。（4）能缩短列车追踪间隔，提高线路通过能力。基于通信的列车自动控制系统5.4了解列车自动控制系统思政长廊——互联互通CBTC系统技术为城市轨道交通创新发展注入新动能

“3号线地铁到五四广场站后，不用下车就完成了2号线地铁的换乘，极大节省了换乘时间。”山东鲁信投资控股集团有限公司的王奎旗深有体会地说：“地铁到站后，乘客自己走到另一条线路上完成换乘的情况在青岛地铁悄然发生改变。”王奎旗说的这一改变，得益于在国家部委科技项目支持下，由青岛地铁牵头组织、交控科技股份有限公司研发的具有自主知识产权的互联互通CBTC系统技术，它让列车共线和跨线运营成为现实。互联互通CBTC系统技术解决了城市轨道交通系统设备互不兼容、设备利用率低、建设和运维成本高、运营不互通等世界性难题，走出了一条城市轨道交通行业资源共享、网络化运营的中国自主创新、集约高效的发展道路。思政长廊——互联互通CBTC系统技术为城市轨道交通创新发展注入新动能

截至2021年3月，青岛地铁13号线互联互通CBTC系统技术已经应用，并安全、稳定、可靠运行了867万千米，还同步应用于青岛地铁8号线，为打造创新型轨道交通产业链及“走出去”战略奠定了技术基础。随着青岛地铁建设速度的加快，互联互通的共线和跨线运营将成为可能，人们出行将更加便捷舒适。令人高兴的是，青岛地铁项目团队研制的城市轨道交通互联互通CBTC系统技术装备也在石家庄、贵阳、南宁、呼和浩特等城市广泛应用，推动了我国城市轨道交通行业的科技进步，提高了互联互通技术装备水平，取得了显著的经济效益和社会效益。5.4了解列车自动控制系统3．任务实施

按照本组选出的最佳工作计划进行PPT的制作，并将制作过程中遇到的问题及解决办法、学习体会及收获记录在表5-20（详见教材）中。任务工单——了解列车自动控制系统

4．考核评价

（1）各组派代表展示任务实施成果，指导教师从主题、内容、制作、解说等方面为各组的PPT打分，评出前三名。

（2）各组成员配合指导教师完成考核评价表，如表5-21（详见教材）所示。课堂练习1．判断题（1）专用电话主要包括调度电话、站间行车电话和区间电话。（）（2）闭路电视监控系统采用三级控制方式。（）（3）城市轨道交通信号的基本色为红色、黄色、绿色，辅助色为蓝色、橙色。（）（4））列车或机车车辆在运营线路范围内运行的路径称为进路。（）课堂练习2．填空题（1）城市轨道交通电话系统可分为和

两个子系统。（2）轨道电路由、、、等组成。

（3）ATC是指，ATP是指，ATO是指，ATS是指。______________________________________________________________________________________________________________课堂小结认识城市轨道交通通信系统传输系统/电话系统/无线通信系统时钟系统/乘客信息系统广播系统/闭路电视监控系统01020403认识城市轨道交通信号基础设备继电器/信号机/转辙机轨道电路/计轴器掌握城市轨道交通联锁与闭塞联锁及联锁设备/闭塞了解列车自动控制系统列车自动控制系统概述/ATP系统ATO系统、ATS系统（1）简述转辙机的分类。（2）简述闭塞的制式。（3）简述ATO系统的组成。布置作业0102030405新建班级新建作业成绩统计布置作业学生扫码做小提示：生成的班级二维码，放在下一页ppt中即可。放入二维码后，记得取消“隐藏幻灯片”哦~扫码布置本课作业↑↑↑扫码布置作业WENJINGKETANG扫码填写问卷定制更实用的教学资源对课件有修改、优化建议平台使用遇到问题想免费使用平台、免费建课扫码加小旌好友为您提供专属服务哦ThankYou谢谢观看城市轨道交通概述主讲教师：项目6城市轨道交通供电系统与电力监控系统城市轨道交通供电系统和电力监控系统是城市轨道交通系统重要的组成部分。其中，供电系统不仅为城市轨道交通列车提供牵引用电，还为运营服务的其他设备提供电能；电力监控系统是确保城市轨道交通供电系统安全、可靠、经济运行的有力保障。项目导入技能目标能判断出不同的城市轨道交通供电系统的供电方式。知识目标1.熟悉城市轨道交通供电系统的组成。2.熟悉城市轨道交通电力监控系统的作用和组成。3.了解地下迷流。思政目标1.具备爱党爱国情怀。2.具备一丝不苟、坚持不懈的工作作风。3.具备立足脚下、举一反三的能力。学习目标项目六导航|CONTENTS11认识城市轨道交通供电系统2熟悉城市轨道交通电力监控系统认识城市轨道交通供电系统6.1任务引入

电力调度员是城市轨道交通供电系统的操纵者，他们负责为列车运行和车站运营服务提供不间断的电能，以保障供电系统安全、可靠地运行，守护城市轨道交通能源生命线。请你思考：城市轨道交通供电系统包含哪些部分？学习清单学习任务□高压供电系统的组成及供电方式□牵引供电系统的组成及供电方式□动力照明供电系统的组成自我勉励

请你每掌握一项学习任务，便在相应的方框中画“√”。1．任务描述

通过学习城市轨道交通供电系统的相关知识，掌握城市轨道交通供电系统的组成及其供电方式。（1）各组分别学习城市轨道交通供电系统的相关内容。（2）以小组为单位对上述城市轨道交通供电系统的组成及供电方式进行总结，并制作成PPT在班内演示。任务工单——认识城市轨道交通供电系统任务工单——认识城市轨道交通供电系统（2）在进行具体工作前，需要掌握城市轨道交通供电系统的相关知识。请各组组长组织组员学习相关资料，回答下列引导问题。

引导问题1：城市轨道交通供电系统主要包括哪几部分？

引导问题2：高压供电系统的供电方式是什么？

引导问题3：城市轨道交通牵引变电所的供电方式是什么？引导问题4：接触网的种类有哪些？引导问题5：动力照明供电系统的组成是什么？2．任务准备

（1）以3～5人为一组，并选出组长，将小组成员的信息填入表6-2（详见教材）中。

（3）每人制订一份工作计划，并在组内进行阐述。组员之间进行提问与答疑，选出最佳的工作计划，并填写在表6-3（详见教材）中。6.1认识城市轨道交通供电系统

城市轨道交通供电系统是指经过高压输电网传输、变电所降压、整流等环节，向城市轨道交通系统输送电能的系统。从具体组成来看，城市轨道交通供电系统一般包含高压供电系统、牵引供电系统和动力照明供电系统。6.1.1高压供电系统01高压供电系统的组成1）发电厂

发电厂是将其他形式的能源转换为电能的工厂。根据能源的不同，常见的发电厂有靠火力发电的火电厂、靠水力发电的水电厂、靠太阳能发电的光伏厂，以及靠核燃料发电的核电厂。6.1认识城市轨道交通供电系统2）传输线路

传输线路的作用是将发电厂的电能传输到其他位置。通过传输线路，相距较远的发电厂与用电单位可以互相连接，这使得电能的开发和使用不受地域的限制。传输线路的特点是电压较高、线路较长。3）区域变电所

对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。发电厂输出的电能，如果直接远距离输送，线路电流会很大，这使得传输线路上的电能损耗大、不经济。为了减少传输线路上的电能损耗，可先通过区域变电所将电压升高，以减小线路电流。当电能到达用户附近后，为了满足用户安全用电的需求，再通过区域变电所将电压降低，并分配给用户。6.1认识城市轨道交通供电系统02高压供电系统的供电方式集中式供电是指城市电网直接向城市轨道交通专用的主变电所供电，主变电所再向牵引变电所和降压变电所供电的方式。分散式供电是指由城市轨道交通沿线的城市电网直接向附近牵引变电所和降压变电所供电的方式。混合式供电是集中式和分散式两种供电方式的结合。混合式供电能节约城市电网的资源，但是可靠性不足。6.1认识城市轨道交通供电系统6.1.2牵引供电系统01牵引供电系统的组成在轨道中就一定会触电吗？

牵引供电系统主要由牵引变电所和牵引网两大部分组成。它的主要功能是将高压交流电经降压整流变成直流1500V或直流750V的电，并为列车牵引供电。6.1认识城市轨道交通供电系统

如图所示为采用架空式接触网的牵引供电系统示意图。区域变电所将供电部门送来的三相高压交流电降压为所需电压等级（如35kV），通过三相线路送到牵引变电所，再降压并整流为适用于列车的1500V或750V直流电，通过列车的受流装置与接触网或接触轨滑动接触，将直流电引入列车，工作后的电流会经车体、轮对、轨道，再经由回流线流回到牵引变电所。1—牵引变电所；2—馈电线；3—接触网；4—列车；5—钢轨；6—回流线；7—电分段。图

采用架空式接触网的牵引供电系统示意图6.1认识城市轨道交通供电系统牵引变电所的任务是将由区域变电所（或主变电所）获取的高压电，经降压与整流后变换为可供列车牵引用的直流电（1500V或750V），并以直流电的形式将电能经馈电线送至接触网。牵引变电所应沿线路布置，每一个牵引变电所都有一定供电范围。牵引变电所一般应设置在车站和车辆段附近，相邻两所之间距离在2～4km。

牵引变电所的容量与设置距离可通过牵引供电计算的结果，并经过经济技术分析比较后确定。小

贴

士6.1认识城市轨道交通供电系统轨道：列车行走时，可利用其作为牵引电流回流的电路。回流线：指用以供牵引电流返回牵引变电所的导线。电分段：指将接触网从电气连接上相互分开的装置。为便于检修和缩小事故范围，一般会将接触网分成若干段。馈电线：指从牵引变电所向接触网输送电能的导线。接触网：指经过列车的受电器向列车供电的导电网，它在工作过程中没有备用线路，经常暴露于自然环境中，且结构复杂、对技术要求高。123456.1认识城市轨道交通供电系统小

贴

士在采用跨坐式单轨列车时，需沿线路专门铺设单独的回流线。接触网一般可分为架空式接触网和接触轨式接触网。

架空式接触网：架设在走行轨道上部的接触网，列车（车辆）可通过其顶部伸出的受电弓与之接触获得电能。架空式接触网具有敷设难度大、维护成本高、安全系数高和技术含量高的特点。通常，架空式接触网按悬挂方式可分为柔性悬挂接触网和刚性悬挂接触网。6.1认识城市轨道交通供电系统柔性悬挂接触网主要由支柱基础、定位装置、支持装置、接触悬挂等组成。刚性悬挂接触网指在固定的导电体受流过程中在受电弓或接触靴的作用下基本不变形的接触网。6.1认识城市轨道交通供电系统接触轨式接触网:接触轨是沿着走行轨道一侧平行铺设的附加第三轨，所以接触轨式接触网又被称为第三轨式接触网，其外形如图所示。列车运行时会从侧边伸出接触靴，从接触轨中获取电能。采用接触轨式接触网的优点是列车的接触靴与第三轨的接触面较大且对其磨损极小，故维护简单。6.1认识城市轨道交通供电系统接触轨式接触网根据接触靴的接触方式可分为上磨式、下磨式和侧磨式三种。

接触轨装在专用绝缘子上，底朝下，如图1所示。上磨式接触轨固定方便，但不易加防护罩。

接触轨底朝上，紧固在绝缘子上，并且由固定在轨枕上的弓形肩架予以支持，如图2所示。

工作原理与上磨式相似，为高导电率钢制成的特殊断面的钢轨，如图3所示。上磨式接触轨下磨式接触轨侧磨式接触轨图1图2图36.1认识城市轨道交通供电系统小

贴

士

在城市轨道交通车站，接触轨总是设在远离站台轨道的一边，以免乘客摔落在轨道上触电。在线路露天地段，沿线要用木板保护起来，以免散落物引起电路故障。6.1认识城市轨道交通供电系统02牵引供电系统的供电方式

牵引供电系统的供电方式主要按牵引变电所的分布情况、供电臂的长短、线路的供电可靠性而定。通常，牵引供电系统的供电方式根据供电分区的状态可分为单边供电和双边供电。单边供电分区亭开关开启，每个供电分区的接触网只从相邻一端的牵引变电所获取电流。双边供电分区亭开关闭合，每个供电分区的接触网可同时从相邻的两个牵引变电所获取电流。6.1认识城市轨道交通供电系统小

贴

士

单边供电时，接触网若发生故障只会影响本供电分区，故障范围较小；双边供电时，虽然可提高供电电压水平，但一旦发生故障，影响范围较大，因此目前较少应用。

越区供电也是牵引供电系统的一种供电方式。当某个牵引变电所发生故障或停电检修时，该牵引变电所承担的供电任务会由两侧相邻的牵引变电所负责。越区供电只是在不得已的情况下短时采用的一种运行方式。6.1认识城市轨道交通供电系统6.1.3动力照明供电系统

动力照明供电系统为车站空调、自动扶梯和通信、信号等设备供电，该系统主要由降压变电所和动力照明配电系统组成。01降压变电所

降压变电所只需要向区间和车站的动力照明系统供电。通常，每个车站应设降压变电所，有时负荷较小的车站可以几个站合设一个。降压变电所可分为车站降压变电所、车辆段和停车场降压变电所、OCC降压变电所。6.1认识城市轨道交通供电系统02动力照明配电系统01照明配电室

主要负责为车站的照明设备供电，以保证照明设备的正常运行。通常，一个普通车站会配备4个照明配电室，分别负责站台、站厅一半的照明负荷，它们通常分布在站台和站厅的两端。当交流电源不工作时，事故照明自动切换为蓄电池供电，用直流电确保事故期间的必要照明。02环控控电室。主要负责隧道通风系统、空调大系统、空调小系统、空调水系统等设备的供电。通常，一个普通车站会配备2个环控控电室，分别安装在站厅两端的环控机房附近，各负责车站一半的环控负荷。6.1认识城市轨道交通供电系统（1）车站照明系统

控制范围大致包括：站台层、站厅层公共区的一般照明、节电照明、事故照明、广告照明，以及设备用房和运营管理用房的一般照明、事故照明；出入口的疏散诱导指示照明、一般照明与事故照明；电缆廊道的一般照明及区间隧道的一般照明、事故照明。（2）车站低压配电系统

控制范围大致包括：环境控制、排水、消防、电梯、自动扶梯、自动售检票及通信、信号等系统动力设备的供电。6.1认识城市轨道交通供电系统知

识

拓

展根据用电设备的用途和重要性，车站的用电负荷可分为以下三个等级。在事故或供电不足的情况下，可按照重要性来保证必要的负荷。（1）一级负荷：包括通信系统、信号系统、火灾报警系统、气体灭火系统、环境与设备监控系统、屏蔽门系统、消防泵、废水泵、雨水泵、防淹门、车站控制室、事故风机及其风阀等。（2）二级负荷：包括非事故风机及其风阀、污水泵、集水泵、自动扶梯、工作人员电梯、轮椅升降机、自动售检票设备、民用通信电源及维修电源等。（3）三级负荷：包括冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机、电开水器等。3．任务实施

按照本组选出的最佳工作计划进行PPT的制作，并将制作过程中遇到的问题及解决办法、学习体会及收获记录在表6-4（详见教材）中。

4．考核评价

（1）各组派代表展示任务实施成果，指导教师从主题、内容、制作、解说等方面为各组的PPT打分，评出前三名。

（2）各组成员配合指导教师完成考核评价表，如表6-5（详见教材）所示。任务工单——认识城市轨道交通供电系统熟悉城市轨道交通电力监控系统6.2任务引入

某城市地铁2号线西延伸工程变电所综合自动化系统要进行设计改造，具体要求如下。（1）各变电所能实现对所内设备的控制、监视、联动、联锁、锁闭功能，以及对电流、电压、功率、电度和其他各种信息量的自动采集功能。（2）各变电所能动态显示变电所主接线画面和接入综合自动化系统的微机测控、保护单元、信息采集单元等装置的通信工况。（3）各变电所可采用窗口模式显示所内事故、报警信息，以及事故、报警发生的时间、位置。（4）各变电所能展示主要参数的趋势图，以及主要参数的日报、月报、季报、年报等。

请你思考：为了满足上述功能，电力监控系统需要由哪些部分组成？学习清单学习任务□电力监控系统的作用□电力监控系统的优点□电力监控系统的组成□地下迷流的影响□地下迷流的防护自我勉励

请你每掌握一项学习任务，便在相应的方框中画“√”。

通过学习相关知识并参加知识竞赛，掌握城市轨道交通电力监控系统的作用、优点、组成等。

（1）以小组为单位学习城市轨道交通电力监控系统的相关知识。

（2）以小组为单位参加指导教师组织的关于城市轨道交通电力监控系统的知识竞赛。竞赛过程中，各小组随机抢答，答对得分，答错不扣分，并由其他小组继续抢答。任务工单——熟悉城市轨道交通电力监控系统1．任务描述（2）在进行具体工作前，需要掌握城市轨道交通电力监控系统的相关知识。请各组组长组织组员学习相关资料，回答下列引导问题。

引导问题1：电力监控系统的作用有哪些？

引导问题2：电力监控系统的优点是什么？

引导问题3：电力监控系统由哪几部分组成？引导问题4：如何防护地下迷流？2．任务准备

（1）以3～5人为一组，并选出组长，将小组成员的信息填入表6-7（详见教材）中。

（3）每人制订一份工作计划，并在组内进行阐述。组员之间进行提问与答疑，选出最佳的工作计划，并填写在表6-8（详见教材）中。任务工单——熟悉城市轨道交通电力监控系统6.2熟悉城市轨道交通电力监控系统6.2.1电力监控系统概述

主要用来对城市轨道交通全线各类变电站、接触网等电力设备的运行情况进行远程实时监视、控制和信息采集，同时处理供电系统的各种异常事件及报警事件，保障供电系统的正常运行。除此之外，它还可以实现对供电系统进行数据归档和统计报表的功能，以便更好地管理供电系统。如图所示为OCC的电力调度监控大屏幕。6.2熟悉城市轨道交通电力监控系统01SCADA系统的作用主要作用是利用遥控、遥信、遥测、摇调等功能监控供电系统设备的运行情况。1）遥

控强大的SCADA

遥控是指调度员从OCC发出命令以实现远方操作和切换，其控制内容包括以下几点：（1）主变电所、开闭所、降压变电所、牵引变电所内10kV及以上电压等级的断路器、负荷开关及系统用电动隔离开关。（2）牵引变电所的直流快速断路器、直流电源总隔离开关，降压变电所的低压进线断路器、低压母联断路器、三级负荷低压总开关。（3）接触网电源隔离开关。（4）有载调压变压器的调压开关。6.2熟悉城市轨道交通电力监控系统2）遥

信遥信是指将被控站设备的状态传输给OCC，其内容包括以下几点:（1）遥信对象的位置信号。（2）高中压断路器、直流快速断路器的各种故障跳闸信号。（3）变压器、整流器的故障信号。（4）交直流电源系统故障信号。（5）降压变电所低压进线断路器、母联断路器的故障跳闸信号。（6）钢轨电位限制装置的动作信号。（7）预告信号。（8）断路器手车位置信号。（9）无人值班变电所的大门开启信号。6.2熟悉城市轨道交通电力监控系统3）遥

测

遥测是指将被控站的运行参数（如功率、电压、电流、电度和温度等）传输给OCC。4）遥

调

遥调是指OCC直接对被控站某些设备工作状态和参数的调控，如调节变电所的母线电压值。6.2熟悉城市轨道交通电力监控系统02SCADA系统的优点

（1）SCADA系统可提高供电系统运行的安全可靠和经济性。正常情况下，SCADA系统可为供电系统提供合理的运行方式；事故情况下，SCADA系统可及时显示和记录事故发生的时间和内容，这有利于加快事故处理。

（2）SCADA系统有利于使变电所实现无人化值班，这可以节省变电所基建和运行费用。01电力调度中心主站系统

电力调度中心主站系统作为全线电力监控系统的中心，是个十分复杂的分布式软件系统。它除了要满足安全、可靠的运行外，还需根据城市轨道交通建设的特点，充分考虑未来的扩展问题。它可将全线各变电所的自动化信息实时汇集，支持对各电力操作站的监管功能，并具有历史数据的处理与存储功能。6.2熟悉城市轨道交通电力监控系统6.2.2SCADA系统的组成02变电所综合自动化系统变电所综合自动化系统不仅能满足传统的通信功能，还能实现对变电所各种设备的监控功能，包括各个设备的电流、电压、功率、电度等信息的采集，以及电气设备的控制、监视、联动、联锁、锁闭功能等。6.2熟悉城市轨道交通电力监控系统03通信信道供电复示系统04

一般由城市轨道交通通信系统统一组建，SCADA系统向通信系统提出通道要求。当通信系统难以为SCADA系统提供通信通道时，SCADA系统需要建设独立的通信信道。

供电复示系统通过电力调度中心主站系统采集全线供电系统的各类信息，用于供电系统维护人员监视、统计各类设备的运行数据。6.2熟悉城市轨道交通电力监控系统6.2.3地下迷流1．地下迷流的概念

在理想状况下，直流牵引供电系统中，牵引电流全部由牵引变电所的正极出发，经由接触网、列车和回流线返回牵引变电所的负极。实际上，由于钢轨与隧道或道床等结构钢之间不能完全绝缘，所以会导致少量的牵引电流不能流回牵引变电所，而泄漏到隧道或道床等结构钢上，最后迷失在大地中，形成杂散电流。这部分泄漏到隧道或道床等结构钢上的电流便是地下迷流。6.2熟悉城市轨道交通电力监控系统2．地下迷流的影响

城市轨道交通系统中的地下迷流是一种有害的电流，会对城市轨道交通系统中的电气设备设施的正常运行造成不同程度的影响，也会对隧道、道床的结构钢和附近的金属管线造成危害。

（1）若地下迷流流入电气接地装置，将引起过高的接地电位，使某些设备无法正常工作。

（2）若钢轨局部或整体对地的绝缘变差，则会导致地下迷流增大，这时有可能引起牵引变电所的框架保护动作。

（3）地下迷流的存在可对其周围的埋地金属管道、通讯电缆外皮，以及车站和区间隧道主体结构中的钢筋产生电化学腐蚀，这种电化学腐蚀不但能缩短金属管线的使用寿命，而且还会降低钢筋混凝土主体结构的强度和耐久性，甚至酿成灾难性事故。6.2熟悉城市轨道交通电力监控系统3．地下迷流的防护（1）选择比较高的牵引供电额定电压。（2）采用地下迷流较少的双边供电电压。（3）尽量减小钢轨间的接触电阻，增设附加回流线。（4）提高钢轨与地面间的绝缘程度。（5）尽可能远离或避免与回流钢轨平行设置地下金属管道、电缆等，且采用适当的防腐措施。（6）定期检查轨道绝缘、钢轨接触电阻，并随时进行地下迷流的监测。6.2熟悉城市轨道交通电力监控系统思政长廊——林云志：选择了电气化局就选择了成功

林云志，中共党员，中国铁路工程总公司中铁电气化局集团有限公司城铁公司总工程师、高级工程师，于2015年被授予全国劳动模范荣誉称号。他凭借自身在电力电子技术领域深厚的研发优势和跨学科、跨系统的超强综合能力，在国内城市轨道交通建设实践中，取得了理念创新、模式创造、施工装备研发和新技术推广等方面的23项成果，解决技术难题27项，获得国家新型实用专利6项，出版学术专著3部，为国家城市轨道交通技术进步做出了贡献。

2008年，33岁的林云志做出了人生的重要选择：放弃研究机构技术总监的职位和高薪，成为集团公司引进的高端人才。之后他通过不懈的努力，迅速成长为城市轨道交通建设领域的技术领跑者，通过一次次的突破，成就了他人生的新高度。6.2熟悉城市轨道交通电力监控系统思政长廊——林云志：选择了电气化局就选择了成功在他负责的第一个项目——北京地铁15号线一期的建设中，他首次将施工和调试的内容按工序和逻辑关系建立模型组网，以动态掌握各子系统的节点信息，在国内首次创造了含车辆、信号、供电、通信等429项子系统全功能同步开通的记录，开创了中国地铁建设史上的先河。林云志一直致力于提供更高效、更节能、更安全的城市轨道交通建设解决方案。这些创新成果不仅贯穿于城市轨道交通建设全生命周期的始终，更体现了他对行业发展趋势的准确把握和技术变革的独特认知。3．任务实施

按照本组选出的最佳工作计划进行相关知识的学习，并参加指导教师组织的知识竞赛。最后将竞赛过程中答错或不会的题目及其正确答案、学习体会及收获记录在表6-9（详见教材）中。

4．考核评价

（1）指导教师根据各组的得分情况评选出前三名。

（2）各组成员配合指导教师完成考核评价表，如表6-10（详见教材）所示。任务工单——熟悉城市轨道交通电力监控系统课堂练习1．判断题（1）回流线是用以供牵引电流返回牵引变电所的导线。（）（2）馈电线是从牵引变电所向接触网输送牵引电能的导线。（）（3）双边供电时，分区亭开关开启。（）（4）SCADA系统可实现在OCC中对供电系统进行集中管理和调度，以及实时控制和数据采集。（）课堂练习2．填空题（1）动力照明供电系统为车站

、

和

信号等设备供电。（2）牵引