《城市轨道交通信号与通信系统》试卷及答案

《城市轨道交通信号与通信系统》试卷及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，多选、错选、不选均不得分）1.城市轨道交通信号系统的核心设计原则是（）A.效率优先B.故障-安全C.成本可控D.运维便捷2.下列设备中，用于检测轨道区段列车占用/空闲状态，且不受道床电阻、轨面锈蚀影响的是（）A.轨道电路B.应答器C.计轴器D.信号机3.CBTC系统中，实现列车超速防护、确保行车安全的核心子系统是（）A.ATSB.ATPC.ATOD.计算机联锁（CI）4.下列关于应答器的描述，错误的是（）A.分为有源应答器和无源应答器两类B.无源应答器需通过轨旁电缆供电C.可向列车传输线路参数、限速等信息D.可用于列车定位校准5.城市轨道交通正线信号机显示黄灯时，表示的含义是（）A.准许列车按规定速度直向通过B.准许列车按限速要求侧向通过C.不准列车越过该信号机D.准许列车倒退运行6.联锁系统的核心作用是（）A.实现列车自动驾驶B.监控列车运行位置C.确保进路、信号机、道岔三者间的制约关系D.生成列车运行计划7.当前我国城市轨道交通CBTC系统主流采用的车地无线通信技术是（）A.2.4GWLANB.LTE-MC.5GNRD.GSM-R8.下列闭塞方式中，制动起点和终点均随列车实时移动、线路利用率最高的是（）A.固定闭塞B.准移动闭塞C.移动闭塞D.半自动闭塞9.城市轨道交通通信系统中，承载所有通信业务、构成通信网骨干的是（）A.公务电话系统B.传输系统C.调度电话系统D.乘客信息系统10.乘客信息系统的英文缩写是（）A.PISB.ATSC.CCTVD.PA11.ATP系统的测速测距功能通常不依赖下列哪种设备？（）A.速度传感器B.加速度计C.应答器D.广播系统12.下列关于轨道电路的说法，正确的是（）A.只能检测列车占用，不能传输信息B.轨道电路分路不良时会误判为区段空闲C.道床电阻越大，轨道电路工作越不稳定D.音频轨道电路不能实现车地信息传输13.城市轨道交通安全相关信号设备需满足的最高安全完整性等级为（）A.SIL1B.SIL2C.SIL3D.SIL414.ATO系统的核心功能是（）A.列车超速防护B.列车自动驾驶调速与定点停车C.列车运行调度D.道岔自动控制15.下列设备中，属于轨旁信号设备的是（）A.车载ATP主机B.ATS调度终端C.道岔转辙机D.公务电话机16.城市轨道交通调度电话系统属于（）A.专用通信系统B.公用通信系统C.民用通信系统D.备用通信系统17.移动闭塞模式下，后行列车的制动终点通常位于前行列车尾部后方的（）A.固定闭塞分区边界B.安全距离处C.任意位置D.进站信号机处18.下列关于ATS系统的描述，错误的是（）A.可实时监控全线列车运行状态B.可自动调整列车运行间隔C.具备列车超速防护功能D.可生成列车运行时刻表19.城市轨道交通中，用于站车语音播报、向乘客传递运营信息的系统是（）A.PA系统B.PIS系统C.CCTV系统D.公务电话系统20.联锁系统中，进路解锁的前提条件不包括（）A.列车完整出清进路B.信号机已关闭C.道岔已锁闭D.无冲突进路占用二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有2个及以上正确答案，多选、少选、错选、不选均不得分）1.城市轨道交通信号系统的列车自动控制（ATC）子系统通常包含（）A.列车自动防护（ATP）B.列车自动驾驶（ATO）C.列车自动监控（ATS）D.计算机联锁（CI）E.乘客信息系统（PIS）2.下列关于故障-安全原则的描述，正确的有（）A.设备发生故障时，自动导向安全侧B.信号机红灯灯丝断丝时，自动禁止列车越过该信号机C.轨道电路故障时，默认该区段为空闲状态D.道岔表示电路故障时，视为道岔位置不确定，禁止排列进路E.是信号系统的核心设计原则3.CBTC系统的主要技术优势包括（）A.缩短行车间隔，提高线路运输能力B.减少轨旁设备，降低运维成本C.实现移动闭塞，提升线路利用率D.无需配置后备信号系统E.支持全自动运行等功能扩展4.下列属于ATP系统核心功能的有（）A.列车超速防护B.列车退行防护C.车门安全监控D.列车自动驾驶调速E.进路自动排列5.下列信号设备中，可用于列车定位的有（）A.应答器B.轨道电路C.计轴器D.车载速度传感器E.道岔转辙机6.城市轨道交通正线常用的闭塞方式有（）A.固定闭塞B.准移动闭塞C.移动闭塞D.半自动闭塞E.人工闭塞7.下列关于ATO系统的说法，正确的有（）A.需在ATP系统的安全防护下运行B.可实现列车的自动调速与定点停车C.安全完整性等级需达到SIL4D.可实现列车自动开关车门E.故障时直接触发线路紧急停电8.城市轨道交通骨干传输网常用的技术制式有（）A.MSTPB.OTNC.PTND.LTE-ME.蓝牙9.计算机联锁系统的基本功能包括（）A.进路办理与解锁B.道岔控制与表示C.信号机控制与表示D.列车运行时刻表编制E.列车超速防护10.下列属于CBTC系统降级运行模式的有（）A.连续式CBTC模式B.点式ATP模式C.限制人工驾驶模式（RM）D.非限制人工驾驶模式（URM）E.自动折返模式三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.城市轨道交通信号系统中，红灯为禁止信号，绿灯和黄灯为允许信号。（）2.计轴器不仅可以检测轨道区段的占用/空闲状态，还可以向列车传输线路限速、坡度等参数信息。（）3.CBTC系统中，车地通信中断后，车载ATP系统会触发紧急制动，确保列车在安全范围内停车。（）4.乘客信息系统（PIS）仅用于向乘客播放商业广告，与运营调度工作无关联。（）5.联锁系统中，只要道岔位置正确，即可办理进路并开放对应信号机。（）6.ATO系统可以独立实现列车安全防护功能，无需依赖ATP系统的监控。（）7.移动闭塞系统中，闭塞分区的长度随列车运行状态动态调整，无固定物理边界。（）8.城市轨道交通调度电话系统具备优先通话、强插、强拆功能，保障调度指令优先传达。（）9.轨道电路分路不良故障会导致系统误判列车占用区段，降低线路运行效率。（）10.CBTC系统通常配置点式ATP或联锁级后备模式，以应对车地通信故障等异常场景。（）四、简答题（每题8分，共32分）1.简述城市轨道交通信号系统的核心组成及各子系统的主要功能。2.简述基于通信的列车控制系统（CBTC）的基本工作原理及主要技术优势。3.简述城市轨道交通专用通信系统的主要子系统及各自核心功能。4.简述“故障-安全”原则的核心内涵，并列举信号系统中3种典型的故障-安全设计体现。五、案例分析题（每题9分，共18分）1.某城市地铁2号线采用全功能CBTC系统，设计最高运行速度80km/h，早高峰行车间隔2分钟。某日早高峰7:45，下行线K3+200至K4+800区间的LTE-M基站突发故障，导致该区间内3列列车的车地连续通信中断。请结合信号系统相关知识，回答下列问题：（1）该故障发生后，CBTC系统会触发哪些安全防护机制？（4分）（2）运营调度部门应采取哪些应急处置流程以降低对运营的影响？（5分）2.某地铁车站为地下岛式车站，早高峰期间一名乘客因随身物品掉落轨道，擅自按压站台紧急停车按钮（ESB），导致正在进站的102次列车紧急制动，停在距站台端头约5米的位置，未造成人员伤亡。请结合信号系统知识，回答下列问题：（1）站台紧急停车按钮的触发逻辑及与联锁系统的关系是什么？（4分）（2）事件发生后，运营人员应采取哪些处置流程恢复正常运营？（5分）参考答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.B2.C3.B4.B5.B6.C7.B8.C9.B10.A11.D12.B13.D14.B15.C16.A17.B18.C19.A20.C二、多项选择题（每题2分，共20分）1.ABC2.ABDE3.ABCE4.ABC5.ABCD6.ABC7.ABD8.ABC9.ABC10.BCD三、判断题（每题1分，共10分）1.√2.×3.√4.×5.×6.×7.√8.√9.×10.√四、简答题（每题8分，共32分）1.参考答案：城市轨道交通信号系统核心由计算机联锁（CI）、列车自动防护（ATP）、列车自动驾驶（ATO）、列车自动监控（ATS）四大子系统及轨旁基础设备组成，各部分功能如下：（1）计算机联锁（CI）子系统（1.5分）：是信号系统的基础安全单元，实现道岔、信号机、进路三者间的联锁制约关系，负责进路的办理、锁闭、解锁，确保行车路径无冲突，满足SIL4安全等级。（2）列车自动防护（ATP）子系统（2分）：是系统的安全核心，负责列车超速防护、退行防护、车门安全监控、测速测距、安全间隔控制等功能，故障时自动导向安全侧，满足SIL4等级，防范列车冲突、脱轨等安全事故。（3）列车自动驾驶（ATO）子系统（1.5分）：在ATP安全防护下运行，实现列车自动调速、定点停车、自动开关车门、自动折返等功能，提升运行效率与乘坐舒适度，通常为SIL2等级。（4）列车自动监控（ATS）子系统（2分）：是系统的调度监控核心，负责全线列车运行状态实时监控、运行时刻表生成与调整、进路自动排列、运营数据统计分析等，辅助调度人员开展运营组织，通常为SIL2等级。（5）轨旁基础设备（1分）：包括轨道电路、计轴器、应答器、信号机、转辙机等，为系统提供列车检测、定位、线路信息传输、道岔控制等基础支撑。2.参考答案：（1）基本工作原理（4分）：CBTC系统通过车地双向无线通信实现列车与地面设备的实时信息交互：①车载ATP/ATO设备实时采集列车速度、位置等状态信息，通过车地无线通信网络上传至地面设备与ATS系统；②地面ATP设备结合全线列车位置、线路参数、进路状态，实时计算每列车的移动授权（MA），明确列车可安全行驶的最大范围；③移动授权通过车地无线网络下发至车载ATP，车载ATP根据移动授权计算列车最大允许速度，对列车运行进行超速防护；④ATO在ATP防护下，根据目标速度曲线和停车点自动控制列车牵引、制动，实现移动闭塞下的高效运行。（2）主要技术优势（4分，答出4点即可）：①运输能力强：采用移动闭塞技术，行车间隔可缩短至90秒以内，大幅提升线路运输能力；②运维成本低：减少轨旁轨道电路、信号机等设备数量，降低日常维护工作量与成本；③运行效率高：支持列车运行自动调整，减少人为操作失误，提升列车准点率；④扩展性强：可适配全自动运行（FAO）、线路互联互通等功能扩展，满足不同运营需求；⑤安全可靠：采用SIL4级安全设计，故障导向安全，多重冗余机制提升系统可靠性。3.参考答案：专用通信系统是直接服务于轨道交通运营组织、应急指挥、维修管理的通信系统，核心子系统及功能如下（每点2分，答出4点即得满分）：（1）调度电话系统：是运营调度的核心通信工具，为行车、电力、环控、维修等调度岗位提供专用通话通道，具备优先通话、强插、强拆、组呼等功能，保障调度指令快速传达。（2）无线集群通信系统：为司机、站务、维修人员等移动岗位提供无线通信服务，支持组呼、个呼、紧急呼叫等功能，是车地人员业务沟通的主要渠道。（3）闭路电视监控系统（CCTV）：为调度人员、车站工作人员提供车站、区间、列车内的实时视频监控服务，辅助运营管理、应急处置与安防监控。（4）公共广播系统（PA）：通过车站、列车扬声器向乘客播报运营信息、安全提示、应急通知等，是客流引导、应急宣传的核心工具。（5）乘客信息系统（PIS）：通过车站、列车显示屏向乘客提供列车到站时间、换乘信息、运营公告等可视化信息，提升乘客出行体验。（6）时钟系统：为全线所有机电系统提供统一标准时间信号，保障各系统时间同步，确保运营调度、数据统计的一致性。4.参考答案：（1）核心内涵（3分）：故障-安全原则是城市轨道交通信号系统的核心设计原则，指当系统设备发生故障、性能下降或出现错误状态时，系统能够自动导向安全侧，即优先避免列车冲突、脱轨、人员伤亡等安全事故，宁可暂时降低运行效率，也不能引发安全风险。（2）典型体现（每点1.7分，答出3点即得5分）：①信号机故障设计：当信号机允许信号（绿灯/黄灯）灯丝断丝或驱动电路故障时，信号机自动切换为红灯（禁止信号），禁止列车越过，避免信号显示错误引发事故。②轨道电路故障设计：当轨道电路设备故障、电源中断或传输链路中断时，系统默认对应轨道区段为“占用”状态，禁止向该区段排列进路，防止列车闯入故障区段。③ATP超速防护设计：当车载ATP检测到列车实际速度超过最大允许速度时，自动触发常用制动或紧急制动，使列车减速或停车，防止超速引发安全事故。④道岔联锁设计：当道岔位置表示电路故障、道岔未锁闭或位置与进路要求不符时，联锁系统禁止开放对应进路的信号机，防止列车进入道岔位置错误的进路引发脱轨。⑤车地通信中断防护：当CBTC系统车地无线通信中断时，车载ATP因无法获取最新移动授权，自动触发紧急制动，使列车在原授权范围内停车，防止越权运行。五、案例分析题（每题9分，共18分）1.参考答案：（1）安全防护机制（4分）：①车载ATP安全制动：处于故障区间的列车无法接收地面实时移动授权（MA），车载ATP立即触发常用制动或紧急制动，确保列车在当前授权范围内停车，防止越权运行引发追尾等事故。②ATS系统告警提示：ATS系统检测到车地通信中断故障后，在调度终端触发声光告警，标识故障基站位置、受影响列车编号与位置，提醒调度人员及时处置。③后备模式自动切换：通信中断后，联锁系统接管区间安全防护，依托轨旁计轴/轨道电路检测列车占用，以地面信号机显示为行车凭证，自动切换为点式ATP或联锁后备级控制。④邻区自动切换尝试：车载无线通信单元自动尝试连接相邻正常基站，若信号满足接入要求则自动恢复连续通信，无需人工干预即可回归正常CBTC模式。（2）应急处置流程（5分）：①故障确认与响应（1分）：行车调度员接到告警后，立即核实故障基站位置、受影响列车数量及位置，通知信号维修人员赶赴现场排查故障，同时通报值班主任启动应急响应。②运行模式调整（1.5分）：调度员将故障区间及相邻区段降级为点式ATP或联锁后备模式，通知受影响列车司机切换至限制人工驾驶（RM）模式，按地面信号机显示和调度指令行车，区间限速不超过25km/h。③客运组织疏导（1分）：通知沿线车站通过广播、PIS向乘客通报运营延误信息，在大客流车站采取限流措施，安排站务人员做好乘客引导与解释工作，避免站台客流积压。④行车组织优化（1分）：调整列车运行计划，在故障区间两端站组织小交路折返，缩小非故障区段行车间隔，尽可能保障大部分线路的运营能力；若故障短时无法恢复，调度备用车在故障区段另一端投入运营。⑤故障恢复与运营复位（0.5分）：信号维修人员排除故障后，调度员确认车地通信恢复正常、线路无安全隐患后，逐步将运行模式恢复为CBTC正常模式，调整列车运行间隔，逐步恢复常态运营。2.参考答案：（1）触发逻辑与联锁关系（4分）：①触发逻辑（2分）：站台紧急停车按钮是设置在站台两端的安全装置，采用常闭接点的故障-