2025年城市轨道交通通信与信号系统期末试卷

2025年城市轨道交通通信与信号系统期末试卷适用专业：城市轨道交通信号工程、轨道交通通信技术、城市轨道交通运营管理本科考试时长：120分钟考试形式：闭卷满分：100分一、单项选择题（共20题，每题1分，总计20分。每题只有1个正确答案，错选、不选均不得分）1.根据2024年正式实施的GB/T12758-2024《城市轨道交通信号系统通用技术条件》，GoA4级全自动运行系统的列车控制类业务端到端传输时延需不超过（）A.10msB.20msC.50msD.100ms2.城市轨道交通连续式CBTC系统中，负责实时计算列车速度防护曲线、监控列车运行速度、触发超速防护制动的核心安全子系统是（）A.列车自动监控系统（ATS）B.列车自动防护系统（ATP）C.列车自动运行系统（ATO）D.计算机联锁系统（CI）3.下列信号系统设备中，不属于室外轨旁设备的是（）A.无源应答器B.ZD6系列转辙机C.计轴磁头D.控制中心调度大屏4.新一代车车通信（T2T）列控系统中，邻列车间直接交互位置、速度信息所依托的专用通信频段是（）A.1785-1805MHz专用频段B.2.4GHz公共开放频段C.5G毫米波频段D.800MHz数字集群频段5.ZD6系列电动转辙机完成道岔转换锁闭后，用于接通表示电路、反馈道岔实际开通位置的核心部件是（）A.自动开闭器接点组B.安全接点C.移位接触器接点D.摩擦联结器6.城市轨道交通通信系统中，为全线路各专业系统提供统一时间基准、保障全路网时间一致性的核心子系统是（）A.OTN传输系统B.时钟系统C.专用无线调度系统D.公务电话系统7.下列轨道电路类型中，采用音频数字编码制式、具备较强抗直流牵引谐波干扰能力，广泛应用于国内城市轨道交通直流牵引区段的是（）A.25Hz相敏轨道电路B.50Hz交流连续式轨道电路C.FTGS型音频数字编码轨道电路D.高压不对称脉冲轨道电路8.车载ATP设备采用轮轴速度传感器+多普勒雷达融合测速方案的核心作用是修正下列哪类测速误差（）A.轮径磨损、轮对空转打滑导致的速度误差B.车地无线传输时延误差C.应答器定位偏移误差D.轨道电路分路不良误差9.根据GB/T32590-2016《城市轨道交通全自动运行系统技术规范》，GoA4级全自动运营场景中，无需现场工作人员人工介入即可自动完成的核心作业是（）A.列车重大故障救援B.列车休眠与自动唤醒C.车站大客流疏导D.线路异物侵限应急处置10.城市轨道交通乘客信息系统（PIS）支持车地4K实时视频直播业务时，车地无线通信下行单列车峰值带宽需不低于（）A.10MbpsB.50MbpsC.100MbpsD.200Mbps11.计轴系统判断轨道区段处于空闲状态的核心逻辑是（）A.区段入口计轴点记录的驶入轴数与出口计轴点记录的驶出轴数完全一致B.轨道电路接收端电压高于分路残压阈值C.轨旁应答器连续检测到列车轮对经过D.关联道岔转辙机表示接点处于锁闭位置12.城市轨道交通地面信号机显示中，指示列车禁止越过该信号机的显示是（）A.绿色稳定灯光B.黄色稳定灯光C.红色稳定灯光D.月白色稳定灯光13.5G公专融合组网在城轨应用中，需为信号安全类业务配置专属网络切片以保障低时延、高可靠要求，该类切片的技术类型是（）A.eMBB（增强移动宽带）切片B.URLLC（超高可靠低时延通信）切片C.mMTC（海量机器类通信）切片D.公众接入切片14.ATS系统中，用于根据计划运行图动态调整列车区间运行等级、停站时间，保障列车运行正点率与行车间隔均衡性的核心模块是（）A.列车自动调整（ATR）模块B.进路自动触发（ATR）模块C.设备状态监测模块D.培训仿真模块15.国内城市轨道交通传统专用无线调度系统广泛采用的数字集群通信标准是（）A.TETRA标准B.CDMA2000标准C.GSM-R标准D.WiFi6标准16.应答器系统中，无需外接电源、存储固定线路参数（如坡度、曲线半径、固定限速值），列车经过时通过电磁耦合获取能量并向车载设备传输固定报文的是（）A.有源应答器B.无源应答器C.可变应答器D.车载查询器17.按照GB/T21562《轨道交通可靠性、可用性、可维护性和安全性（RAMS）规范及示例》要求，ATP系统作为最高等级安全苛求系统，其安全完整性等级需达到SIL4级，对应每小时危险失效概率（PFH）需低于（）A.10^-4/hB.10^-6/hC.10^-8/hD.10^-2/h18.运营期间道岔区段出现红光带、行车调度员通过视频与现场人员确认区段无列车占用、道岔位置正确后，应采用的行车组织方式是（）A.维持正常CBTC模式自动行车B.办理引导总锁闭、开放引导信号接车C.直接命令列车以RM模式（限制人工驾驶）越过故障区段D.全线信号系统降级为电话闭塞19.目前国内新建城市轨道交通线路骨干传输网普遍采用的、具备硬管道隔离、低时延、高可靠特性，可同时承载安全类业务与非安全类业务的传输技术是（）A.OTN（光传送网）技术B.传统SDH技术C.EPON无源光网络技术D.无线Mesh技术20.车车通信列控系统与传统CBTC系统的核心架构差异是（）A.取消地面区域控制器（ZC）的核心间隔计算功能，由车载设备直接交互邻车位置信息、自主计算移动授权B.取消车载ATP安全防护设备C.完全取消轨旁应答器、转辙机等地面设备D.取消控制中心ATS调度系统二、多项选择题（共10题，每题2分，总计20分。每题有2-5个正确答案，多选、少选、错选均不得分）1.城市轨道交通常规CBTC信号系统的核心组成子系统包括（）A.列车自动监控系统（ATS）B.列车自动防护系统（ATP）C.列车自动运行系统（ATO）D.计算机联锁系统（CI）E.数据通信系统（DCS）2.下列关于城市轨道交通信号系统“故障-安全”原则的表述，正确的有（）A.信号设备发生故障时必须导向安全侧输出，严禁出现可能危及行车安全的危险侧输出B.硬件层面可采用双断接点设计、动态脉冲驱动、冗余校核、安全型继电器等技术实现故障-安全C.软件层面可采用编码校验、多版本程序冗余、周期自检、输出一致性校验等技术实现故障-安全D.若设备故障后恢复时间小于1s，可允许短暂导向危险侧以保障运营效率E.“故障-安全”是信号系统区别于通用工业控制系统的核心技术特征3.5G技术在城市轨道交通场景中的典型应用包括（）A.承载列车控制类URLLC业务，满足低时延、高可靠传输要求B.承载乘客信息系统4K视频直播、车载视频监控回传等eMBB业务C.承载智能运维传感器、环境监测传感器等mMTC业务的数据采集D.完全替代所有信号电缆，实现全线路信号设备无线化连接E.承载基于MCX标准的专用无线集群调度业务4.下列属于城市轨道交通专用通信系统核心子系统的有（）A.公务电话系统B.专用无线调度系统C.车站广播系统（PA）D.闭路电视监控系统（CCTV）E.时钟系统5.与传统有人驾驶CBTC系统（GoA2级）相比，GoA4级全自动运行系统新增的核心运营场景包括（）A.库内列车自动休眠与唤醒B.列车自动折返作业C.故障场景下列车自动复位、蠕动行驶至就近车站D.车门与站台门联动控制E.列车在停车场与正线间的自动出入库作业6.电动转辙机需满足的核心技术要求包括（）A.具备足够的转换力，可完成道岔尖轨的转换动作B.道岔转换到位后可靠机械锁闭，防止外力导致尖轨移位C.可准确反映道岔实际开通位置，道岔位置表示与实际位置一致D.道岔被挤时可靠切断表示电路，触发挤岔告警E.配置摩擦联结装置，道岔转换遇阻时自动空转，防止电机过载损坏7.下列运营场景中，可能导致轨道电路分路不良故障的有（）A.轨面长期碾压形成油污、氧化锈蚀层，导致轮轨接触电阻过大B.轻型车辆（如轨道探伤车）轮压不足，轮轨接触电阻超过分路灵敏度阈值C.道床漏泄电阻过低，导致轨道电路接收端电压下降D.牵引回流谐波超标，导致轨道电路接收端误判E.轨道电路发送端功率过低，导致接收端电压不足8.下列功能中，属于ATS系统核心功能范畴的有（）A.列车运行图编制、管理与下发B.根据列车位置自动触发进路办理C.动态调整列车运行等级与停站时间，均衡行车间隔D.实时监控信号、车辆、站台门等设备运行状态，触发故障告警E.实时监控列车运行速度，触发超速紧急制动9.城市轨道交通信号系统跨线互联互通的核心技术要求包括（）A.不同厂商的车载设备可在其他厂商承建的地面信号区域正常运行B.不同线路的列车可按照运营计划实现跨线共线运营，无需换乘C.车地通信接口协议统一，采用标准RSSP-II安全通信协议D.线路电子地图数据格式、应答器报文格式统一E.跨线运营的安全认证体系、调度规则统一10.城市轨道交通信号智能运维平台的核心功能包括（）A.信号设备运行状态全量、全周期数据采集B.基于人工智能算法的故障提前预警与智能诊断C.故障发生后自动派发维护工单，跟踪处置流程D.信号设备全生命周期健康度管理E.替代ATP系统完成列车安全间隔防护功能三、判断题（共10题，每题1分，总计10分。请在每题后括号内填写“√”或“×”，错填、不填均不得分）1.城市轨道交通ATP系统属于安全苛求系统，其安全完整性等级需达到SIL4级，是列车运行安全的核心保障。（）2.无源应答器需要外接220V交流电源才能激活，向经过的列车传输线路参数报文。（）3.移动闭塞模式下，列车追踪的目标点为前行列车的尾部安全防护点，追踪间隔随列车实时位置、运行速度动态调整，可最大限度压缩行车间隔、提升线路通过能力。（）4.计轴设备通过检测轮对经过计轴点的数量判断区段占用状态，可完全不受轨面油污、道床电阻变化影响，且能够准确检测轨道断轨故障，因此可在所有场景完全替代轨道电路。（）5.城市轨道交通时钟系统一级母钟设置在控制中心，可接收北斗/GPS卫星授时信号，对车站二级母钟、各专业终端设备的时间同步精度需优于1ms，避免各系统时间不一致导致的联动故障。（）6.ATO系统负责完成列车自动驾驶、精准停车、自动开门等功能，因此与ATP系统一致，需达到SIL4级安全完整性等级。（）7.5G网络切片技术通过对网络资源的逻辑隔离，可为不同业务提供差异化的SLA保障，其中列车控制类安全业务需配置URLLC切片以满足时延与可靠性要求。（）8.道岔转换到位后若发生挤岔事故，转辙机内部的移位接触器将自动断开表示电路，切断转辙机控制电源，触发挤岔告警提示。（）9.CBTC系统的数据通信系统（DCS）仅承载非安全类的PIS、视频监控业务，属于非安全系统，无需进行冗余设计。（）10.车车通信列控系统省去了“车载-地面ZC-车载”的信息转发环节，缩短了车地信息交互路径，可将最小追踪间隔压缩至90s以内，进一步提升线路通过能力。（）四、简答题（共5题，每题6分，总计30分）1.简述2024版GB/T12758-2024《城市轨道交通信号系统通用技术条件》中，互联互通CBTC系统需满足的核心接口规范，以及跨线运营的基本技术要求。2.从列车位置检测方式、车地信息传输路径、最小追踪间隔三个维度，对比点式ATP系统、传统连续式CBTC系统、车车通信列控系统的技术差异。3.列举城市轨道交通专用通信系统的8类核心子系统，并说明时钟系统的时间同步精度要求与覆盖范围。4.简述GoA4级全自动运行场景下，信号系统与车辆系统、站台门系统、综合监控系统的核心联动控制逻辑，以及触发系统自动降级的典型故障条件。5.简述城轨信号系统“故障-安全”原则的核心内涵，列举至少3种硬件层面实现故障-安全的典型技术路径。五、综合应用题（共2题，每题10分，总计20分）1.某城市2025年新开通的地铁10号线为全地下GoA4级全自动运行线路，设计最高运行速度80km/h，相关参数如下：列车常用制动平均减速度为1.0m/s²，车载ATP设备响应时间为0.5s，车辆制动系统建立时间为0.3s，ATP设置的安全防护余量为30m，6辆编组列车总长度为140m，移动闭塞模式下不考虑闭塞分区的固定长度余量。请完成以下计算：（1）计算列车在最高运行速度下的常用制动距离；（2）计算区间正常运营时的最小安全追踪间隔距离；（3）若列车在区间以最高速度匀速运行，计算区间理论最小追踪间隔时间（结果保留1位小数）；（4）若该线路车站停站时间为35s，列车进出站附加时间为15s，结合区间追踪间隔计算结果，计算线路单方向每小时的最大通过能力（结果保留整数）。2.某新一线城市2025年开通的地铁16号线全长42km，设28座车站（含12座高架站），采用5G公专融合承载网+车车通信列控系统，试运营首月出现3起典型故障：故障1：早高峰某地下区间5G承载网链路出现1.2s瞬时闪断，导致后续2列列车触发常用制动，造成线路平均晚点2分钟；故障2：雷雨天气下某高架站进站端3组无源应答器出现报文读取异常，导致1列进站列车触发ATP紧急制动，停在距站台50m位置；故障3：控制中心ATS系统服务器遭遇未知来源的非授权网络访问，部分车站自动进路触发功能失效，行车调度员人工办理进路耗时8分钟，导致全线12列列车不同程度晚点。请结合城轨通信与信号系统的技术要求，回答以下问题：（1）从通信系统冗余设计、信号系统抗干扰设计、网络安全防护三个维度，分别分析3起故障的可能诱因；（2）针对每类故障，提出3项可落地的技术优化措施。参考答案及评分标准一、单项选择题（每题1分，共20分）1.B2.B3.D4.A5.A6.B7.C8.A9.B10.C11.A12.C13.B14.A15.A16.B17.C18.B19.A20.A二、多项选择题（每题2分，共20分）1.ABCDE2.ABCE3.ABCE4.ABCDE5.ACE6.ABCDE7.AB8.ABCD9.ABCDE10.ABCD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6分，共30分）1.答题要点：（1）核心接口规范（4分）：一是统一车地安全通信协议，采用RSSP-II铁路信号安全通信协议，实现不同厂商设备的互联互通；二是统一应答器报文格式与电子地图数据标准，确保跨线列车可正确识别线路坡度、限速、道岔位置等参数；三是统一车载与轨旁设备的机械、电气接口规范，明确车载查询器、应答器、转辙机等设备的安装与电气参数要求，统一驾驶舱人机交互界面标准；四是统一跨线运营的调度接口规范，实现不同线路控制中心的列车位置、运行计划、故障信息的实时交互。（2）跨线运营技术要求（2分）：车载设备需具备多线路参数存储与动态切换能力，地面设备需支持跨线列车的身份识别、权限校验与移动授权计算，所有跨线运营场景需完成全流程安全认证，明确跨线运营的安全责任边界，保障跨线运行不突破各线路的安全防护约束。核心要点表述准确即可得分，关键内容缺失酌情扣1-2分。2.答题要点：三类系统的三个维度对比各2分，共6分。（1）点式ATP系统：位置检测依赖轨道电路/计轴的区段级占用检测，结合应答器实现点式定位校准，定位精度为区段级；信息传输依靠应答器点式交互，仅在列车经过应答器位置时可获取下一闭塞分区的移动授权，区间运行时无连续信息交互；最小追踪间隔通常为2.5-3分钟，线路通过能力较低。（2）传统连续式CBTC系统：位置检测依靠车载轮轴测速+多普勒雷达融合测距，结合应答器实现连续定位，定位精度可达米级；信息传输路径为“车载设备-地面接入点-区域控制器（ZC）-车载设备”，由ZC收集全线列车位置信息，统一计算每列车的移动授权并连续下发；最小追踪间隔通常为1.5-2分钟，可满足大客流线路运营需求。（3）车车通信系统：位置检测精度与传统CBTC系统一致，但邻车位置、速度信息通过车地-车车直通链路直接交互；信息传输省去了ZC的集中计算与转发环节，地面设备仅提供联锁进路信息，由车载设备自主计算移动授权，传输时延较传统CBTC降低40%以上；最小追踪间隔可压缩至90s以内，线路通过能力可提升30%左右。对比维度表述准确即可得分，技术参数误差不超过30%不扣分。3.答题要点：（1）核心子系统（3分，答出任意8个即可得满分）：OTN骨干传输系统、专用无线调度系统、公务电话系统、时钟同步系统、车站广播系统、闭路电视监控系统、乘客信息系统、专用电源及接地系统、应急通信系统、公安消防通信系统。（2）时钟系统精度要求（2分）：控制中心一级母钟接收北斗/GPS卫星授时信号，自身时间精度优于1μs；车站、车场二级母钟与一级母钟的时间同步精度优于1ms；现场终端子钟与所属二级母钟的同步精度优于10ms。（3）覆盖范围（1分）：覆盖信号系统、通信系统、综合监控系统、自动售检票系统、站台门系统、火灾自动报警系统、环境与设备监控系统、电扶梯系统等所有需要统一时间基准的专业设备，避免因时间偏差导致的联动逻辑错误。核心要点准确即可得分。4.答题要点：（1）联动控制逻辑（3分）：列车进站阶段，信号系统根据列车实时位置计算停车曲线，由ATO控制列车精准停车，停车精度达到±30cm阈值后，信号系统向站台门与车辆系统同时发送开门指令，同步触发广播、视频监控、PIS信息联动；列车发车阶段，信号系统确认所有车门、站台门关闭锁闭、区间空闲、进路开放后，向车辆系统发送动车指令，控制列车自动发车；全运营周期内，信号系统联动综合监控系统完成应急信息发布、客流疏导、环境参数调整等操作，无需人工介入。（2）降级触发条件（3分）：车地通信双网同时中断超过2s、车载ATP双系同时故障、道岔失去位置表示、站台门/车门锁闭信息丢失、列车完整性校验失败、车载测速测距单元故障等场景下，系统将自动触发常用制动或紧急制动，根据故障等级分别降级为点式ATP模式、限制人工驾驶模式、非限制人工驾驶模式，确保列车运行安全。逻辑表述清晰即可得分。5.答题要点：（1）核心内涵（3分）：故障-安全原则是城市轨道交通信号系统设计的核心准则，指系统内任何硬件、软件设备发生故障时，系统的输出状态必须导向不危及行车安全的侧位，绝对不允许出现导致列车冒进信号、冲突、脱轨、挤岔等事故的危险侧输出，所有安全相关功能的设计都必须以故障导向安全为前提。（2）硬件实现路径（3分，答出任意3种即可得满分）：一是采用重力式安全型继电器，将继电器落下状态定义为安全侧，设备故障或断电时继电器依靠重力自动落下，切断危险侧输出电路；二是采用双断接点设计，控制电路同时接通/切断电源正负极，避免单极绝缘破损、混电导致的危险侧误动；三是采用动态脉冲驱动机制，安全相关电路正常工作时需持续输入动态脉冲信号，故障时脉冲消失，电路自动导向安全侧；四是采用双CPU硬件冗余校核结构，两个独立运算单元同步计算输出，结果不一致时立即切断输出，导向安全侧。技术路径表述准确即可得分。五、综合应用题（每题10分，共20分）1.评分标准：公式正确、结果准确即可得分，公式正确但计算结果存在偏差的酌情扣1-2分，公式错误不得分。（1）速度单位换算：v=80km/h=22.22m/s（1分）；常用制动距离L制=v²/(2a)=22.22²/(2×1.0)≈246.9m（2分）。（2）设备总反应时间t反=ATP响应时间+制动建立时间=0.5+0.3=0.8s，反应阶段走行距离L反=v×t反=22.22×0.8≈17.8m；最小安全追踪间隔距离L追=L反+L制+安全余量+列车长度=17.8+246.9+30+140=434.7m（3分）。（3）区间最小追踪间隔时间t追=L追/v≈434.7/22.22≈19.6s（2分）。（4）车站作业总间隔=停站时间+进出