轨道交通信号与通信系统-题库及答案

轨道交通信号与通信系统-题库及答案一、单项选择题（共20题，每题备选项中只有1个最符合题意）1.根据《城市轨道交通信号系统技术规范》GB50490-2009，基于通信的列车运行控制（CBTC）系统中，车地双向安全信息的传输周期最大值为（）A.0.1sB.0.2sC.0.5sD.1s2.城市轨道交通正线地面信号机的正常显示距离应不小于（）A.100mB.200mC.300mD.400m3.列车自动防护（ATP）系统的核心安全功能是（）A.列车定位测速B.车门安全联锁C.超速防护与安全制动D.运行计划调整4.我国城市轨道交通车地通信专用LTE-M系统的核心工作频段为（）A.450MHz频段B.1.8GHz频段C.2.4GHz频段D.5.8GHz频段5.铁路联锁系统中，进路、信号机、道岔三者之间的相互制约关系被称为（）A.故障-安全关系B.联锁关系C.闭塞关系D.联控关系6.高速铁路列控系统中，CTCS-3级列控系统的车地通信主要依托（）实现A.轨道电路B.应答器C.GSM-R无线通信系统D.LTE-M系统7.城市轨道交通ATS系统的核心功能是（）A.列车超速防护B.列车自动驾驶C.列车运行监控与调度指挥D.进路自动控制8.轨道电路的主要作用是（）A.传输调度命令B.检测列车占用与传输行车信息C.实现列车定位D.控制道岔转换9.GSM-R系统中，优先级最高的呼叫业务是（）A.紧急组呼B.调度组呼C.点对点呼叫D.广播呼叫10.根据《高速铁路设计规范》TB10621-2014，时速350km/h高速铁路的列控系统总响应时间应不大于（）A.1sB.2sC.3sD.5s11.城市轨道交通车辆段联锁系统通常采用的控制级别由高到低排序正确的是（）A.现场控制→集中控制→自动控制B.自动控制→集中控制→现场控制C.集中控制→现场控制→自动控制D.现场控制→自动控制→集中控制12.下列不属于城市轨道交通通信系统核心子系统的是（）A.专用无线通信系统B.公务电话系统C.旅客信息系统D.道岔控制系统13.半自动闭塞与自动闭塞的核心区别是（）A.是否需要人工办理闭塞手续B.列车占用检测是否自动化C.信号机是否自动开闭D.闭塞分区的划分方式14.CBTC系统中，实现列车精准定位的核心设备组合是（）A.轨道电路+应答器B.速度传感器+应答器+查询应答器C.测速电机+轨道电路D.惯性导航+卫星定位15.信号系统的“故障-安全”原则是指（）A.设备发生故障时自动修复B.设备发生故障时导向安全侧C.设备故障时不影响运营D.设备故障时自动报警16.根据《城市轨道交通公共安全防范系统工程技术规范》GB51151-2016，城市轨道交通车站公共区域视频监控的存储时间应不小于（）A.7天B.15天C.30天D.90天17.下列属于应答器核心功能的是（）A.连续传输列车控制信息B.点式传输线路参数与定位信息C.检测列车占用D.实现车地语音通信18.调度集中系统（CTC）在分散自律模式下，列车进路的触发主体是（）A.行车调度员人工触发B.系统根据运行图自动触发C.车站值班员触发D.列车司机触发19.城市轨道交通信号系统为一级负荷，其电源系统应采用（）供电方式保障不间断运行A.单路市电+UPSB.双路市电+UPS+蓄电池组C.单路市电+蓄电池组D.双路市电+发电机20.下列关于闭塞分区的描述，正确的是（）A.闭塞分区可以同时被两列列车占用B.闭塞分区是自动闭塞的基本单元C.所有闭塞分区长度必须完全一致D.闭塞分区的划分与列车制动距离无关【单项选择题答案】1.B解析：GB50490-2009明确规定CBTC系统车地安全信息传输周期不大于0.2s，保障ATP系统的控制实时性。2.B解析：城市轨道交通正线地面信号机正常显示距离不小于200m，车辆段内信号机不小于100m。3.C解析：ATP系统作为安全苛求系统，核心功能是列车超速防护与安全制动，从技术层面保障列车运行安全。4.B解析：我国城市轨道交通LTE-M系统使用1785-1805MHz的1.8GHz专用频段，可避免公众通信系统的信号干扰。5.B解析：联锁关系是联锁系统的核心逻辑，指进路、道岔、信号机三者之间的相互制约关系，防止进路冲突、道岔误动等风险。6.C解析：CTCS-3级列控系统以GSM-R无线通信为车地信息传输载体，实现连续式列车速度控制，适配300-350km/h高速铁路。7.C解析：ATS（列车自动监控）系统核心功能是列车运行状态监控、运行计划调整与调度指挥，是行车调度的核心支撑系统。8.B解析：轨道电路具备两大核心作用：一是检测轨道区段的列车占用/空闲状态，二是传输行车控制信息。9.A解析：GSM-R业务优先级中，紧急组呼为最高优先级，具备强拆、强插权限，可优先占用所有信道资源。10.B解析：TB10621-2014规定时速350km/h高速铁路列控系统从危险状况触发到安全制动生效的总响应时间不大于2s。11.A解析：车辆段联锁控制级别由高到低为现场控制（就地级）、集中控制（站级）、自动控制（中央级），高级别操作可覆盖低级别权限。12.D解析：道岔控制系统属于信号系统范畴，不属于通信系统子系统。13.A解析：半自动闭塞需要人工办理闭塞手续，自动闭塞通过列车占用检测自动完成闭塞分区状态切换，这是二者的核心区别。14.B解析：CBTC系统通常采用“速度传感器（连续测速）+应答器（位置校准）”的组合实现列车精准定位，定位精度可达厘米级。15.B解析：故障-安全原则是信号系统的核心设计原则，即设备发生故障时，系统自动导向安全侧（如触发制动、关闭信号），避免事故发生。16.C解析：GB51151-2016规定车站公共区域视频监控存储时间不小于30天，重点区域（如出入口、票务区）不小于90天。17.B解析：应答器为点式信息传输设备，用于向列车传输线路坡度、限速、定位基准等点式信息，分为有源和无源两类。18.B解析：分散自律模式下，CTC系统根据列车运行图自动触发进路，无需人工干预，兼顾调度集中与车站作业效率。19.B解析：信号系统采用双路市电+UPS+蓄电池组的供电方式，市电中断时蓄电池可维持不少于2小时的供电，满足应急运营需求。20.B解析：闭塞分区是自动闭塞的基本单元，同一时间仅允许一列列车占用，长度需结合列车制动距离、运行速度等参数设计，无需完全一致。二、多项选择题（共10题，每题备选项中有2个及以上符合题意，错选、少选、多选均不得分）1.下列属于CBTC系统核心子系统的有（）A.ATP子系统B.ATO子系统C.ATS子系统D.联锁子系统E.电力监控子系统2.我国铁路CTCS列控系统的等级划分包括（）A.CTCS-0级B.CTCS-1级C.CTCS-2级D.CTCS-3级E.CTCS-4级3.城市轨道交通专用无线通信子系统的主要功能包括（）A.调度通话B.组呼广播C.紧急呼叫D.数据传输E.旅客向导4.联锁系统开放信号的基本联锁条件包括（）A.进路空闲B.道岔位置正确且锁闭C.敌对进路未建立且锁闭D.列车定位准确E.电源正常5.下列属于信号系统“故障-安全”设计实现方式的有（）A.采用双机热备或三取二冗余架构B.采用安全型继电器的落下侧为安全侧C.信息传输采用CRC校验与安全编码D.故障时自动触发紧急制动E.设备故障时自动切换至备用通道6.轨道电路按工作原理可分为（）A.模拟轨道电路B.数字轨道电路C.音频轨道电路D.无绝缘轨道电路E.有绝缘轨道电路7.GSM-R系统在高速铁路中的主要应用场景包括（）A.列控信息传输B.调度通信C.应急通信D.旅客互联网接入E.列车运行状态监测数据传输8.城市轨道交通ATS系统的主要功能模块包括（）A.运行图管理模块B.列车调整模块C.进路控制模块D.超速防护模块E.统计报表模块9.下列关于应答器的描述，正确的有（）A.分为有源应答器和无源应答器B.无源应答器依靠电磁感应获取能量C.有源应答器可传输动态可变信息D.应答器属于连续式信息传输设备E.应答器通常安装在轨道中间10.信号系统电源系统的核心组成包括（）A.输入配电单元B.UPS主机C.蓄电池组D.输出配电单元E.信号机点灯单元【多项选择题答案】1.ABCD解析：CBTC系统由ATP（列车自动防护）、ATO（列车自动驾驶）、ATS（列车自动监控）、CI（计算机联锁）、DCS（数据通信）五大核心子系统组成，电力监控子系统属于供电系统范畴。2.ABCDE解析：我国CTCS列控系统共分为CTCS-0至CTCS-4五个等级，分别适配不同速度等级与运营需求的铁路线路。3.ABCD解析：专用无线通信子系统为运营人员提供调度通话、组呼、紧急呼叫、数据传输等功能，旅客向导属于旅客信息系统功能。4.ABC解析：联锁系统开放信号的三大基本条件为：进路空闲、道岔位置正确且锁闭、敌对进路未建立且锁闭。5.ABCDE解析：上述均为信号系统故障-安全原则的具体实现方式，通过冗余设计、安全侧导向、校验编码、安全制动等手段保障故障状态下的安全。6.AB解析：轨道电路按工作原理分为模拟轨道电路和数字轨道电路；按绝缘方式分为有绝缘和无绝缘轨道电路；按传输频率分为工频、音频轨道电路等。7.ABCE解析：GSM-R为铁路专用通信系统，主要承载列控信息、调度通信、应急通信、列车监测数据传输等生产业务，不承载公众互联网接入服务。8.ABCE解析：ATS系统核心功能包括运行图管理、列车运行调整、进路自动控制、设备状态监控、统计报表生成等，超速防护属于ATP子系统功能。9.ABCE解析：应答器为点式信息传输设备，分为有源、无源两类，无源应答器通过车载天线电磁感应获取能量，存储固定线路信息；有源应答器连接地面设备，可传输动态信息，通常安装于轨道中心。10.ABCD解析：信号电源系统由输入配电、UPS主机、蓄电池组、输出配电四部分组成，信号机点灯单元属于信号终端设备，不属于电源系统组成。三、判断题（共15题，正确打√，错误打×）1.信号机灯光熄灭、显示不明或显示不正确时，均应视为停车信号。（）2.CBTC系统可以实现移动闭塞，闭塞分区随列车运行动态移动，从而提升线路通过能力。（）3.城市轨道交通正线信号机通常采用高柱信号机，以提升显示距离。（）4.联锁系统中，进路锁闭后，道岔将无法被转换，直至进路解锁。（）5.LTE-M系统仅能传输语音信号，无法传输数据类业务。（）6.CTCS-2级列控系统主要依托轨道电路和应答器实现车地信息传输，适用于时速200-250km/h的铁路线路。（）7.自动闭塞区间内，同方向列车的运行以站间区间为间隔。（）8.ATO系统属于安全苛求系统，其故障会直接导致列车运行安全事故。（）9.城市轨道交通通信系统的时钟系统为全线所有设备提供统一的时间基准，保证各系统时间同步。（）10.轨道电路分路不良时，可能会导致系统误判区段空闲，引发行车事故。（）11.调度电话系统中，调度员可以对所辖范围内的所有用户进行单呼、组呼，但无权强插正在进行的通话。（）12.CBTC系统的车地通信只能采用无线通信方式，不能使用有线传输介质。（）13.信号系统的安全等级要求达到SIL4级，是轨道交通各系统中安全完整性等级最高的系统之一。（）14.高速铁路的GSM-R系统采用线状覆盖方式，沿铁路线部署基站，保证线路全程信号连续覆盖。（）15.城市轨道交通的进路分为列车进路和调车进路两类，其中调车进路的安全要求高于列车进路。（）【判断题答案】1.√解析：信号显示的基本原则为“红灯侧为安全侧”，当信号机显示异常时，一律按停车信号处理，避免列车冒进风险。2.√解析：移动闭塞是CBTC系统的核心优势，闭塞分区长度与位置随列车运行动态调整，可缩短行车间隔，提升线路通过能力30%以上。3.×解析：城市轨道交通正线信号机通常采用矮型信号机，因城轨线路多为地下或高架，限界要求严格，矮型信号机可满足显示距离要求且适配限界标准。4.√解析：进路锁闭是联锁系统的核心功能之一，进路锁闭后道岔被锁闭在规定位置，防止误动导致列车脱轨。5.×解析：LTE-M系统为宽带无线通信系统，可同时承载语音、数据、视频等多类业务，满足CBTC车地信息传输、调度通信、视频回传等需求。6.√解析：CTCS-2级列控系统采用“轨道电路+应答器”的车地信息传输模式，适配时速200-250km/h的客货共线或高速铁路线路。7.×解析：自动闭塞以闭塞分区为行车间隔单元，半自动闭塞以站间区间为行车间隔单元。8.×解析：ATO系统为非安全苛求系统，其故障仅影响列车自动驾驶精度与舒适度，ATP系统会接管安全控制，不会直接引发安全事故。9.√解析：时钟系统是轨道交通通信系统的基础支撑子系统，为信号、通信、机电等所有系统提供统一时间基准，保障运营调度的一致性。10.√解析：轨道电路分路不良时，列车占用区段无法使轨道电路可靠落下，系统误判区段空闲，可能导致信号错误开放，引发撞车事故。11.×解析：调度电话系统中，调度员具备最高操作权限，可对所辖用户进行单呼、组呼、强插、强拆，保障调度指令的优先传达。12.×解析：CBTC系统的车地通信指地面设备与车载设备之间的无线传输，而地面设备之间的通信多采用光纤等有线传输介质，共同构成完整的DCS数据通信系统。13.√解析：信号系统作为保障列车运行安全的核心系统，安全完整性等级要求达到SIL4级（最高安全等级），每小时危险失效概率低于10^-9。14.√解析：GSM-R系统针对铁路线状运营的特点，采用链式基站部署的线状覆盖方式，沿铁路线每隔2-3km设置一个基站，保证全程信号连续。15.×解析：列车进路承载列车载客运行功能，安全要求高于调车进路，调车进路通常用于车辆段内的列车转线、检修作业。四、简答题（共5题，要求答案简明、条理清晰）1.简述计算机联锁系统的主要功能及“故障-安全”设计的核心实现思路。2.简述CBTC移动闭塞系统的工作原理及相对于固定闭塞的技术优势。3.简述城市轨道交通通信系统的核心子系统组成及各子系统的主要作用。4.简述CTCS-3级列控系统的组成及与CTCS-2级列控系统的主要区别。5.简述轨道电路分路不良的主要成因及防控措施。【简答题答案】1.计算机联锁系统的主要功能包括：①进路办理与解锁：实现列车进路、调车进路的自动/人工办理，以及正常解锁、取消进路、人工解锁等解锁功能；②信号机控制：根据联锁条件控制信号机的显示状态，开放允许信号或关闭信号；③道岔控制：控制道岔的转换与锁闭，采集道岔位置状态信息；④状态监控与报警：实时监控信号机、道岔、轨道区段的状态，故障时触发声光报警；⑤接口功能：与ATS、ATP、CTC等外部系统实现数据交互。“故障-安全”设计的核心实现思路：①硬件冗余：采用双机热备或三取二冗余架构，单台设备故障时系统仍可正常工作；②安全侧导向：所有输出信号的安全侧（如信号机关闭、道岔锁闭、制动触发）对应设备失电状态，故障时自动导向安全侧；③安全编码与校验：所有控制信息采用CRC校验、安全编码等方式，防止信息传输出错；④故障检测：内置完善的自检与互检机制，及时识别设备故障并触发安全防护。2.CBTC移动闭塞系统的工作原理：通过车地双向无线通信系统，车载ATP设备实时向地面区域控制器（ZC）发送列车位置、速度、制动能力等信息，ZC根据管辖范围内所有列车的状态及线路参数，为每列车计算动态的移动授权（MA），车载ATP根据移动授权监控列车运行速度，确保列车与前方障碍物之间保持足够的安全制动距离。移动闭塞的闭塞分区不是固定的物理区段，而是随列车运行动态调整的“逻辑闭塞分区”。相对于固定闭塞的技术优势：①通过能力更高：移动闭塞的行车间隔可缩短至90秒以内，较固定闭塞提升30%-50%的线路通过能力；②运营灵活性更强：可根据列车性能、线路条件动态调整安全距离，适配不同类型列车的混跑需求；③设备维护量低：减少了地面轨道电路、信号机等固定设备的数量，降低维护成本；④故障影响范围小：单列车通信故障仅影响自身运行，不会导致整个闭塞分区无法使用。3.城市轨道交通通信系统的核心子系统及作用如下：①专用无线通信系统：为行车调度、维修调度、车站值班员、司机等运营人员提供语音及数据通信服务，是运营指挥的核心通信载体；②公务电话系统：为轨道交通运营单位提供日常办公电话服务，实现与公网的互联互通；③有线调度通信系统：提供点对点调度通话、组呼、强插强拆等功能，是无线调度的备用手段；④时钟系统：为全线所有机电系统提供统一的时间基准，保证各系统时间同步；⑤旅客信息系统（PIS）：向乘客提供列车到站信息、运营公告、应急通知等服务，提升乘客出行体验；⑥视频监控系统（CCTV）：实现车站、列车、区间的视频监控，为安防、运营调度、应急处置提供视频支撑；⑦广播系统：实现车站、列车的语音广播，包括运营广播、应急广播等；⑧电源及接地系统：为所有通信设备提供不间断供电，保证系统可靠运行。4.CTCS-3级列控系统的组成：由地面设备和车载设备两部分组成，地面设备包括无线闭塞中心（RBC）、列控中心（TCC）、应答器、轨道电路、GSM-R基站等；车载设备包括车载ATP/ATO单元、GSM-R车载电台、应答器信息接收单元、速度传感器等。与CTCS-2级的主要区别：①车地通信方式不同：CTCS-2级采用轨道电路+应答器的点连式传输，CTCS-3级采用GSM-R无线通信的连续式双向传输；②适配速度等级不同：CTCS-2级适配200-250km/h线路，CTCS-3级适配300-350km/h高速铁路；③移动授权生成主体不同：CTCS-2级的移动授权由列控中心基于轨道电路状态生成，CTCS-3级的移动授权由无线闭塞中心（RBC）基于列车实时位置生成；④后备模式不同：CTCS-3级具备CTCS-2级后备模式，当无线通信故障时可自动降级为CTCS-2级运行，保障运营连续性。5.轨道电路分路不良的主要成因：①轨道表面生锈：长期无列车通过的区段，轨道表面生成氧化层，导致轮对与轨道的接触电阻增大；②轨道表面污染：粉尘、油污、落叶、冰雪等覆盖轨道表面，降低轮对分路效果；③轨道电路参数调整不当：发送电平、接收灵敏度等参数设置不合理，导致分路阈值过高；④列车轮对磨损或生锈：部分长期停放的列车轮对生锈，分路电阻增大。防控措施：①定期压道：对长期无列车通过的区段，定期安排列车压道，打磨轨道表面氧化层；②轨道表面处理：采用喷涂防锈涂层、安装分路不良整治装置等方式，降低轨道表面电阻；③参数优化：根据线路实际情况调整轨道电路的分路灵敏度，保证可靠分路；④检测预警：安装分路不良监测系统，实时监测轨道电路状态，及时发现分路不良区段；⑤运营管控：对确认的分路不良区段，制定专项行车办法，采用人工确认等方式保障行车安全。五、综合分析题（共2题，要求结合运营实际，分析全面，措施可行）1.某城市地铁1号线为CBTC移动闭塞系统，运营高峰期发生多列车车地通信中断故障，导致车载ATP触发紧急制动，区间滞留3列列车，部分车站乘客滞留。请分析该故障的可能原因，并提出运营应急处置流程及预防措施。2.某高速铁路CTCS-3级区段发生列控中心（TCC）与无线闭塞中心（RBC）通信中断故障，试分析该故障对行车的影响范围，并制定合理的应急处置方案。【综合分析题答案】1.（1）故障可能原因：①无线通信系统故障：LTE-M基站故障、光纤传输中断、无线信号干扰（如外部私设信号放大器、同频段设备干扰）等，导致车地无线链路中断；②车载通信设备故障：车载无线电台故障、天线松动或损坏，导致单列车或多列车无法正常接收地面信号；③区域控制器（ZC）故障：地面ZC设备宕机、软件BUG等，导致无法向列车发送移动授权；④DCS数据网络故障：核心交换机故障、网络拥塞等，导致地面设备与车载设备之间的信息传输中断；⑤电磁干扰：区间内施工电焊、大型机电设备启动等产生的强电磁干扰，影响无线通信质量。（2）运营应急处置流程：①行车调度员第一时间确认故障范围，立即启动应急预案，将信号系统降级为点式ATP或联锁级运行，扣停后续列车，防止更多列车滞留区间；②安排车站值班员做好乘客广播，解释故障原因，安抚乘客情绪，同时启动客流管控措施，防止车站乘客过度聚集；③组织维修人员赶赴故障现场，定位故障点：先排查核心机房设备（ZC、核心交换机、基站控制器）状态，再排查区间基站、传输链路，同步排查外部干扰源；④对滞留区