城轨交通信号系统-简介.ppt

TSDI_DXC1城市轨道交通城市轨道交通信号系统设计简介信号系统设计简介 TSDI_DXC21.信号系统概述在城市轨道交通中，信号系统是保证列车安全、快捷、正点、高密度不间断运行的重要技术装备。为提高运输能力、降低运营成本、取得良好的社会效益与经济效益，必须配备现代化的信号安全系统。城市轨道交通的信号系统需要设置行车指挥中心、沿线各车站的地面控制设备及车载控制设备。TSDI_DXC32.信号系统构成 2.1 世界各大城市的地铁信号系统大多采用列车自动控制系统（简称ATC，Automatic Train Control）。通常由三个子系统组成：列车自动监控子系统（简称ATS，Automatic Train Supervision）；列车自动防护子系统（简称ATP，Automatic Train Protection）；列车自动运行子系统（简称ATO，Automatic Train Operation）。2.2 信号系统设备按地域划分,可分为:控制中心设备；车站与轨旁设备；车载设备；车辆段与停车场设备;维修中心设备。TSDI_DXC43.信号系统闭塞方式目前在世界各大城市的城市轨道交通工程中投入使用的信号ATC系统按闭塞方式划分，主要有下列制式 ：固定闭塞 准移动闭塞 移动闭塞 TSDI_DXC53.1 固定闭塞特点采用传统的多信息音频轨道电路 列车以固定的闭塞分区为最小行车间隔，需设置防护区段。列车速度监控采用阶梯式控制方式。80年代技术水准不足：该类系统存在传输信息量较少，列车运行控制精度不高，运行舒适度较低、增加司机的劳动强度，线路通过能力的难以进一步提高等缺陷 使用经验：北京地铁一号线、上海地铁一号线的信号系统其分别引进的英国西屋公司（WRSL）和美国GRS公司的ATC系统，该系统属上世纪7080年代的技术。均属固定闭塞的ATC系统。TSDI_DXC6固定闭塞ATC系统控制曲线示意图速度码75/55速度码55/35速度码35/0距离速度紧急制动曲线实际速度曲线保护区段速度1速度2速度3TSDI_DXC73.2 准移动闭塞ATC系统特点采用数字音频无绝缘轨道电路或其他传输方式实现连续曲线速度控制模式 列车以固定的闭塞分区为最小行车间隔，需设保护距离。具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。系统的ATP采用速度/距离曲线的控制方式，提高了列车运行的平稳性，可以达到较好的节能效果，乘客的乘坐舒适度也可得到相应提高。属于上世纪90年代技术水准不足：准移动闭塞系统是各公司的独立开发的，硬件及软件的差异很大，很难实现兼容。并且对相关专业接口的差异性，设计相对困难。使用经验：上海地铁2号线、天津津滨快速轨道交通线引进美国USSI公司；深圳地铁一期工程、广州地铁1号线、2号线引进德国SIEMENS公司、上海3、4号线（明珠线）引进法国ALSTOM公司、应用于西班牙马德里地铁和英国伦敦地铁Jubilee新线英国西屋公司的ATC系统。TSDI_DXC8准移动闭塞ATC系统连续曲线速度控制示意图距离速度紧急制动速度曲线实际速度曲线常用制动速度曲线保护距离TSDI_DXC93.3 移动闭塞移动闭塞ATC系统系统 特点采用地面交叉感应环线、漏缆、裂缝波导管或扩频电台等通信方式实现车地、地车间双向实时的数据传输，实现实时不间断车地双向通信，不间断的对列车各种速度进行监控。移动闭塞系统线路无固定划分的闭塞分区，列车间的间隔是动态的，可实现较短的行车间隔。可方便实现完全防护的列车双向运行模式。代表了国际先进水平。不足：工程实施经验较少，系统成熟性有待进一步检验、系统国产化有待进一步深化。目前无地下开通和经受大客流冲击的经验。使用经验：加拿大温哥华“天车线”、拉斯维加斯的NOMORAIL、香港KCRC西线铁路、吉隆坡城市轻轨、香港迪斯尼线新加坡东北线 (ALSTOM)；美国旧金山BART线（英国GE公司）。目前国内使用的移动闭塞系统主要有：除武汉轻轨已开通外，北京地铁环线改造、北京机场线采用阿尔斯通公司的系统，上海地铁8、6、9号线、广州地铁3号线、北京地铁10号线采用的阿尔卡特公司的系统和广州地铁4、5号线和北京地铁4号线使用的SIEMENS公司的系统都是正在实施阶段。TSDI_DXC10移动闭塞ATC系统连续曲线速度控制示意图距离速度紧急制动速度曲线实际速度曲线常用制动速度曲线保护距离TSDI_DXC113.4 国内目前实施的主要移动闭塞项目调查阿尔斯通（ALSTOM）公司 西门子(SIEMENS)公司 阿尔卡特(Alcatel)公司 USSI公司主要供货业绩北京地铁环线改造、北京机场线广州4号线、广州5号线、北京10号线、南京地铁2号线上海地铁8号线、9号线、6号线 沈阳地铁1号线辅助列车检查设备 计轴车-地通信方式波导/无线 无线感应环/无线 无线后备模式 点式+站间闭塞（机场线仅站间闭塞）点式超防+站间闭塞 简单超防+站间闭塞 点式超防+站间闭塞TSDI_DXC124.基于通信的移动闭塞信号系统（CBTC）后备系统简介4.1后备系统的必要性目前在建及拟建的城轨交通项目中，信号系统大多采用CBTC(Communications-Based Train Control)系统，该系统为目前最先进的列车运行控制系统，国外有CBTC系统无后备系统的运营经验，但是根据目前国内实施的CBTC项目来看，CBTC系统采用适当的后备系统还是必要的，主要考虑如下几点：4.1.1 线路开通初期，信号系统不具备ATP/ATO开通条件的临时过渡期间列车运行时。如广州的3、4、5号线，上海的8号线、9号线、6号线等，均由于工期紧张等原因，采用先开通后备系统，线路开通运营后再调试CBTC系统的方式。4.1.2 晚间工程车运行时。工程车一般不装备车载信号系统，若无后备系统，工程车的安全只能通过人工保证，存在安全隐患。4.1.3 CBTC系统失去车地通信。TSDI_DXC134.2 后备系统构成后备系统可实现以下二级技术条件：站间闭塞模式：在各站计算机联锁设备完好的情况下，由联锁系统提供站间自动闭塞功能，列车按照信号机显示行车，列车由司机人工控制保证安全。点式防护模式：该模式具有全程的ATP防护。如果司机丧失警惕越过红灯，车载控制器会通过轨旁设备接收到的信息触发紧急制动，以保证了运行的安全。TSDI_DXC144.3 后备系统原理示意图 F 实际列车速度曲线实际列车速度曲线(ATO curve)ATP曲线 预告功能信标 防护区段*安全防护距离（约2530m）限速*停车点 TSDI_DXC155.信号系统国产化 5.1 信号国产化方案信号系统设备国产化既要符合技术政策的要求，同时也要结合工程的实际情况，满足其功能需求和工程的要求。在系统设备招标的基础上，建议采用由国产设备、国产化设备和引进设备混合组成。优先选用国内能提供的设备和器材。目前国内尚无满足安全和功能要求的成套ATC系统设备。与国外供货商通过技术合作与技术转让，参与系统设计，合作完成国产化设备的生产及工程应用软件编制、系统安装、系统调试、服务培训等工作，从而全面掌握ATC系统产品的性能，为系统的维护、应用打下良好的基础，最终实现国产化和降低造价。TSDI_DXC165.2 信号系统国产化实施情况国内运营的城轨系统大多采用引进的准移动闭塞ATC信号系统，其中卡斯柯公司的ATS系统在北京13号线、天津地铁1号线、大连轻轨、长春轻轨和德黑兰地铁等城轨项目均得到应用。卡斯柯公司作为阿尔斯通公司的联合体的成员，其微机联锁系统也将在北京地铁5、10号线、机场线等项目中得到应用。数字轨道电路、室外信号机、转辙机、电源、光电缆及车辆段、停车场计算机联锁、计算机监测可采用国产或合资设备。正在实施的上海地铁8、6、9号线、广州地铁4、5号线均为基于通信的移动闭塞方式，今年中标的北京地铁4、10、2号线改造和机场线等均采用CBTC系统。其关键产品ATP/ATO的核心部分还需要引进。国内可配套生产的其它设备及材料详见。目前的信号系统设备国产化率可达60%左右，随着CBTC信号系统工程的实施，以及更多的国内厂家的参与，预计国产化率会达到国家计委要求的70%国产化率。TSDI_DXC17信号系信号系统主要材料、主要材料、设备及来源表及来源表范范围围设备设备名称名称设备设备来来源源主要供主要供货货商商车站及地面设备(含试车线)ATS车车站分机站分机部分引进上海卡斯柯,北京铁科院等轨旁通信设备部分引进SIEMENS,US&S,ALCATEL,ALSTOM等信标部分引进ATP/ATO轨轨旁旁设备设备、计计算机算机联锁联锁部分引进SIEMENS,US&S,ALCALTEL,ALSTOM(上海卡斯柯)等交流转辙机国产西安信号工厂,天津信号工厂,太原电务器材厂电源屏及UPS国产艾默生、梅兰日兰、鼎汉等车载设备ATP/ATO车载车载信号信号设备设备部分引进SIEMENS,US&S,ALCATEL,ALSTOM 等控制中心设备ATS中央系中央系统统部分引进上海卡斯柯,北京铁科院等电源屏及UPS国产梅兰日兰、梅兰日兰、鼎汉等TSDI_DXC18信号系信号系统主要材料、主要材料、设备及来源表（及来源表（续上表）上表）范范围围设备设备名称名称设备设备来来源源主要供主要供货货商商车辆段、停车场设备ATS车车站分机站分机部分引进进上海卡斯柯,北京铁科院等计算机联锁国产铁科院、北京全路通、上海卡斯柯、北京交大等计算机监测国产北京铁科院,辉煌公司、北京全路通等电动转辙机国产西安信号工厂,天津信号工厂,太原电务器材厂电源屏及UPS国产艾默生、梅兰日兰、鼎汉等其他电缆及光缆国产天水电缆厂,焦作电缆厂,成都电缆厂,西安电缆厂,天津电缆厂,上海电缆厂等信号机（铝合金）国产浙江万全信号,西安信号工厂,沈阳信号工厂等继电器（各型）国产西安信号工厂,沈阳信号工厂等仪器仪表、维修工具、备品备件TSDI_DXC19