城市轨道交通行车系统

1.列车自动控制系统组成及功能

列车自动控制（Automatic Train Control，ATC）系统包括：微机联锁系统（如西门子采用SICAS 系统、卡斯柯采用VPI 系统）、列车自动保护系统（ATP）、列车自动驾驶系统（ATO）、列车自动监控系统（ATS）。

（1）微机联锁子系统。可实现的主要功能包括：控制并监督轨道电路的空闲及占用，道岔转换及锁闭，信号机的开放和进路的排列、解锁等功能。

（2）列车自动监控（ATS）子系统。主要功能包括：实现列车自动识别、自动追踪、自动调整，进路自动控制或人工控制；完成列车运行时刻表的编制与管理，描绘列车运行图；进行正线、车辆基地列车运行监视及系统设备状况的检测、报警等。

（3）列车自动保护（ATP）子系统。主要功能包括：自动连续检测列车位置，确定ATP 信息的发送方向；确保列车之间的安全距离，防止列车超速运行，及时显示列车车速、列车限速、目标速度、目标距离等信息，对列车超速、设备故障进行报警；完成列车自动折返的监督。

（4）列车自动驾驶（ATO）子系统。ATO 子系统由车载设备和地面设备组成，结合ATS和ATP 子系统完成以下主要功能：完成列车区间运行自动控制、车站站台定位停车控制、车站通过控制；实现司机监督下的自动折返控制、车门（站台屏蔽门）开关控制；进行列车运行调整和节能控制。

2.CBTC 系统

CBTC（Communication Based Train Control System）系统是基于无线通信的列车自动控制系统。

（1）CBTC 系统组成。CBTC 系统的组成可以分为列车控制和信息传输两大部分，其中列车控制部分包括正线联锁（CBI）子系统、列车自动保护（ATP）子系统、列车自动驾驶（ATO）子系统、列车自动监控（ATS）子系统四个子系统，完成列车状态信息以及数据信息的处理并控制列车运行。信息传输部分采用无线通信系统，进行连续双向的车—地通信，完成列车向地面控制设备传递列车的位置、速度以及其他状态，主要包括：通信传输（DTS）子系统、无线传输（TWC）子系统两个子系统。

（2）CBTC 系统工作原理。CBTC 系统的工作过程，如图2-14所示。

图2-14　CBTC 系统工作原理

（3）CBTC 系统传输技术

①基于交叉感应环线技术。以敷设在钢轨间的交叉感应环线作为传输媒介的CBTC 系统。在城市轨道交通中已经应用了较长时间。交叉感应环线的缺点在于安装在钢轨中间，安装困难且给工务部门对钢轨的日常维修带来不便，车—地通信的速率低。但由于环线具有成熟的使用经验，使用寿命长以及投资少等优点，仍继续得到应用。

②基于无线电台通信技术。随着无线通信技术的发展，基于自由空间传输的无线传输技术在CBTC 系统中得到了应用。无线的频点一般采用共用的2.4 GHz 或5.8 GHz 频段，采用接入点（AP）天线作为和列车进行通信的手段。AP 的设置保证区间的无线重叠覆盖。自由空间传输的无线具有自由空间转播，对于车载通信设备的安装位置限制少，传输速率高，实现空间的重叠覆盖，单个接入设备故障不影响系统的正常工作，轨旁设备少，安装与钢轨无关，方便安装及维护的特点。

基于无线电台通信传输方式的CBTC 系统，已经在北京地铁10 号线成功应用。

③基于漏泄电缆无线传输技术。Alstom 的CBTC 系统在需要的时候也可采用漏泄电缆传输方式，而新研发的系统采用得不多。漏泄电缆方式特点是场强覆盖较好、可控，抗干扰能力强。单点AP 的控制距离通常达800 m（每侧漏泄电缆长度400 m）。缺点是漏泄同轴电缆价格较高。

④基于裂缝波导管无线传输技术。采用波导系统作为车地双向传输的媒介，即采用沿线铺设的裂缝波导及与波导连接的无线接入点作为轨旁与列车的双向传输通道。该系统的波导系统具有通信容量大，可在隧道及弯曲通道中传输、干扰及衰耗小、无其他车辆引起的传输反射、可在密集城区传输等特点。波导的另一个优点是传输速率大，可以满足列车控制系统的需要。波导的缺点在于安装困难，需全线沿线路安装波导管，安装维护复杂，并且造价高。

任务实施(www.xing528.com)

1.组织学生进行道岔状态判断实验。

2.组织学生进行手摇道岔实验。

3.组织学生进行现场擦拭道岔。

复习题

1.简述正线、配线、车辆基地线的定义。

2.简述站线与区间的定义。

3.简述站台与站线编号原则。

4.简述信号的概念。

5.简述信号的基本要求有哪些。

6.简述信号的分类及画出信号符号。

7.简述信号机的类型有哪几种。

8.简述信号机的设置注意事项。

9.简述常见的几种行车标识。

10.简述视觉信号的分类。

11.简述道岔号数及过岔速度。

12.简述手摇道岔七步曲。

13.简述ATC 系统组成。

14.简述CBTC 系统工作原理与传输技术。