城市轨道交通信号系统简介交流课件.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,城市轨道交通,信号系统简介,前,言,目前铁路或轨道交通要正常运营涉及四,个专业的系统设备必须要有：线路、列车车,辆、动力设备、列车控制设备。,最初的轨道交通只要有车与钢轨就可。,随着时代和技术的发展，线路越来越复杂，,列车密度也越来越大、速度越来越高，这对,车列运行的控制提出了更高要求。信号系统,就是在这些需求下产生的列车控制系统和指,挥系统。,报告内容,REPORT,CONTENTS,一、信号系统的历史,二、信号系统概述,三、系统原理,四、系统构成及控制方式,五、与其它系统的接口,六、系统施工及调试,一、信号系统的历史,人工办理-半自动控制-自动控制,1、防护设备,车站联锁设备：人工防护-色灯电锁器-电,气集中-计算机联锁-网络化远程控制,列车车载设备：人工防护-人工防护+监控设,备-列车自动防护（ATP）,区间闭塞设备：人工保证-闭塞机-电话闭,塞-半自动闭塞-自动闭塞-准移动闭塞-,-移动闭塞,一、信号系统的历史,2、控制中心行车指挥系统,人工调度-调度监视系统-调度集中（CTC）,-列车自动监控（ATS）,3、配套子系统,ATP技术的基础上发展出列车自动运行（,ATO）和无人驾驶,现代信号控制系统已经从单一控制系统发,展为网络化控制系统，配套要有通信网络对其,几个子系统进行联网，以实现信息交换，该专,用通信网络就是DCS（高铁则用GSM-R）,二、信号系统概述,信号系统概述,信号系统是保障列车安全、快速、有序、不,间断地运行的系统，它主要由“列车自动防护,子系统”ATP（automatictrainprotection)、,“列车自动运行子系统”ATO（automatic,trainoperation)、“列车自动监控系,统”ATS（automatictrainsupervision)构,成完整的ATC（automatictraincontrol)。,基于通信的列车控制系统（ATC）叫CBTC。,信号系统概述,列车自动控制与监督,中央层,ATS,ATP,联锁,通信,ATP计算机,微机联锁,数据传输通道,车站层,信号,车地通信单元,轨道空闲/占用检测,转辙机、信号机等,轨旁层,空闲检测,通信,车载层,ATP/ATO,车载设备,车载计算机和人机,界面MMI以及传感器,通信,安全完善度等级SIL,四级危险侧失效率在10,-8,10,-9,以下；,三级危险侧失效率在10,-7,10,-8,；,二级危险侧失效率在10,-6,10,-7,；,一级危险侧失效率在10,-5,10,-6,；,零级没有特殊要求。,这是对整个系统的要求，而不是对单独设备而言,ATP（含联锁系统）SIL-4级，ATSSIL-2,信号系统的原则故障-安全原则,信号系统概述,(AP)接入点,天线、漏缆、波导管,车载ATP/ATO设备,轨旁光纤骨干网络,车载应答器天线、测速设备等,轨旁ATP/ATO,轨旁联锁,车站工作站,OCC工作站,目前杭州地铁信号系统构成,三、系统原理,计算机联锁原理,联锁系统作为ATP系统的一部分，也是最基础的列车防护系统。,它由最初的电气集中发展而来，目前基本采用计算机系统来实现,计算机联锁的主要功能是保障列车进路中的方向、道岔位置、侧,防元素、轨道区段等的正确联锁关系，是信号系统的基础安全设备。,联锁：是各种要素的相互关联且状态锁定。即各类要素之间建,立起联系，并且在各类要素的状态进行锁定后才能允许列车开动。,车载ATP/ATO控车原理,在最不利情况下的,反应时间,安全速度曲线：g,EB,最不利情况,ATP速度曲线：,触发紧急制动,ATO速度曲线,ATO停车点,点危险,运营停车点,当ATO的设定值为80km/h时，ATP紧急制动触发约为85km/h，最高,速度可达约90km/h.ATO的速度越高，全线平均旅行速度和旅行时间,的指标越好。目前杭州地铁的最高限速是80km/h。,安全制动模型,速度,牵引力,切断,惰行,信号系,统反应,时间,紧急制动实施,T,traction,T,coasting,(0.878s),(1.4s),EmergencyBrake,CommandbyATP,Tractionvitally,cutbytheRS,Emergencybrake,fullyapplied,Distance,闭塞的概念,闭塞就是用信号或者凭证，保证列车按照前行列车,和追踪列车之间必须保持一定距离(空间间隔制)运行的,技术方法,闭塞是铁路信号的专用名词，是指列车进入区间后，,使之与外界隔离起来，区间两端车站都不再向这一区间发,车，以防止列车相撞和追尾。闭塞设备即为实现“一个区,间（闭塞分区）内，同一时间只允许一列车占用”而设置,的铁路区间信号设备。,闭塞分为电话闭塞、半自动闭塞、自动闭塞（固定闭,塞）、准移动闭塞和移动闭塞。,列车控制原理：固定闭塞,起点与终点都是固定的，车-,车之间不需要通信。,特点是：必须设置地面信号机，效率,相对较低。车与车没有信息交互。,列车控制原理：准移动闭塞,起点或终点有一个点是移动的，,车与地面之间有通信。,高铁目前采用准移动闭塞，是采用起点动态移动，终点相对固定。,特点是：必须设置地面信号机，效率比固定闭塞高。通信是车对地点对点,准移动闭塞：将线路划分成闭塞区间，以追踪列车,列车控制原理：移动闭塞,起点与终点都随车的移动而变化，,车与车之间实时交换信息（通过地,面相关设备进行交换）。,安全距离,移动闭塞：列车被连续追踪,特点是：无须设置地面信号机，效率,高，通信是车对车、车对地。,固定闭塞与准移动闭塞与移动闭塞,无车载信号设备列车,counterAxle,计轴,点式ATP列控配置,ATP,Baliseantenna,Radar,HMI,Axle,应答器天线,雷达,OPG,counter计轴,Eurobalise欧式应答器,Eurobalise应答器,LEU,点式ATO列控配置,ATO*,ATPATP,Baliseantenna,Radar,HMI,Axle,应答器天线,雷达,OPG,counter计轴,Eurobalise应答器,Eurobalise应答器,LEU,移动闭塞ATO列控配置,漏缆、波导管无线、,COMM,ATP,COMM,ATO,ATP,Baliseantenna,Radar,HMI,Axle,应答器天线,雷达,OPG,counter计轴,应答器balise,应答器balise,LEU,移动闭塞运行,Movementauthority移动授权,Rearsafetydistance列车后方安全距离,Continuouscommunication,连续式通讯,Safebrakingdistance安全制动距离,Trainwithcontinuouscommunication,连续式通讯列车,CBTC列车与点式ATP列车混合运行,Movementauthority移动授权,Rearsafetydistance列车后方安全距离,Continuouscommunication连续式通讯,Balise,providing,intermittentcommunication,应答器，提供点式信息,Safebrakingdistance安全制动距离,Blocksection,Trainwith闭塞区间,continuouscommunication,连续式通讯列车,Trainwithintermittentcommunication,点式通讯列车,四、系统构成及控制方式,信号系统构成,控制中心中控室,显示屏,控制中心打印室,控制中心ATC设备室,运行图编辑室控制中心,ATS模拟培训系统控制中心,设备集中站信号设备室,工作站调度,工作站调度,工作站调度,主任调度工作站,屏控机,网络打印机,维护工作站,通信服务器,管理及数据日志服务器,系统接口服务器,无线通信综合监控,辑工作站运行图编,绘图仪,列车和轨道数据库,无线通信控制服务器,背投,旅客信息系统,?,?,仿真服务器ATS模拟/,训工作站模拟/培,打印机,服务器,主时钟,电源设备,通信服务器,管理及数据日志服务器,冗余以太网,冗余的信号轨旁光纤网络,车辆段设备室/停车场,车辆段控制室/停车场,车辆段场派班室/停车,非设备集中站,设备集中站信号设备室,设备集中站信号设备室,ATS分机,网络交换机,车辆段联锁操作工作站,车辆段ATS,派班室ATS,信号设备室,网络交换机,车地通信交换机,网络交换机,区域ATP/ATO计算机,工作站,工作站,车控室,电源设备,本地ATS,工作站,列车线,车辆段微机监测,车辆段联锁,计轴设备柜,联锁计算机,TOD,RS422TMS,培训设备室,试车线控制试车线设备及控制室,车控室,电源设备,司机盘,ATP/ATO车载,维修中心维护,车载培训设施及,车站级培训设施,工作站,试车线控制盘,IBP,ATS接口设备车站,电源设备,设备设备,牵引制动,接口设备柜,工作站,电源设备,接口设备柜,IBP,安全继电接口,电缆分线盘,试车线设备,电源,车载无线设备,列车线,电源设备,电缆分线盘,电缆分线盘,ATS分机,波导/漏缆/,轨道电路,信号机道岔,试车线,车载天线,OPG,天线,站台紧急,停车按钮,车站站台屏蔽门,88,计轴设备,信号机道岔,车站站台屏蔽门,站台紧急发车指示器,88,停车按钮,应答器,发车指示器,车地通信交换机接下一站,车地通信媒介,车地通信媒介车地通信媒介车地通信媒介车地通信媒介,无线交换机接下一站,OCC设备,控制中心大厅,OCC设备,控制中心信号设备室设备,车站设备,车控室设备,车站设备,信号设备室设备,车站设备,站台设备,正线轨旁设备-信号机,正线轨旁设备,转辙机,正线轨旁设备,计轴,正线轨旁设备,信标,正线轨旁设备,无线AP及天线,车载司机显示设备,车载设备,车辆段系统设备,地面控制方式设计,控制中心调度,指挥方式,试车线由试车线设备单独控制,监控方式ATS自动,工介入方式调度员人,自动生成进路控制命令,自动设定列车识别号,调整站间运行及停站时间,设定进路控制命令,设定列车识别号,站间运行及停站时间,培训设施离线培训,车站现地,控制方式,车辆段/停车场由计算机联锁设,备单独控制,中央ATS正常,车站自动控制,其它的现地控,车站人工,控制方式,中央ATS正常,方式,制方式,中央ATS故障,中央ATS故障,自动生成进路控制命令,紧急停车按钮的操纵,跳停操作扣车,人工设定进路控制命令,列车控制方式设计,列车控制方式,正线驾驶方式,折返方式,出入段方式,ATO自动驾驶,站前折返换端,出段：列车在转换轨可转换至ATO模式出段,自动开门动关门方式/自,无人自动折返,自动开门/人,ATP监督下的人工驾驶,入段：当列车在转换轨,工关门方式,ATO站后折返,区段的速度低于,人工开门/人,25KM/H转换至RM时，可不停车模式入段,工关门方式,点式ATP人工驾驶,ATP监督下人工折返,模式,点式ATP人工折返,限制下的人工驾驶模式,非限制下的人工驾驶模式,五、与其它系统的接口,接口信息接口,线路,轨道,行车,限界,环控,车辆,车站,（建筑和装修）,牵引供电,车辆段（停车场）,信号,中低压供电,区间隧道,消防,控制中心,通信,综合监控屏蔽门防淹门,人防门,信息接口示意图,接口硬线接口,车辆,通信,屏蔽门,信号,防淹门,中低压供电,综合监控,硬件接口示意图,信号与车辆接口,信号与通信接口,通信时钟,无线通信,PIS（也可通过综合监控）,车站广播（也可通过综合监控）,传输网络（可选）,信号与屏蔽门接口,PSD开门控制OpeningPSDcontrol,PSD关门控制ClosingPSDcontrol,I/Oequipment,外部PSD系,统PSD,SignallingSystemURBALISSystem,URBALIS信号系统的系统的,PSDandLockedstatus关闭且锁闭状态关闭且锁紧状态PSDClosed,external,I/O,system,设备,PSD互锁解除状态,PSDBYPASS,信号与防淹门接口,打开和锁定指示,OpenandLockedIndication,CloseRequestIndication,关闭请求指示,Floodgate,Interlocking,Device,STC,防淹门,controllersandfloodgate(includingassociated,联锁STC,operators),关闭使能命令,（包括相关控,制器和防淹门,CloseEnableCommand,操作器）,信号与综合监控接口（一）,系统接口,服务器,交换机交换机,TCP/IP协议RJ45接口,配,线,架,控制中心信号,控制中心综合监,设备室,控设备室,与综合监控FEP接口完成：,信号提供区间列车停车超时信息,综合监控提供牵引供电信息,广播或PIS信息（可选）,AFC客流信息,与背投多屏控制器接口完成,ATS信息在背投上的显示,信号与综合监控接口（二）,六、系统施工及调试,主要工期节点,设备房移交（配电、照明、通风空调、装修）,折返站设备房的移交,隧道通（可进行电缆的敷设）,短轨通（可进行部分轨旁设备的安装）,长轨通（可进行全部轨旁设备的安装）,车辆移交（可进行车辆的静、动态测试）,牵引供电通（可进行车辆的动态测试）,调试-静态测试,联锁站-室内、外设备的一致性试验,调试动态测试内容,内部接口试验（如信号机、转辙机、计轴等）,外部接口试验（如屏蔽门、防淹门、车辆等）,列车静态、动态性能试验,车载测速电机和信标天线读取试验,车载数据库试验,车地通信通道测试,列车紧急制动试验,列车保护距离试验,调试动态测试内容,列车倒行保护试验,停车精度和门控试验,各种驾驶模式试验,单列车运行试验,多列车追踪试验,时刻表在线修改试验,按照ATS时刻表的ATO试验,ATS与其它子系统的接口试验,主要阶段性调试成果,联锁功能调试完毕,单列车ATP功能调试完毕,前2列车点式ATP功能调试完毕,前2列车CBTCATP功能调试完毕,ATS具备时刻表功能,ATO功能调试完毕,全线路满负荷ATO测试,安全认证,安全评估,包括对设计文件、设计阶段相关批复文,件、试运营前相关批复文件、试运行记录文,件、安全管理文件、应急管理文件、安全培,训、人员取证文件、现场检查等等,专家组评审通过-试运营,两年后进行最终验收-正式运营,