第五章_区间闭塞

1、城市轨道交通信号与通信系统 -区间闭塞 内容提要 1.了解列车定位技术的分类； 2.掌握固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞的原理 3.掌握无线移动通信、查询应答器定位； 4.掌握移动闭塞与固定闭塞的区别； 5.掌握移动闭塞列车行车间隔的分析； 第一节、闭塞技术的发展 l 区间 所谓区间，是指两个车站之间的轨道交通线路。用信号 或凭证，保证列车按照空间间隔运行的技术方法称为行车闭塞 法，简称闭塞。 电报或电 话闭塞 路签或路 牌闭塞 半自动闭 塞 自动闭塞 行车闭塞制式发展过程行车闭塞制式发展过程 电话闭塞把它作为一种最终的备用闭塞。 路签和路牌闭塞在我国已经淘汰。 半自动闭塞就是人工办理闭塞手续，

2、列车凭信号显示发 车后，出站信号机自动关闭的闭塞方法。其特征为：站 间只准走行一列车；人工办理闭塞手续；人工确认列车 完整到达和人工恢复闭塞。 但但 是是 半自动闭塞一定程度上保证了行车安全，但不能充 分发挥线路的能力。由于区间没有空闲检查设备，须由人 工确认列车的整列到达，尤其是事故复原的安全操作得不 到保证，所以，行车安全程度不高，影响行车效率。 自动站间闭塞就是在有区间占用检查的条件下，自动办 理闭塞手续，列车凭信号显示发车后，出站信号机自动 关闭的闭塞方法。其特征为：有区间占用检查设备；站 间区间只准走行一列车；办理发车进路时自动办理闭塞 手续；自动确认列车到达和自动恢复闭塞。 由于两

3、站间的区间允许续行列车追踪运行，就大幅度地提 高了行车密度，显著提高了区间通过能力。 由于不需要办理闭塞手续，简化了接发列车的程序。 由于信号机的显示，直接反映了运行前方列车所在位置以 及线路的状态，确保了列车在区间运行的安全。 自动闭塞还能为列车运行超速防护提供连续的速度信息， 构成更高层次的列车运行的控制系统，保证安全。 和半自动相比，自动闭塞有以下的有点 第二节、列车定位技术 轨道交通列车运行密度高，车站间距近，对安全性要 求高，列车自动控制系统及列车本身需要实时了解列车在线 路中的精确位置。 根据位置，实时动态地对每一列车进行监督、控制、 调度和安全防护。 列车定位由地面设备和车载设备

4、共同完成。列车定位 信息的主要作用是：为保证安全列车间隔提供依据，CBTC 系统对在线的每一列车，能计算出距前行列车尾部距离，或 距进站信号点的距离，从而对它实施有效的速度控制；作为 列车在车站停车后打开车门以及屏蔽门的依据。 常用的列车定位技术 1、基于轨道电路的列车定位 2、基于里程计累加测距的列车定位 3、基于查询/应答器的列车定位 4、基于测速的列车定位 5、基于卫星系统的列车定位 6、基于无线通信的列车定位 7、基于感应回线的列车定位 一、自动闭塞的基本原理 自动闭塞通过轨道电路（或计轴器等列车检测设备 ）自动地检查闭塞分区的占用情况，根据轨道电路的占用 和空闲状态，通过信号机自动地

5、变换其显示，以指示列车 运行。 第三节、自动闭塞原理 二、自动闭塞的分类 按行车组织方法可分为单向闭塞和双向闭塞 按通过信号机的显示制式可分为三显示自动闭塞和四显示自 动闭塞 按设备放置方式可分为分散安装自动闭塞和集中安装自动闭 塞 按传递信息的特征分为交流计数电码自动闭塞、极频自动闭 塞和移频自动闭塞 按是否设置轨道绝缘分为有绝缘自动闭塞和无绝缘自动闭塞 。 自动闭塞 固定闭塞 准移动闭塞 移动闭塞 四、固定闭塞 固定闭塞将轨道划分为固定的闭塞分区，不论前车还 是后车都是用轨道电路来监测的，所以系统只知道轨道车辆 在哪个区段并不知道轨道车辆的具体位置，所以轨道车辆的 控制必然是分级的，阶梯式

6、的。 在这种制式中，需要向被控制列车“安全”传送的只 是代表少数几个速度级的速度码。 固定闭塞方式无法满足提高系统能力、系统安全性和互 用性的要求。 传统ATP的传输方式采用固定闭塞，通过轨道电路判别 闭塞分区占用情况，并传输信息码，需要大量的轨旁设 备，维护工作量较大，并存在较多缺点。 下面用三显示自动闭塞为例说明固定闭塞的工作原理。 显示意义如下： 红色灯光：前方闭塞分区有车占用，停车，不准越过信号 机； 黄色灯光：前方仅有一个闭塞分区空闲，减速通过； 绿色灯光：前方至少有两个闭塞分区空闲，按规定速度通 过； 三显示自动闭塞在绿色灯光条件下，至少有两个闭塞分 区空闲可供列车占用。因此，列车

7、基本上是在绿色灯光或黄色 灯光下运行。可以保持较高速度运行，或只需要短暂减速运行 。 三显示自动闭塞分两个速度等级（120km/h和0km/h）。 信号对应的速度意义为：绿灯120/120km/h，黄灯120/0km/h， 红灯0km/h。 五、准移动闭塞 准移动闭塞（也可称为半固定闭塞）是介于固定闭塞 和移动闭塞之间的一种闭塞方式。它对前、后列车的定位方 式是不同的。前行列车的定位仍沿用固定闭塞的方式，而后 续列车的定位则采用连续的或称为移动的方式。 准移动闭塞可解释为“预先设定列车的安全追踪间隔 距离，根据前方目标状态设定列车的可行车距离和运行速度 、介于固定闭塞和移动闭塞之间的一种闭塞方

8、式”。 六、移动闭塞方式 移动闭塞是一种新型的闭塞制式。它不设固定闭塞区 段，前、后两列车都采用移动式的定位方式。移动闭塞可解 释为“列车安全追踪间隔距离不预先设定，而随列车的移动 不断移动并变化的闭塞方式”。 在城市轨道交通中，移动闭塞是一种采用先进的通信 、计算机、控制技术相结合的列车控制技术，所以国际上有 习惯称为基于通信的列车控制系统CBTC（Communicaition Based Train Contrl）。 第四节、移动闭塞技术 MB的概念： 移动闭塞（Moving Block，简称MB）是相对于固定 闭塞而言的。固定闭塞有固定的闭塞分区，移动闭塞与固定 闭塞相比最显著的特点是取

9、消了以通过信号机分隔的固定闭 塞分区。列车间的最小运行间隔距离由列车在线路上的实际 运行位置和运行状态确定，闭塞分区随着列车的行驶，不断 地向前移动和调整，所以称为移动闭塞。 与传统闭塞方式的区别： 移动闭塞的线路取消了物理层次上的闭塞分区划分， 而是将线路分成了若干个通过数据库预先定义的线路单元， 每个单元长几米到几十米不等。移动闭塞分区即由一定数量 的线路单元组成，单元的数目可随列车的速度和位置而变化 ，分区的长度也是动态变化的。 构成移动闭塞的基本要素 列车定位 Train Position 目标点 Target Point 安全距离 Safety Distance 安全距离（Safe

10、- Distance） 安全距离是后续追踪列车的命令停车点与其前方障碍 物之间的一个固定距离。障碍物可以是确认了的前行列车尾 部的位置或者无道岔表示(道岔故障)的道岔位置。 该距离是基于列车安全制动模型计算得到的一个附加 距离，它保证追踪列车在最不利条件下能够安全地停止在前 行列车的后方不发生冲撞。所以，安全距离是移动闭塞系统 中的关键，是整个系统设计的理论基础和安全依据。 移动闭塞基本原理为： 线路上的前行列车经ATP车载设备将本车的实际位置 ，通过通信系统传送给轨旁的移动闭塞处理器，并将此信息 处理生成后续列车的运行权限，传送给后续列车的ATP车载 设备。后续列车与前行列车总是保持一个“安

11、全距离”。该 安全距离是介于后车的目标停车点和确认的前车尾部之间的 一个固定距离。在选择该距离时，已充分考虑了在一系列最 坏情况下，列车仍能够被安全地分隔开来。 目标点 - Target Point 目标点是列车运行的行车凭证，如同固定闭塞系统中 的允许信号，列车只有获得了目标点，才能够向前移动。目 标点通常是设在列车前方一定距离的某个位置点，一旦设定 ，即表明列车可以安全运行至该点，但不能超过该点。移动 闭塞系统就是通过不断前移列车的目标点，引导列车在线路 上安全运行。 第五节、移动闭塞的技术特点和优势 移动闭塞系统主要包括无线 数据通信网、车载设备、区 域控制器和控制中心等。如 图所示是基

12、于通信的CBTC 系统框图。地面和车载设备 通过“数据通信网络”连接 起来，构成系统的核心。 ATS系统 联 锁 CBTC地面设备 数据通信网络 CBTC车载设备列车运行控制 列车子系统 至相邻联锁系统 相邻CBTC地面设备 无线数据通信是移动闭塞实现的基础。通过可靠的无线数据 通信网，列车将位置、车次、列车长度、实际速度、制动潜能和运 行状况等信息以无线的方式发送给区域控制器； 区域控制器追踪列车并通过无线传输方式向列车发送移动授 权。车载设备包括无线电台、车载计算机和其他设备（如传感器、 查询器等）。列车将采集到的数据（如机车信息、车辆信息、现场 状况和位置信息等）通过无线数据通信网发送给区域控制器，以协 助完成运行决策； 同时对接收到的命令进行确认并执行。 1