第5章-ppt基于通信的列车运行控制CBTC _2302_2214_20101217131003

1、列车运行控制系统列车运行控制系统第五章第五章 基于通信的列车运行控制基于通信的列车运行控制CBTCCBTC （新型（新型列车运行控制系统列车运行控制系统）nCBTC系统的定义与分类系统的定义与分类 nCBTC系统的组成与结构系统的组成与结构 nCBTC系统的功能系统的功能nCBTC系统特点系统特点5.1 CBTC5.1 CBTC系统的定义与分类系统的定义与分类 1 1）CBTCCBTC系统的定义系统的定义n基于通信的列车运行控制系统，简称基于通信的列车运行控制系统，简称CBTCCBTC（Communication Based Train controlCommunication Based T

2、rain control），是），是摆脱摆脱传统的基于轨道电路传统的基于轨道电路的列车运行控制方式（的列车运行控制方式（TBTCTBTC），），采用基于计算机技术、通信技术和控制技术综合发采用基于计算机技术、通信技术和控制技术综合发展的新型控制系统展的新型控制系统，已成为当今世界列车运行控制，已成为当今世界列车运行控制系统的发展方向。系统的发展方向。nCBTCCBTC的定义的定义可以通过它的总特点来描述，即可以通过它的总特点来描述，即利用无利用无线通信媒体来代替轨道电路达到车线通信媒体来代替轨道电路达到车/ /地之间的信息传地之间的信息传输，而在此基础上构成的列车运行控制系统，都可输，而在此基

3、础上构成的列车运行控制系统，都可称为称为CBTCCBTC系统系统。2 2）CBTCCBTC系统分类系统分类 由于由于CBTCCBTC系统并不是只有一种体系结构，或者说系统并不是只有一种体系结构，或者说CBTCCBTC的系统中所应用的技的系统中所应用的技术并不是完全相同，因而它们所完成的功能也可能不是同一水平和同一内术并不是完全相同，因而它们所完成的功能也可能不是同一水平和同一内容，因此对容，因此对CBTCCBTC系统就有分类的必要。但是由于通信技术的飞速发展，要系统就有分类的必要。但是由于通信技术的飞速发展，要对对CBTCCBTC进行详尽的分类实际上非常困难，以下将是根据目前技术水平进行进行详

4、尽的分类实际上非常困难，以下将是根据目前技术水平进行的参考性分类。的参考性分类。n从闭塞分区的实现来分类：从闭塞分区的实现来分类： 基于通信的固定自动闭塞运行控制系统；移动自动闭塞运行控制。基于通信的固定自动闭塞运行控制系统；移动自动闭塞运行控制。n根据根据CBTCCBTC中车一地之间通信方式不同来分类：中车一地之间通信方式不同来分类： 采用全程移动无线通信方式（采用全程移动无线通信方式（GSM-RGSM-R）的）的CBCBT TC C；采用轨道交叉电缆方式的；采用轨道交叉电缆方式的CBCBT TC C；采用漏泄电缆或漏泄波导方式的；采用漏泄电缆或漏泄波导方式的CBCBT TC C；采用查询；

5、采用查询- -应答器方式的应答器方式的CBCBT TC C；采用卫星通信系统（；采用卫星通信系统（ GPSGPS ）的）的CBCBT TC.C.n根据根据CBTCCBTC应用控制技术水平的高低可以进行分类应用控制技术水平的高低可以进行分类: : 采用无线数据电台进行列车与车站之间双向通信来构成采用无线数据电台进行列车与车站之间双向通信来构成CBTCCBTC的低级系统的低级系统(CBTC-(CBTC-半自动闭塞系统半自动闭塞系统) ;) ;采用应用技术水平较高的采用应用技术水平较高的CBTCCBTC系统系统( (例如例如CBTC-CBTC-MASMAS系统等系统等). ). n根据应用区间闭塞方

6、式来分类根据应用区间闭塞方式来分类: : CBTC- CBTC-半自动闭塞方式半自动闭塞方式; CBTC-; CBTC-自动站间闭塞方式自动站间闭塞方式; CBTC-; CBTC-电子路签闭塞方式。电子路签闭塞方式。（1 1）基于通信的固定自动闭塞运行控制系统）基于通信的固定自动闭塞运行控制系统 （CBTC-FAS： Fixd Autoblock System ）n基于通信的固定自动闭塞运行控制系统，表示闭塞分区是固定不变的，它像基于通信的固定自动闭塞运行控制系统，表示闭塞分区是固定不变的，它像TBTC-TBTC-FASFAS（基于轨道电路自动闭塞基于轨道电路自动闭塞）样，闭塞分区是通过区间牵

7、引计算来求得其长度，样，闭塞分区是通过区间牵引计算来求得其长度，而而CBTC-FASCBTC-FAS与与TBTC-FASTBTC-FAS的根本区别是的根本区别是采用双向通信技术代替轨道电路来实现车采用双向通信技术代替轨道电路来实现车/ /地地之间信息交换。之间信息交换。n在每个闭塞分区的始端可以在每个闭塞分区的始端可以没有固定信号机作为防护没有固定信号机作为防护，它的信号显示是依据控制，它的信号显示是依据控制中心在计算基础上给定，经过调制的无线频率中心在计算基础上给定，经过调制的无线频率RFRF使移动列车与控制中心相联系，使移动列车与控制中心相联系，车站控制中心则依据区间各列车的实际分布，计算

8、出保护信号机可以给出的信号，车站控制中心则依据区间各列车的实际分布，计算出保护信号机可以给出的信号，通过无线中继设备与保护信号机线路设备通过无线中继设备与保护信号机线路设备LI/OLI/O相连，后者经译码后给出信号显示。相连，后者经译码后给出信号显示。它同时也返回收到的信息及状态显示送给无线中继设备转控制中心，由此构成信它同时也返回收到的信息及状态显示送给无线中继设备转控制中心，由此构成信息流的闭环。与此同时，运行中的列车也随时与线路设备息流的闭环。与此同时，运行中的列车也随时与线路设备LI/OLI/O相联络，报告它的相联络，报告它的定位与其状态信息等，以定位与其状态信息等，以构成车一地之间的

9、双向通信。构成车一地之间的双向通信。应该指出，在应该指出，在CTBC-FASCTBC-FAS中可以中可以仍仍然保留轨道电路然保留轨道电路，作用不是构成，作用不是构成闭塞系统的调节环节，而仅是为闭塞系统的调节环节，而仅是为了检测列车的存在及其完整性。了检测列车的存在及其完整性。轨道电路长度要短一些，长度可轨道电路长度要短一些，长度可缩短到系统造价不会由于电缆的缩短到系统造价不会由于电缆的存在而占有重要成分。因为轨道存在而占有重要成分。因为轨道电路缩短后，可以获得运输效率电路缩短后，可以获得运输效率的提高。的提高。在在CBTC-FAS系统中还有用轨道间交叉感应电系统中还有用轨道间交叉感应电缆实现通

10、信的方式，图缆实现通信的方式，图4-2是示意图。是示意图。（2 2）移动自动闭塞运行控制系统）移动自动闭塞运行控制系统（CBTCMoving Autoblock System，CBTC-MAS）n移动自动闭塞运行控制系统也有闭塞分区，但此时闭塞分区有下列特点：移动自动闭塞运行控制系统也有闭塞分区，但此时闭塞分区有下列特点： a、闭塞分区长度是可变的闭塞分区长度是可变的（随列车运行而移动），它是依据列车本身参（随列车运行而移动），它是依据列车本身参数及其所在地段参数数及其所在地段参数实时计算出来的实时计算出来的。 b、在、在CBTC-MAS中闭塞分区已经中闭塞分区已经不再应用地面信号不再应用地面

11、信号，而且也不需要地面，而且也不需要地面信号，它在车载设备系统显示屏上，指示出本车距前行列车尚有多少距离信号，它在车载设备系统显示屏上，指示出本车距前行列车尚有多少距离或距离进站的距离（目标距离或速度）等等。或距离进站的距离（目标距离或速度）等等。（3 3）采用查询）采用查询- -应答器方式的应答器方式的CTBCCTBC 采用查询采用查询- -应答器方式，即在每个信号机处的相应答器方式，即在每个信号机处的相应一侧或轨道间设有应一侧或轨道间设有双方向作用的应答器双方向作用的应答器，而，而所有所有地面应答器之间均有电缆相联地面应答器之间均有电缆相联。应答器取得通过列。应答器取得通过列车的车速等信息

12、，它向下一个应答器给出前行列车车的车速等信息，它向下一个应答器给出前行列车位置信息，下一个应答器由此给出相应信号显示。位置信息，下一个应答器由此给出相应信号显示。当然在这种系统中，一方面列车设有超速防护系统当然在这种系统中，一方面列车设有超速防护系统（ATPATP），另一方面还应设有），另一方面还应设有连续式无线移动通信连续式无线移动通信系统传输控制命令，系统传输控制命令，同时应与车站联锁相联以及与同时应与车站联锁相联以及与调度集中系统相联。这种系统仅在调度集中系统相联。这种系统仅在列车密度较小、列车密度较小、车速较低范围内应用。车速较低范围内应用。（4 4）采用卫星通信系统（采用卫星通信系统

13、（ GPSGPS ）的）的CTBCCTBC采用卫星通信系统，采用卫星通信系统，构成列车运行间隔控制系统构成列车运行间隔控制系统，图，图4-3是其示意图。这种系是其示意图。这种系统在统在1990年日本铁路试用过，卫星在东经年日本铁路试用过，卫星在东经150的静止轨道上运行，它距的静止轨道上运行，它距地面约地面约37 000 km，它是一个通用型通信卫星。，它是一个通用型通信卫星。在地面的在地面的先行列车将自己列车编号、列车速度、列车位置等信息通过卫星传先行列车将自己列车编号、列车速度、列车位置等信息通过卫星传送给后续列车，后续列车经运算后决定自己可以走行的最高速度送给后续列车，后续列车经运算后决

14、定自己可以走行的最高速度。出于安。出于安全，这类系统只全，这类系统只在低速、低密度、小运量地区才能应用在低速、低密度、小运量地区才能应用，因为它缺少安全，因为它缺少安全保障。除非另外增加其他设备。保障。除非另外增加其他设备。（5 5）无线半自动闭塞系统）无线半自动闭塞系统-CBTC-CBTC低级系统低级系统 列车与车站控制均有无线数据通信设备，在列车列车与车站控制均有无线数据通信设备，在列车接近车站的接近车站的4 45km5km范围内构范围内构成双向无线数据通信成双向无线数据通信。为了构成半自动闭塞系统（人工办理闭塞手续，列车运行。为了构成半自动闭塞系统（人工办理闭塞手续，列车运行靠无线通信控

15、制），并保证区间只允许存在一个列车运行，必需设置类似靠无线通信控制），并保证区间只允许存在一个列车运行，必需设置类似计轴器计轴器之类设备之类设备，如图中符号，如图中符号T1/T2T1/T2所示，用来检查两站之间运行列车完整性，以确保运所示，用来检查两站之间运行列车完整性，以确保运行安全。当计轴器行安全。当计轴器T2T2接收到同样轴数的列车后表示列车已完整地撤离两站之间区接收到同样轴数的列车后表示列车已完整地撤离两站之间区间，始发站才可能再发出下一列车。间，始发站才可能再发出下一列车。 为了保证为了保证CBTCCBTC系统中数据电台的正常工作，在线路上还辅助系统中数据电台的正常工作，在线路上还辅

16、助设置应答器设置应答器A A，B B，C C，其中应答器其中应答器A A提供列车出站信息（列车已进入到区间提供列车出站信息（列车已进入到区间 ）；应答器）；应答器B B提供区间信提供区间信息，通知经过的列车已迸人双向数据传输信息范围，应接受车站发来的机车信号息，通知经过的列车已迸人双向数据传输信息范围，应接受车站发来的机车信号信息；应答器信息；应答器C C告诉通过列车本车站准备了哪个股道接车，运行速度上限值为多少告诉通过列车本车站准备了哪个股道接车，运行速度上限值为多少等有关信息。在该系统中，列车经过应答器等有关信息。在该系统中，列车经过应答器B B之后，车站与列车上的无线数据通信之后，车站与

17、列车上的无线数据通信电台就反复双向通信，其中包括列车告知车站来者列车编号、时速、去向等等信电台就反复双向通信，其中包括列车告知车站来者列车编号、时速、去向等等信息，而车站告知列车应以何种速度进站或站前停车，进站内何股道，是停车还是息，而车站告知列车应以何种速度进站或站前停车，进站内何股道，是停车还是通过等等有关信息。通过等等有关信息。 一般适应在新线、运量较少或速度较低，人烟稀少，生活困难地区一般适应在新线、运量较少或速度较低，人烟稀少，生活困难地区 （6 6）CBTC-CBTC-半自动闭塞方式半自动闭塞方式半自动闭塞的特征：半自动闭塞的特征：发车站与接车站人工办理闭塞手续，当列车出发后，出站

18、信号发车站与接车站人工办理闭塞手续，当列车出发后，出站信号机立即自动关闭，在未再次办理发车手续前，该出站信号机机立即自动关闭，在未再次办理发车手续前，该出站信号机不得再次开放；列车到达前方接车站后，接车站立即关闭进不得再次开放；列车到达前方接车站后，接车站立即关闭进站信号机，并办理解除两站间闭塞手续，使两站间的区间恢站信号机，并办理解除两站间闭塞手续，使两站间的区间恢复空闲等待状态。复空闲等待状态。CBTC-CBTC-半自动闭塞方式：半自动闭塞方式：在在CBTC-CBTC-半自动闭塞系统中，半自动闭塞系统中，无线通信的作用是使出发站给机车无线通信的作用是使出发站给机车司机发出无线机车信号，指挥

19、列车发车司机发出无线机车信号，指挥列车发车，而发出该信号的显，而发出该信号的显示是与发出出站信号机显示相互关联的。即前者只是在出站示是与发出出站信号机显示相互关联的。即前者只是在出站信号机允许发车的显示下才能获得机车信号，此时无线机车信号机允许发车的显示下才能获得机车信号，此时无线机车信号可以有记录为凭。此外，信号可以有记录为凭。此外，区间列车到达接车站前同样可区间列车到达接车站前同样可以获得进站信号一样显示的无线机车信号显示，指挥列车进以获得进站信号一样显示的无线机车信号显示，指挥列车进站站，以避免司机在目视路旁信号机时遇到困难，这些显示也，以避免司机在目视路旁信号机时遇到困难，这些显示也都

20、记录在案。所以，都记录在案。所以，CBTC-CBTC-半自动闭塞要比半自动闭塞要比TBTC -TBTC -半自动闭塞半自动闭塞更为方便、清楚、有责任感和安全感。更为方便、清楚、有责任感和安全感。（7 7）CBTC-CBTC-自动站间闭塞方式自动站间闭塞方式n这种方法与这种方法与CBTC-半自动闭塞相类似，只是其办理手续是自半自动闭塞相类似，只是其办理手续是自动的动的。具体而言是：发车站与接车站均有区间是否占用的检。具体而言是：发车站与接车站均有区间是否占用的检查设备，因此发车站要发车，区间占用检查设备自动检查它查设备，因此发车站要发车，区间占用检查设备自动检查它实属空闲后，两站自动办理闭塞手续

21、，并自动开放出站信号实属空闲后，两站自动办理闭塞手续，并自动开放出站信号机。在列车到达接车站并自动检查列车完整性后立即自动关机。在列车到达接车站并自动检查列车完整性后立即自动关闭进站信号机。闭进站信号机。CBTC-自动站间闭塞也同样有无线机车信号，自动站间闭塞也同样有无线机车信号，它与它与CBTC-半自动闭塞方式相似。半自动闭塞方式相似。nCBTC-自动站间闭塞的最大优点是：自动站间闭塞的最大优点是：n 它可以集中遥控闭塞手续它可以集中遥控闭塞手续，不一定在每个站都要有车站值，不一定在每个站都要有车站值班人员来检查区间是否空闲、列车是否已完整地到达等人工班人员来检查区间是否空闲、列车是否已完整

22、地到达等人工检测作用，提高劳动生产率。检测作用，提高劳动生产率。n 由于一切手续和检测是自动的由于一切手续和检测是自动的，它可节省办理闭塞手续的，它可节省办理闭塞手续的时间，从而可以提高整个区段的通过能力。当然，在时间，从而可以提高整个区段的通过能力。当然，在CBTC-自动站间闭塞方式情况下必须投入相应设备，特别需要有冗自动站间闭塞方式情况下必须投入相应设备，特别需要有冗余设备，用以提高系统的可用性、可靠性与安全性。余设备，用以提高系统的可用性、可靠性与安全性。（8 8） CBTC-CBTC-电子路签闭塞方式电子路签闭塞方式n区间闭塞方式的路签闭塞在区间闭塞方式的路签闭塞在100100年前就幵

23、始应年前就幵始应用，中国铁路在建国初期也有大量应用。用，中国铁路在建国初期也有大量应用。n从从2020世纪世纪9090年代中开始，在计算机技术、电子年代中开始，在计算机技术、电子网络技术及通信技术的推动下，铁路的路签闭网络技术及通信技术的推动下，铁路的路签闭塞方式发展为塞方式发展为电子路签闭塞方式，即不存在路电子路签闭塞方式，即不存在路签实物，而是存在电子路签签实物，而是存在电子路签( (软件软件) )，它在有关，它在有关计算机及网络中按一定的软件协议运行。计算机及网络中按一定的软件协议运行。5.2 5.2 无线移动闭塞无线移动闭塞CBTCCBTC系统的组成与原理系统的组成与原理n5.2.1

24、5.2.1 系统的基本组成系统的基本组成nCBTC系统是一个系统是一个连续数据传输的自动控制系统连续数据传输的自动控制系统，利用高精度的列车定位，利用高精度的列车定位(不依赖于轨道电路）、实现双向连续、大容量的车不依赖于轨道电路）、实现双向连续、大容量的车地数据通信，地数据通信， 能够能够执行执行列车自动防护（列车自动防护（ATP）、列车自动运行（）、列车自动运行（ATO）以及列车自动监控）以及列车自动监控（ATS）功能）功能。CBTC系统主要由系统主要由移动设备移动设备(车载设备）、轨旁设备、通信车载设备）、轨旁设备、通信网络、调度控制中心组成网络、调度控制中心组成。系统框图如图。系统框图如

25、图4-5所示。所示。n无线无线CBTC采用无线通信系统，通采用无线通信系统，通过开放的数据通信网络实现了列车过开放的数据通信网络实现了列车与轨旁设备实时双向通信，信息量与轨旁设备实时双向通信，信息量大，可以在实现列车运行控制的同大，可以在实现列车运行控制的同时附加其他功能时附加其他功能(如安全报警、员工如安全报警、员工管理及乘客信息发布等）管理及乘客信息发布等）。目前国。目前国际上诸如际上诸如Alcatel，Alstom，Siemens和和Bombardier等信号供等信号供应商均开发出了各自的应商均开发出了各自的CBTC系统系统并在全球得到了广泛的应用。并在全球得到了广泛的应用。5.2.2

26、5.2.2 系统的基本原理系统的基本原理 调度控制中心调度控制中心DCCDCC（Dispatch Control CenterDispatch Control Center）控制多个）控制多个车站控制中心车站控制中心SCCSCC（Station Control CenterStation Control Center），实现相邻），实现相邻SCCSCC之间的控制交接。之间的控制交接。SCCSCC通通过管辖范围内的多个过管辖范围内的多个基站基站BSBS（Base StationBase Station）与覆盖范围内的）与覆盖范围内的车载设备车载设备OBEOBE(On Board Equipmen

27、t)(On Board Equipment)实时双向通信联系。列车在区段内运行时，通实时双向通信联系。列车在区段内运行时，通过过全球定位系统全球定位系统GPSGPS(Global Positioning System)(Global Positioning System)、查询查询- -应答器或里程应答器或里程计装置实现列车位置和速度的测定计装置实现列车位置和速度的测定，OBE OBE 利用无线通过基站利用无线通过基站BSBS将列车位置、将列车位置、速度信息发送给速度信息发送给SCCSCC。SCCSCC通过通过BSBS周期地将目标位置、速度及线路参数等信周期地将目标位置、速度及线路参数等信息发

28、送给后行列车。息发送给后行列车。OBEOBE收到信息后，根据前车运行状态位置、速度、收到信息后，根据前车运行状态位置、速度、工况）线路参数（弯道、坡度等）、本车运行状态、列车参数工况）线路参数（弯道、坡度等）、本车运行状态、列车参数( (列车长度、列车长度、牵引重量、制动性能等），采用车上计算、地面牵引重量、制动性能等），采用车上计算、地面(SCC)(SCC)计算或是车上、地计算或是车上、地面同时计算出最佳的速度面同时计算出最佳的速度- -距离模式控制曲线，距离模式控制曲线，并根据信号故障并根据信号故障- -安全原则，安全原则，预测列车在一个信息周期末的状态能否满足列车追踪间隔的要求，从而预测

29、列车在一个信息周期末的状态能否满足列车追踪间隔的要求，从而确确定合理的驾驶策略（最佳运行控制命令）定合理的驾驶策略（最佳运行控制命令），实现列车在区段内高速、平稳，实现列车在区段内高速、平稳的以最优间隔追踪运行。的以最优间隔追踪运行。5.2.3 5.2.3 系统的基本结构系统的基本结构 CBTC系统分为系统分为列车控制和信息传输两大部分列车控制和信息传输两大部分，其中，其中列车控制部分为列车控制部分为ATC 系统系统，包括包括ATP、ATO、ATS三个子系统三个子系统，完成列车状态信息以及数据信息的处理，并控，完成列车状态信息以及数据信息的处理，并控制列车运行。制列车运行。信息传输部分采用无线

30、通信系统信息传输部分采用无线通信系统，进行连续双向的车一地通信，完成，进行连续双向的车一地通信，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。图列车向地面控制设备传递列车的位置、速度以及其他状态。图4-7是是CBTC系统的具系统的具体结构示意图，该系统以列车为中心，其主要子系统包括：体结构示意图，该系统以列车为中心，其主要子系统包括：区域控制器，车载控制区域控制器，车载控制器，列车自动监控器，列车自动监控ATS（中央控制），数据通信系统和司机显示（中央控制），数据通信系统和司机显示等。等。 区域控制器区域控制器即区域的本地计算机，与联锁区一一对应，通过数据通信系统保持与即区域的本地计

31、算机，与联锁区一一对应，通过数据通信系统保持与控制区域内所有列车的安全信息通信。控制区域内所有列车的安全信息通信。根据来自列车的位置报告跟踪列车并对区域根据来自列车的位置报告跟踪列车并对区域内列车发布移动授权，实施联锁内列车发布移动授权，实施联锁。区域控制器采取三取二的检验冗余配置。区域控制器采取三取二的检验冗余配置。 车载控制器车载控制器(VOBC)(VOBC)，实现列车自动防护，实现列车自动防护ATPATP和列车自动运行和列车自动运行ATOATO功能，采取三取二的冗余功能，采取三取二的冗余配置。车载应答配置。车载应答- -查询器和天线与地面的应答查询器和天线与地面的应答器（信标器（信标)

32、)进行列车定位，测速发电机用于测进行列车定位，测速发电机用于测速和对列车定位进行校正。速和对列车定位进行校正。司机显示司机显示提供司机提供司机与车载控制器及列车自动监控与车载控制器及列车自动监控ATSATS的接口，显的接口，显示的信息包括最大允许速度、当前测得速度、示的信息包括最大允许速度、当前测得速度、到站距离、列车运行模式及系统出错信息等。到站距离、列车运行模式及系统出错信息等。数据通信系统数据通信系统实现各子系统间的通信，采用开实现各子系统间的通信，采用开放的国际标准，以以太网作为列车控制子系统放的国际标准，以以太网作为列车控制子系统间的接口标准，以间的接口标准，以802.11802.1

33、1作为无线通信接口标作为无线通信接口标准，这两个标准均支持互联网协议准，这两个标准均支持互联网协议(IP(IP）。）。5.3 5.3 无线移动闭塞无线移动闭塞CBTCCBTC系统的功能系统的功能5.3.15.3.1系统的基本功能系统的基本功能 IEEE制定的制定的CBTC标准列举了典型的标准列举了典型的CBTC系统的基本功能框图。系统的基本功能框图。 整个系统包括整个系统包括“CBTC地面设备地面设备”和和“CBTC车载设备车载设备”功能模块功能模块，地面和车载设，地面和车载设备模块通过备模块通过“数据通信网络数据通信网络”连接起来，构成系统的核心功能模块。功能框图中还连接起来，构成系统的核心

34、功能模块。功能框图中还单独列出了单独列出了“联锁联锁”功能模块功能模块，该功能模块与，该功能模块与CBTC地面设备连接。考虑到不同的线地面设备连接。考虑到不同的线路长度可能需要多套的路长度可能需要多套的CBTC地面设备，所以在典型框图中还列出了地面设备，所以在典型框图中还列出了“相邻的相邻的CBTC地面设备地面设备”模块模块。最后，在。最后，在CBTC设备的基础上，增加设备的基础上，增加ATS模块模块，用于实现系统的，用于实现系统的ATS功能。以上列举的是功能。以上列举的是CBTC系统的典型结构，实际的系统可能由于不同的设备提系统的典型结构，实际的系统可能由于不同的设备提供商、不同的工程需要而

35、有所差异。但是，所有系统均采用数据通信网络，连接供商、不同的工程需要而有所差异。但是，所有系统均采用数据通信网络，连接CBTC地面和车载设备，实现地面和车载设备，实现ATP功能，控制列车安全运行。功能，控制列车安全运行。5.3.2 5.3.2 系统的具体功能系统的具体功能1) 1) 列车位置、运行速度及方向确定功能列车位置、运行速度及方向确定功能 CBTCCBTC系统需要决定每辆列车的头部以及尾部的位置，系统需要决定每辆列车的头部以及尾部的位置，误差误差在在1010英尺（英尺（3.048m3.048m）以内。）以内。CBTCCBTC系统永远不需要手动输入列车系统永远不需要手动输入列车位置以及列

36、车长度数据。位置以及列车长度数据。CBTCCBTC系统需要决定每辆系统需要决定每辆列车的速度和列车的速度和方向，精度在方向，精度在2 2英里英里/ /小时小时(3.22km/h)(3.22km/h)内内。2) 2) 安全的列车间隔（移动权限）控制功能安全的列车间隔（移动权限）控制功能 每列配有每列配有CBTCCBTC的列车在的列车在CBTCCBTC区域内运行时将拥有一个区域内运行时将拥有一个移动移动权限权限(MAL)(MAL)，这是根据条件实时计算出来的。列车的，这是根据条件实时计算出来的。列车的MALMAL计算是计算是基于列车的安全刹车模式的。总的来说，在基于列车的安全刹车模式的。总的来说，

37、在任一时刻一辆列车任一时刻一辆列车的允许速度都设置为使列车停在前面列车的安全距离内的允许速度都设置为使列车停在前面列车的安全距离内。一辆。一辆给定列车的实时给定列车的实时MALMAL还受到其他因素的影响，这将在后续部分还受到其他因素的影响，这将在后续部分进行介绍。进行介绍。 3) 3) 超速防护（超速防护（ATPATP）功能）功能 CBTCCBTC超速防护用于防止列车速度超过最大允许速度。超速防护用于防止列车速度超过最大允许速度。列车列车允许的最大速度是使得列车能够安全停在前面列车安全距离的允许的最大速度是使得列车能够安全停在前面列车安全距离的速度。其他影响因素包括速度。其他影响因素包括区间速

38、度限制，设备的速度限制，任区间速度限制，设备的速度限制，任何区间的临时速度限制以及何区间的临时速度限制以及CBTCCBTC系统及路旁设备的故障等系统及路旁设备的故障等。4) 4) 零速度探测零速度探测- -非常规停车功能非常规停车功能 当列车速度降到当列车速度降到2 2英里小时英里小时22(3.22km/h)22(3.22km/h)以下并持续以下并持续2s2s时，时，CBTCCBTC系统应该做出系统应该做出非常规停车非常规停车决定决定。这项功能的主要目的是使。这项功能的主要目的是使得在规定时间限制内的一个非常规停车得到批准。得在规定时间限制内的一个非常规停车得到批准。CBTCCBTC系统的系统

39、的故障会批准一个非常规停车，从而进行紧急刹车。故障会批准一个非常规停车，从而进行紧急刹车。 当列车速度高于当列车速度高于“零速度零速度”时，规定列车控制系统控制的时，规定列车控制系统控制的车门是不允许打开的。车门是不允许打开的。5) 5) 车门开启控制连锁功能车门开启控制连锁功能 CBTC系统将禁止列车控制系统开启车门，除非同时满足以系统将禁止列车控制系统开启车门，除非同时满足以下条件：下条件：列车处于零速度状态；列车处于零速度状态；最小服务刹车程序在车门最小服务刹车程序在车门开启时起作用；开启时起作用；将要开启的车门位于将要开启的车门位于“车门开启区域车门开启区域”。只只有当车门处于站台内并

40、且列车与站台处于同一侧车门开启区域有当车门处于站台内并且列车与站台处于同一侧车门开启区域时，才允许车门开启。时，才允许车门开启。6) 6) 离站联锁功能离站联锁功能 规定禁止列车停车后移动，除非所有车门闭合并上锁。规定禁止列车停车后移动，除非所有车门闭合并上锁。7) 7) 紧急制动功能紧急制动功能 根据应用设计，根据应用设计，CBTC系统在情况需要时能够进行紧急刹车，系统在情况需要时能够进行紧急刹车，并能够在条件不满足时制止紧急刹车程序的施行。在大多数的并能够在条件不满足时制止紧急刹车程序的施行。在大多数的应用中紧急刹车是在非常规停车末进行的，或者当非常规停车应用中紧急刹车是在非常规停车末进行

41、的，或者当非常规停车实施后列车刹车服务不能足够地减慢列车速度时进行。非常规实施后列车刹车服务不能足够地减慢列车速度时进行。非常规停车通常是由列车防护功能提供的最大限度刹车实现的，因为停车通常是由列车防护功能提供的最大限度刹车实现的，因为列车速度已经超过了规定速度并且人为或者自动控制不能够足列车速度已经超过了规定速度并且人为或者自动控制不能够足够地降低列车速度。非常规停车是不可取消的，并且只有在列够地降低列车速度。非常规停车是不可取消的，并且只有在列车速度为零时才能够被重置。车速度为零时才能够被重置。8) 8) 线路联锁功能线路联锁功能 如果一条线路进行了联锁，那么如果一条线路进行了联锁，那么C

42、BTC将提供联锁将提供联锁功能来防止列车相撞或者出轨功能来防止列车相撞或者出轨。这与传统联锁（闭塞）。这与传统联锁（闭塞）概念的功能一样概念的功能一样(例如车站进路联锁例如车站进路联锁)。线路联锁是指线路联锁是指严格的无线移动授权和进路联锁的制约关系，严格的无线移动授权和进路联锁的制约关系，移动权移动权限（限（MAL）只有在进路锁闭后才能延伸到联锁线路上。）只有在进路锁闭后才能延伸到联锁线路上。一旦一旦MAL进入联锁路段，线路就将锁闭，直到列车驶进入联锁路段，线路就将锁闭，直到列车驶出联锁路段。在大多数情况下，虽然联锁在出联锁路段。在大多数情况下，虽然联锁在CBTC区区域外，并由路边系统通过传

43、统的信号技术进行控制，域外，并由路边系统通过传统的信号技术进行控制，但但CBTC系统将和路边设备以及联锁设备连接并提供系统将和路边设备以及联锁设备连接并提供列车所需的防护功能。列车所需的防护功能。5.3.3 CBTC5.3.3 CBTC不同应用水平的基本功能不同应用水平的基本功能(1)(1)构成闭塞功能。构成闭塞功能。在在TBTCTBTC系统中各种水平的应用均依靠轨道电路来构成闭系统中各种水平的应用均依靠轨道电路来构成闭塞，因为闭塞是保证行车的基本方法。塞，因为闭塞是保证行车的基本方法。在在CBTCCBTC系统中，则必须同样具有构系统中，则必须同样具有构成闭塞区段的功能。成闭塞区段的功能。在在

44、CBTCCBTC半自动闭塞系统中，采用进半自动闭塞系统中，采用进/ /出站口的标志器、出站口的标志器、查询查询- -应答器或其他类似设置来表明站间闭塞的分界口，并且要达到在出站应答器或其他类似设置来表明站间闭塞的分界口，并且要达到在出站标志之后一定使用某个专用频率来区分，用这个频率来构成机车信号以供标志之后一定使用某个专用频率来区分，用这个频率来构成机车信号以供给司机给司机( (指最低应用水平），或用此信号显示供给车载设备上指最低应用水平），或用此信号显示供给车载设备上ATPATP系统系统( (指较指较高一级应用水平）。高一级应用水平）。CBTCCBTC中的闭塞功能可以是固定的，也可以是移动的

45、。中的闭塞功能可以是固定的，也可以是移动的。目前在目前在CBTC-CBTC-半自动闭塞系统中的闭塞区段长度相当于站间长度，而在半自动闭塞系统中的闭塞区段长度相当于站间长度，而在CBTC-MASCBTC-MAS系统中则为最短，其长度为本列车常用制动所需的距离附加安全系统中则为最短，其长度为本列车常用制动所需的距离附加安全距离。所以闭塞功能也是保证安全功能。距离。所以闭塞功能也是保证安全功能。(2)(2)列车定位功能。在列车定位功能。在CBTCCBTC系统中定位精度愈高，则系统可使行车效率愈高。系统中定位精度愈高，则系统可使行车效率愈高。(3)(3)速度计算功能。速度计算功能。CBTCCBTC系统

46、要有能力计算出在给定最大允许列车车速条件系统要有能力计算出在给定最大允许列车车速条件下本列车目前最大可能达到的车速。因为在任意一个移动闭塞区间，列车下本列车目前最大可能达到的车速。因为在任意一个移动闭塞区间，列车只能依据各种动态和静态参数，以及其定位值和实际速度来计算出应有速只能依据各种动态和静态参数，以及其定位值和实际速度来计算出应有速度，才能保证安全。度，才能保证安全。(4)(4)信息采集功能。信息采集功能。CBTCCBTC系统必须向系统的地面设施和车载设施及时、动态系统必须向系统的地面设施和车载设施及时、动态地给出相应的参数和运行状态，以备司机人为或车载设备自动地作出应有地给出相应的参数和运行状态，以备司机人为或车载设备自动地作出应有的操作。的操作。(5)(5)双向通信功能。双向通信功能。CBTCCBTC系统为管辖范围内列车及地面设施提系统为管辖范围内列车及地面设施提供良好的双向通信功能，它不仅供良好的双向通信功能，它不仅提供运行列车的参数，而且也提供运行列车的参数，而且也应提供非信号范围内的各种有关参数应提供非信号范围内的各种有关参数，满足信息社会所需的数，满足信息社会所需的数据要求。据要求。(6)(6)信息记录功能。信息记录功能。CBTCCBTC系统应具有良好的记录功能，即不仅系统应具有良好的记录功能，即不仅在车载设施上，而且还应在地面设施有记录。这种记录应