地面ATP子系统技术规格书

1、地面ATP子系统技术规格书项目编号GC0018文件编号BJL19-3208版 本 号V1.01审批姓名签字日期编写沈鹏翔审核沈鹏翔批准赵云飞签署页文件名称地面ATP子系统技术规格书文件编号BJL19-3208版本信息V1.0与会单位签署北京市轨道交通建设管理有限公司：日期：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司：日期：交控科技股份有限公司：日期：文件变更记录版本修订原因修订内容修订人日期修订章节修订类型修订描述0.1创建文档ALLA创建文件沈鹏翔0.2修改相关描述及图纸图2-1M更新结构图沈鹏翔0.2细化相关功能的描述4.1.34.1.44.1.54.1.64.1.94.1.101.4.11M

2、细化相关功能描述沈鹏翔0.3第一次设计联络会会议纪要_3.2A将ZC子系统技术规格书更名为地面ATP子系统技术规格书，并补充点式级别下相关内容描述。沈鹏翔0.3第一次设计联络会会议讨论_3.1.2A补充列车安全位置计算逻辑沈鹏翔0.3第一次设计联络会会议讨论_图4-1A修改图沈鹏翔0.3第一次设计联络会会议讨论_3.1.15A补充分不同通信故障情况下的处理。沈鹏翔0.3第一次设计联络会会议讨论_3.1.20A确认远程紧急制动功能下发范围沈鹏翔1.0升级为1.0ALL正式版升级为1.0沈鹏翔1.1根据第三方意见修改3.1.36A增加SPKS信息增加第6章RAMS沈鹏翔注释：修订类型： A 增加

3、M 修改 D 删除。目录目录31.引言51.1背景51.2目的51.3范围51.4引用文件51.5术语和定义51.6假设与约束72.产品架构描述83.产品功能规范94.产品主要原理104.1ZC应用软件原理104.1.1列车筛选104.1.2列车安全位置计算104.1.3列车移动授权计算104.1.4ZC切换114.1.5列车排序114.1.6计轴区段非通信车占用判断114.1.7列车闯红灯判断124.1.8列车自动注销124.1.9信号机强制命令计算124.1.10轨道占用更新134.1.11ARB判断134.1.12逻辑区段状态校核134.1.13列车跨压信号机判断144.1.14线路数据

4、管理144.1.15通信故障处理144.1.16时钟同步154.1.17提供维护数据154.1.18FAO功能154.1.19停车保证功能154.1.20远程紧急制动功能164.1.21雨雪模式功能164.1.22车库门联动164.1.23列车脱轨防护164.1.24休眠人工确认筛选174.2安全计算机平台原理174.2.1冗余174.2.2同步184.2.3数据表决184.2.4Shutdown194.2.5运行等级转换194.2.6提供维护数据194.3ZC维护子系统（ZCM）194.3.1ZC运行数据接收与记录功能194.3.2ZC运行数据分析与显示功能194.3.3ZC运行状态上报功能

5、205.产品性能描述205.1运行时间205.1.1工作周期205.1.2运营时间205.2同步方式205.2.1任务级同步205.2.2同步容差215.3切换时间216.产品对外接口描述216.1人机接口216.2通信接口216.3电源接口216.4综合接地接口216.5与CBTC系统其他子系统接口226.5.1VOBC-ZC226.5.2ZC-ZC226.5.3ZC-TIAS236.5.4ZC-CI236.5.5ZC-DSU247.产品维护描述247.1日常维护247.2故障处理247.2.1U操作指示面板上通道1或通道2恢复按钮点亮247.2.2U操作指示面板上通道1或通道2工作指示灯熄

6、灭257.2.3U操作指示面板上通信控制器1或通信控制器2工作恢复按钮点亮257.2.4U操作指示面板上通信控制器1或通信控制器2工作指示灯熄灭257.2.5U操作指示面板上通道的电源指示灯熄灭257.2.6U操作指示面板上通信控制器的电源指示灯熄灭257.3维护支持设备267.4维护所需资源261. 引言1.1 背景本文地面ATP子系统包括安装在车站室内的地面ATP部分和安装在室外轨旁的地面ATP两部分。安装在车站室内的地面ATP设备主要包括：Ø 区域控制器ZC；Ø 数据存储单元DSU，见DUS子系统技术规格书；Ø 轨旁电子单元LEU。室外部分主要完成CBTC及

7、其ITC下的功能，由于两种模式的转变是自动的，并且是完全无扰的，故室外的一些设备是两种模式下均使用。Ø 应答器；Ø 次级轨道占用；ZC子系统是CBTC系统的轨旁部分，是CBTC系统中的地面核心控制设备，是地车信息交互的枢纽。主要负责根据通信列车所汇报的位置信息以及联锁所排列的进路和轨旁设备提供的轨道占用/空闲信息，为其控制范围内的通信列车计算生成移动授权（MA），保证其控制区域内通信列车的安全运行，具备在各种列车控制等级和驾驶模式下进行列车管理的能力。1.2 目的本文档旨在对北京19号线一期信号系统项目中的ZC子系统进行整体介绍，主要对包括ZC子系统的架构组成、功能规范、主

8、要原理、对外接口等内容进行描述，以便于相关人员熟悉和了解ZC子系统。1.3 范围本文档供公司北京19号线一期工程相关人员使用，其他单位或个人无权拷贝，复制和使用此文档。1.4 引用文件1合同文件1.5 术语和定义本文档使用到的缩写如下表所示： 1.6 假设与约束由于运营线路存在双方向运行的需求，ZC子系统需求做如下假设：（1）同一时刻同一计轴内不能允许存在运行方向相反的列车；（2）联锁办理进路时，不会出现两列车分别在相邻计轴内对向运行的可能性，但允许出现两列车分别在相邻计轴内反向运行，如下图所示：2. 产品架构描述12地面ATP子系统包括安装在车站室内的地面ATP部分和安装在室外轨旁的地面AT

9、P两部分。2.1 室内部分安装在车站室内的地面ATP设备主要包括：Ø 区域控制器ZC；Ø 数据存储单元DSU；Ø 轨旁电子单元LEU。2.1.1 区域控制器ZCZC子系统作为涉及行车安全的设备，同VOBC、CI、DSU、TIAS间均存在信息交互，其能否安全可靠运行将直接影响整个CBTC系统的安全运营和线路通行效率，因此必须符合故障-安全原则，应按照国际安全标准安全完整度等级4级（SIL4级）的要求进行设计。ZC子系统包含安全计算机平台、ZC应用软件及ZCM维护机。安全计算机平台采用了2取2乘2技术，分为两个通道，每个通道的内部逻辑结构完全一致，均由FTSM、安全计

10、算机主处理单元、通信控制器组成。其中，FTSM单元包括通信板、FPGA逻辑板、输入板、输出板、电源板等；安全计算机主机由两台规格完全相同的处理单元构成，每个处理单元内部均加载ZC应用软件。两系的FTSM逻辑板间进行同步和互锁处理，及时通过通信板向主机发送同步信号和动态指示信号等。外网红网、蓝网的数据分别通过通信控制器A系和通信控制器B系接收并处理后，分别发送给处理单元1/2/3/4，安全计算机平台主机软件将数据处理后传递给ZC应用进行功能处理，并进行一定的比较和数据表决后将处理后的结果输出给通信控制器A或B发送出去。ZC应用软件实现了ZC子系统的核心应用逻辑，与平台软件及协议软件共同运行于安全

11、计算机平台的每一台应用处理机上。基于安全计算机平台的结构特点以及ZC子系统的高安全性需求，ZC应用软件采用双版本软件策略，分别采用传统人工编码方式和基于高安全性应用开发环境（SCADE）自动生成代码方式实现ZC应用软件，双版本软件分别运行于一个通道内的两个处理单元上，由平台进行表决处理。ZCM维护机一方面通过2块独立的网卡通过ZC设备的内网与ZC设备连接，接收ZC设备发送的运行状态记录数据，ZCM子系统软件记录、分析这些数据，并将分析结果以图形界面方式显示出来，另一方面通过第3块独立网卡与CBTC系统维护网连接，能够将ZC设备运行状态信息发送给维护中心。图 2-1 系统结构框图2.1.2 数据

12、存储单元DSUDSU子系统是CBTC系统中的地面重要控制设备，主要负责全线临时限速存贮和下载功能，以及数据存贮和数据版本管理等功能。详见DSU子系统技术规格书2.1.3 轨旁电子单元LEU轨旁电子单元 (LEU) 是与有源应答器直接连接的设备，是在CBTC降级备用ITC模式下使用的ATP地面设备，LEU向有源应答器传输点式级别下的MA信息，满足应答器上行链路数据传输的需要。LEU设备如下图所示。图 2-2 LEU设备实物图机械结构及性能指标要求详见应答器子系统技术规格书在点式级别下，LEU接收CI发送的控制命令，选择相应的点式MA信息，并将该点式MA信息发送到有源应答器，车载ATP接收到MA信

13、息后，对列车进行ITC模式下的安全控制。同时，LEU能够将工作状态信息上传给CI子系统，通过CI子系统转发给维护子系统。2.2 室外部分ATP子系统轨旁设备的室外部分主要完成CBTC及其ITC模式下的功能，由于两种模式的转变是自动的，并且是完全无扰的，故室外的一些设备是两种模式下均使用。地面ATP室外部分的结构框图如下图所示：图 2-3 地面ATP室外部分结构图地面ATP室外部分由以下部分组成：Ø 应答器：为点式级别列车提供移动授权（MA）信息,并为CBTC级别列车和点式级别列车提供位置信息；Ø 计轴设备/轨道电路：实现列车在线路上的占用/出清检测。2.2.1 应答器本工程

14、中应答器可以分为有源应答器、无源应答器和休眠唤醒应答器符合欧标应答器各项标准、要求。2.1.1.1 有源应答器有源应答器包含可变应答器和填充应答器两种：可变应答器布置在进路始端信号机前，向经过的点式列车发送点式MA信息。填充应答器用以复示前方信号机的状态信息，根据牵引计算的结果进行设置，用以提高线路的通过能力。有源应答器带有长度为9.6米的尾缆，尾缆采用WDZC-LEU-BSYPY（1*2*1.14）双绞屏蔽电缆，并有蛇皮管防护。其外形尺寸：495mm×260mm×45.5mm，下图为有源应答器的实物图片。图 2-4 有源应答器的实物照片有源应答器接收来自LEU的8.82K

15、Hz偏置电压信号，经过整流稳压后为应答器有源部分提供电源。其主要技术参数如下：A. 下行链路功率载频接收：27.095MHz±5kHz 。B. 上行链路信号发送： Ø 上边频:3.951MHz±1kHz Ø 下边频:4.516MHz±1kHzØ 调制速率564.48±1KbpsØ 调制方式：FSK。有源应答器的布置原则如下：Ø 站台出站方向/折返线折出信号机方向布置可变应答器，可实现列车在站台升级至点式级别；Ø 区间道岔防护信号机、正向阻挡信号机和区间分隔信号机前，布置可变应答器，可实现列车在区

16、间升级至点式级别；Ø 根据点式级别下的能力分析计算结果，布置填充应答器，以满足点式级别的能力要求。Ø 根据全线能力分析结果，需要在区间信号机前方布置填充应答器。此填充应答器是为了保证列车在区间的运行效率，当前方信号机为绿灯时，列车通过IB来获得更长的MA终点信息，从而提高原有运行速度，消除列车点头现象。Ø 填充应答器的位置，根据能力分析的计算结果给出。2.1.1.2 无源应答器无源应答器中存储的信息包含应答器标识信息，该标识对于整个线路上的每个应答器是唯一的。应答器标识同样包含在储存于车载ATP里的静态线路描述中，当列车经过应答器时，车载ATP通过查询获得应答器的

17、信息，可实现列车的位置校正。无源应答器外形尺寸：495mm×260mm×45.5mm，下图为无源应答器的实物图。图 2-5 无源应答器实物图无源应答器的技术指标如下:A. 下行链路功率载频接收：27.095MHz±5kHz B. 上行链路信号发送： Ø 调制方式：FSKØ 上边频:3.951MHz±1kHz Ø 下边频:4.516MHz±1kHzØ 调制速率564.48±1Kbps无源应答器的布置原则如下：Ø 转换轨布置两个无源应答器，实现列车的轮径校正功能；Ø 转换轨、联络

18、线入口处、正线停车线入正线处设置无源应答器，用于列车初始化；Ø 车站站台、正线停车库线设置无源应答器，用于精确停车；Ø 在分歧线路（列车行驶线路上存在两种以上的路径，如道岔）处设置无源应答器，用于实现重定位；Ø 按照车载测距的精度要求，在区间布置位置校正应答器。Ø 车辆段自动控制区域设置无源应答器（欧标），用于列车定位。Ø 为实现定位信息头尾冗余，布置相应应答器。2.1.1.3 休眠唤醒应答器休眠唤醒应答器是一种特殊的无源应答器，其主要功能和特点与无源应答器相同，具体描述如下：a) 通过接收车载天线发送的载频能量获得电源和时钟，驱动应答器中的信

19、号发生器工作，循环无缝地发送存储在应答器中的数据报文。b) 能够通过无线编程器读出和检查存储在应答器中的数据报文。c) 无线编程器修改应答器中的数据报文，需经过严格的授权和多重安全检查后才能完成。休眠唤醒应答器外形尺寸：外形尺寸：950mm×245mm×41.5mm，下图为实物图。图 2-6 休眠唤醒应答器实物图休眠唤醒应答器的技术指标如下:A. 下行链路功率载频接收：27.095MHz±5kHz B. 上行链路信号发送： 调制方式：FSK 上边频:3.951MHz±1kHz 下边频:4.516MHz±1kH调制速率564.48±1K

20、bps休眠唤醒应答器的布置原则如下：Ø 正线和车辆段的适当地点（正线存车线，终端折返线，停车列检库）设置用于休眠唤醒的应答器设备；2.2.2 计轴设备本工程采用计轴设备主要是后备列车占用检测设备，当列车轮对经过计轴设备时，计轴设备对计轴点产生的脉冲进行计数，通过记录和比较驶入和驶出轨道区段的轴数，以此确定轨道区段的占用或空闲。详见计轴技术规格书。3. 主要功能3.1 ZC子系统功能描述3.1.1 列车筛选· 装备列车（安装了车载ATP的列车）进入CBTC区域后可以申请受管辖ZC的控制；· 在CBTC区域内的故障列车（故障列车是指：列车进入正线后，由于某种原因导致丢

21、失位置，通信故障或者司机手动降级不再向ZC汇报位置后ZC认为该车为故障列车。）重新汇报位置后，也可以申请受管辖ZC的控制；· 两列追踪列车，后方列车故障降级后，前方列车的尾部存在追尾风险；· 两列追踪列车，前方列车故障降级后，后方列车的头部存在未知风险。以上等等情况中均需要ZC为列车进行筛选，通过筛选确定列车前方和后方或者其一是否存在隐藏列车，以确保列车的运行安全。筛选成功的列车能够正常升级为CBTC级别接受ZC控制。列车筛选分为前端筛选和后端筛选。列车前端筛选的完成要求列车头部距离计轴端点小于线路上可能出现的最短车长（可配置），列车运行方向前方一个计轴区段空闲。列车后端筛

22、选的完成要求列车尾部距离计轴端点小于线路上可能出现的最短车长，列车运行方向后方一个计轴区段空闲。3.1.2 列车安全位置计算车载设备连续、自动地通过速度传感器/雷达测速、应答器报文定位，对列车当前最可能的实际位置进行安全可靠的检测，并将此位置信息汇报给ZC。由于通信延时和测距误差的存在，列车汇报的位置并不能作为ZC在计算中直接使用的位置，因此，在本文档中将列车汇报的位置称为列车的非安全位置。ZC根据列车汇报的非安全位置信息，结合列车的当前速度、测距误差及通信延时等因素，实时为通信列车计算一定的安全包络（安全包络包含列车车头包络以及列车车尾包络）并将增加安全包络后的位置称为列车的安全位置。ZC在

23、列车移动授权计算、列车追踪相关功能、辅助运营等功能中均使用该安全位置。ZC计算车头的安全包络为：根据列车位置汇报信息的通信延迟时间内，列车的最大前行距离。安全车头位置计算ZC计算车尾的安全包络为：（一）列车不存在退行风险当列车汇报的速度方向向前，或者列车的当前速度小于零速时，认为列车不存在退行风险，如下图所示，ZC认为车尾安全位置即为列车汇报的最小安全后端位置；不存在退行风险时，列车安全车尾位置计算（二）列车存在退行风险当列车汇报的实际运行方向与期望运行方向相反，且车速大于零速时，认为列车存在退行风险，如下图所示，ZC认为车尾安全位置即为列车汇报的最小安全后端位置+允许退行距离+后溜距离。存在

24、退行风险时，列车安全车尾位置计算3.1.3 列车移动授权计算在CBTC级别下，移动授权（MA）是指由ZC生成的，指导VOBC按照给定的运行方向、给定的限制速度安全的运行通过的轨道区段。在CBTC系统中，通过移动授权实现保持列车运行间隔,与联锁设备配合为列车提供安全防护的功能。在CBTC系统中，CT列车接受ZC的控制，并且按照ZC计算的MA运行。ZC根据CT列车汇报的非安全位置及测距误差等信息计算生成列车安全位置信息，并结合联锁当前排列的进路，以及进路内障碍物的状态信息，综合计算生成MA。对MA产生影响的因素（包含设备或者障碍物）有：Ø 道岔Ø 站台门Ø 紧急关闭按

25、钮Ø 计轴区段Ø 前方运行列车Ø 当前设置的进路（包括折返进路、基本进路、退出CBTC进路等）Ø 临时限速信息Ø SPKS状态图4.1 移动授权原理当道岔故障时，需要根据列车当前位置进行不同的处理：a) 道岔失去锁闭状态，道岔区域位于列车车头前方CI汇报道岔失去锁闭状态，且道岔区域位于列车车头前方时，ZC将MA回撤至道岔区域始端计轴区段位置b) 道岔失去锁闭状态，道岔区域位于列车车身范围CI汇报道岔失去锁闭状态，且道岔区域位于列车车身范围时， ZC须通知列车紧急制动。c) 道岔失去锁闭状态，道岔区域位于列车车尾后方CI汇报道岔状态失去锁闭状态，

26、且道岔区域位于列车车尾后方时， 不对列车的正常运行造成影响。当列车在区间运行，联锁为列车办理区间通过进路且进路包含overlap时，列车向ZC申请MA，ZC为列车匹配该进路后，当OverLap未建立时，MA终点为OverLap计轴区段始端位置，向车载发送的保护区段字段为“无效”；当overlap已建立时，MA终点为overlap计轴区段的终端位置，向车载发送的保护区段字段为“有效”。图4.2区间运行，区间进路包含OverLap，且OverLap未建立图4.3区间运行，区间进路存在OverLap，且OverLap已建立当CT列车运行到达线路设置进行折返作业的区域（站外折返轨或者站内折返轨）后，Z

27、C将根据联锁排列的折返进路等信息明确即将进行的折返行为，列车正常运行至折返点时，向ZC发送折返模式信息，在折返线完成注销、换端等过程后，折返后运行端重新与ZC建立通信，ZC为折返后的通信列车计算移动授权，列车根据移动授权折出折返线，进入发车股道，如图所示。图4.4 CBTC下列车进行折返示例在CBTC系统中，CT列车故障后的恢复升级主要指列车重新汇报位置后，ZC为列车添加前端可疑和后端可疑标志，并不断判断列车能否完成前端筛选，若列车满足前端筛选完成条件，则将前端可疑标志去除，为列车计算生成MA，通知列车升级为CBTC级别的CM/AM模式。注：后端可疑标志在此场景中并不不影响列车的升级和计算MA

28、。图 4.5 列车故障后的恢复升级示例在CBTC系统中，多列CT车同时接受同一ZC控制，根据列车在线路位置的不同，可以划分为以下不同的情况来描述：Ø 前车位于站台区域内，后车的MA将不能延伸到站台区域内，只能发送到站台区域的始端；Ø 两列车在区间运行，后车的MA终点将设置在前车的安全车尾位置处，两车追踪。图4.6 CBTC下双车追踪运行在CBTC系统中存在混运的情况。当CT列车与UT列车共线运行时，ZC无法获知UT列车的精确位置，只能根据确定UT列车所处的计轴区段的状态，以及已办理进路信息为CT列车计算MA。如图所示，当CT列车位于UT列车后方时，CT列车的MA应与UT列车

29、占压的计轴区段间隔一个空闲的计轴区段，以保证行车安全；当CT列车位于UT列车前方时，CT列车正常运行不会受到UT列车的影响。图4.7 CT车追踪UT车当某一列车的车地通信设备故障或车载设备故障时，ZC需要根据计轴占用情况判断故障列车在线路中的位置（此时计轴区段即为障碍物）。ZC对故障列车以及故障列车后方的通信列车进行移动授权更新，保证安全的条件下使故障列车后的CT列车仍按 ATO追踪方式运行。Ø 两列CT列车在同一计轴区段内运行，当前车发生故障降级为UT列车时，无论前车是否维持向ZC的位置汇报，ZC须向后车发送空MA，通知后车立即紧急制动。Ø 两列CT列车在相邻计轴区段内运

30、行，当前车发生故障降级为UT列车时，ZC须向后车发送空MA，通知后车立即紧急制动。图4.8 CT车相邻计轴区段内追踪，前车故障Ø 两列CT列车在间隔一个计轴区段内运行，前车发生故障时，ZC须将后车的MA回撤至间隔计轴处，保证CT列车与UT列车间隔一个空闲的计轴区段。图4.9 CT车间隔计轴区段内追踪，前车故障Ø 两列CT列车在同一计轴区段内运行，当后车发生故障降级为UT列车时，前车的运行不应受后车紧急制动的影响，ZC为其计算的MA不变。若后车故障降级后，维持对ZC的位置汇报，则前车不受影响；若后车失去对ZC的位置汇报，为保证行车安全，ZC需对前车重新完成后端筛选。图4.10

31、 后车降级，前车重新进行后端筛选车库门防护：ZC为列车计算移动授权时，应对列车前方的车库门进行防护：若车库门为关闭，且位于列车前方，ZC为列车计算的移动授权不允许越过库门；若列车车尾已经越过库门，则库门的状态对该列车无影响；若列车驶过库门过程中，库门关闭，则应向列车发送空MA，列车紧急制动并提示转RM。列车动态测试过程中，也有进行车库门防护。SPKS区域防护：ZC为列车计算移动授权时，应对列车前方的SPKS区域进行防护：若SPKS区域封锁，且位于列车前方，ZC为列车计算的移动授权不允许越过SPKS区域；若列车车尾已经越过SPKS区域，则SPKS区域的状态对该列车无影响；若列车位于SPKS区域中

32、间时，SPKS区域封锁，则应向列车发送紧急停车命令，紧急不降级。· 列车未进入SPKS区域时，若SPKS开关状态为打开或未知，应将移动授权回撤至SPKS封锁区域始端；若SPKS开关状态为关闭，列车正常运行。· 列车位于SPKS区域内，若SPKS开关状态为打开或未知，应向列车发送紧急停车命令，紧急不降级；若SPKS开关状态为关闭，列车正常运行。· 列车已驶过SPKS区域后，不论SPKS开关为何状态，均对列车的运行无影响。· 列车未进入SPKS区域时，若SPKS开关按下，MA将回撤至SPKS封锁区域始端；如果MA回撤导致列车无法正常进站，按照以下原则处理：列

33、车未进入站台，将MA发送至站台始端，不允许列车进站；列车已经进入站台，将MA发送至站台终端。3.1.4 ZC切换根据城市轨道交通信号设计需要，在线路中可设置多个设备集中区，对应多个设备集中区设置多个ZC，每个ZC管辖一段线路范围，因此在CBTC系统中，存在ZC与ZC间交互的情况。ZC切换是指CT列车从一个ZC的管辖区域正常运行进入另一个ZC的管辖区域的过程。在ZC切换过程中，列车运行驶出的ZC被称为移交ZC，列车运行驶入的ZC被称为接管ZC。为保证在ZC切换过程中列车安全运行，在每个ZC设备集中站间设置共管区段，保证共管区段内的所有信息由两个ZC共享，并且保持一致，共管区段在线路设计完成后即可

34、确定。在列车跨越边界运行的整个过程中，为保证列车能够顺利交接，移交ZC与接管ZC及列车之间存在的信息交互。当共管区段内存在临时限速时，临时限速信息应包含在移交ZC和接管ZC交互的固定信息中传递给对方，保证行车安全。功能基本流程：（1）列车进入共管区段当CT列车安全车头运行进入共管区域并向移交ZC汇报位置，移交ZC将列车的位置信息、移交ZC范围内共管区域的固定信息和临时限速信息发送给接管ZC；接管ZC将其管辖范围的共管区域内的固定信息和临时限速信息发送给移交ZC；此时列车输入的当前受控ZC为移交ZC。（2）列车的MA触发ZC切换当同时满足以下条件时，触发ZC切换：Ø 列车安全车头位置进

35、入移交ZC共管区域范围；Ø 移交ZC为CT列车计算的MA达到分界点。在触发ZC切换后，移交ZC开始向接管ZC发送“列车移交”状态，接管ZC收到“列车移交”状态。移交ZC向接管ZC发送MA1。接管ZC此时与切换列车已建立通信，则向移交ZC回复MA2或“禁止驶入”。在列车最大安全前端未过边界点时，均使用移交ZC的拼接MA。在列车最大安全前端过边界点后，均使用接管ZC的拼接MA。移交ZC将自身计算的MA1与MA2混合后发送至列车（3）列车跨压分界点在触发ZC切换后，CT列车最大安全前端越过ZC分界点，但最小安全后端未越过分界点，列车驶过边界点后，保持与移交ZC通信，保持与接管ZC通信。（4

36、）CT列车车尾越过ZC分界点当CT列车最小安全后端越过ZC分界点时，向移交ZC发送注销申请，移交ZC收到列车的注销申请后，向列车回复注销确认，VOBC删除与移交ZC链路，接管ZC开始单独控制列车；当CT列车安全车尾越过ZC分界点后，移交ZC始终未收到CT列车的注销申请，移交ZC判断CT列车安全车尾位置越过ZC分界点后，移交ZC向列车发送注销申请，断开与列车的通信。当CT列车安全车尾越过ZC分界点，完全进入接管ZC但未出清共管区段时，接管ZC仍然将该车的信息更新发送给移交ZC。（5）CT列车跨在共管区域终端列车跨在共管区域的终端，移交ZC和接管ZC交互的信息和各自的处理与（4）时相同。 （6）C

37、T列车驶离共管区域CT列车安全车尾出清共管区域后，接管ZC不再向移交ZC发送列车信息，列车退出共管状态。3.1.5 列车排序列车排序是指ZC通过列车汇报的信息以及联锁汇报的线路情况，综合确定列车的前后关系，完成在线路上运行的列车的区分。ZC为实现对本ZC管辖范围内列车的动态管理，需要明确本ZC管辖范围内的所有列车的位置（CT列车根据位置汇报确定，UT列车根据计轴区段占用/空闲状态确定），并根据确定的列车位置，结合列车的运行方向及联锁汇报的线路情况，确定在线路上运行的所有列车的前后关系，建立列车位置与线路的对应关系，并实时根据线路情况及列车位置汇报进行更新和维护。· 对于CT列车，只需

38、要根据列车的位置汇报以及计轴区段的占用/空闲信息，确认通信列车所在位置、运行方向、以及在线路的前后关系，并根据分割的结果，明确列车在线路拓扑中的位置。· 对于UT列车，只能够通过计轴区段的占用/空闲，以及进路的方向进行推断来完成排序，由于列车分割的主要功能是辅助CT列车的移动授权计算以及信号机强制命令的判断，因此对于UT列车之间的列车分割并不需要精确的完成，只需要确定列车所在的大概区域，以及非通信列车的先后顺序。为了记录列车的运行轨迹，列车排序以计轴区段为基本单位，并且根据计轴区段在线路数据库中的前后连接关系，结合道岔状态，串联为完整线路的列车序列。列车序列以下列形式存在：Ø

39、; 带ID的CT列车Ø 带ID的待升级UT列车Ø 带ID的有位置汇报的UT列车Ø 无ID的UT列车3.1.6 计轴区段非通信车占用判断在CBTC系统中，当某个计轴区段汇报占用，且经ZC确认，无CT列车运行在该计轴区段，且不是由于计轴ARB故障导致时，则将该计轴区段状态判断为UT占用，表示ZC认为在该计轴区段可能存在不受ZC控制的非通信列车运行。计轴区段UT判断依据联锁汇报的计轴区段的占用/空闲状态，以及列车汇报的位置信息。ZC判断完成后，将该计轴区段的逻辑区段更新为UT列车占用，并汇报给联锁。计轴区段UT判断原则：Ø 非CBTC级别的列车（包括待升级列车

40、以及未汇报位置列车等）所占压计轴，应判为UT。Ø 故障列车所占压计轴，应判为UT。Ø 带有后端可疑标志的CT列车车尾所占压计轴，应判为UT。3.1.7 列车闯红灯判断在CBTC系统中，线路中的信号机状态默认为灭灯显示，为避免出现CT列车运行前方的进路未办理时（即前方进路始端信号机为禁止灭灯信号），司机驾驶列车越过禁止信号的情况发生，ZC对此场景进行了防护，若经判断确认CT列车发生了闯红灯的情况，则通知CT列车紧急制动并提示降级，以保证系统运行的安全有序。对于受ZC控制的列车，ZC需要根据列车汇报的位置，以及信号机内方第一个计轴区段的占用空闲信息，判断列车是否越过前方禁止信号

41、机。判断闯信号的处理流程，如下图所示：图4.1闯信号判断列车闯信号后，ZC的处理策略为发送空MA通知列车紧急制动并提示降级。3.1.8 列车自动注销在以下三种情况下，列车与ZC进行自动注销：列车在进行折返运行时，当列车折返换端完成后，折返前控制端ATP向ZC进行自动注销，在完成注销后，换端后的控制端将尝试建立与ZC的控制关系。列车在进行ZC间切换时，当列车运行出清ZC分界点后，列车与移交ZC进行自动注销，解除与移交ZC的控制关系。列车按照作业要求，在指定地点（一般为转换轨，该地点由项目定义）结束CBTC运营作业，将以非CBTC级别运行进入非CBTC区域时，列车将进行自动注销，解除与ZC的控制关

42、系。注：当列车主动将控制模式从CBTC降为ITC或者RM时，不属于此功能范畴。3.1.9 信号机强制命令计算在CBTC控制级别下时，CT列车在运行过程中ZC计算的移动授权行驶，无需按照传统的信号机的指令行驶，为避免干扰列车的运营，故室外信号机在CBTC控制级别下默认为灭灯显示（除终端信号机），在降级运行时亮灯显示。ZC通过向联锁发送对应的信号机强制命令对管辖范围内的信号机进行控制。信号机强制命令分为强制亮灯命令和强制灭灯命令两种。信号机具有亮灭状态和逻辑状态之分，线路上的信号机的实际状态（或者物理状态，即线路上的信号灯的真实显示）为亮灭状态和逻辑状态的组合，ZC通过信号机强制命令计算出信号机的

43、亮/灭状态，发送给联锁，由联锁控制信号机继电器，点亮或者点灭信号机，用以实现CT列车与UT列车的混合运营，以及后备模式下的列车分隔。ZC生成强制命令的信号机范围为ZC管辖CBTC区域范围内的室外信号机，不包含尽头红灯阻挡信号机、反向阻挡信号机及虚拟信号机。计算信号机强制命令的原理是在不影响运营的一定区段范围内判断接近信号机的列车类型，如果接近信号机的列车为：· CT列车，则灭灯；· UT列车，则亮灯；· 无车接近，则灭灯。根据运营线路的不同，列车的最高运行速度也不同，司机的动态可视范围也会不同，针对不同的运营线路中定义不同的点灯区段长度来表示信号机强制命令判断的区

44、段，点灯区段长度该数值可配置。点灯区段是信号机防护计轴前方的一段线路，点灯区段的最小单位为计轴区段，包括但不限于信号机的接近区段。同时点灯区段的设置应考虑线路的实际条件和司机的瞭望距离，以保证不会出现列车前方可视范围内的信号机发生迎面亮/灭变化状态，对司机的正常驾驶产生干扰。3.1.10 轨道占用更新CBTC信号系统配置计轴器作为列车占用检测设备，能够连续地对线路的占用/空闲进行安全可靠的检测。将线路上的计轴器按照线路的逻辑关系进行设置配对后，对线路按照区段进行了划分，将经配对产生的区段称为计轴区段。ZC结合联锁汇报的计轴区段占用/空闲信息以及列车位置信息确定列车和线路计轴区段的实时、动态的关

45、系，实现对线路上运行的列车的初步定位。在CBTC系统中，为更精确的描述列车在线路上的位置，将每个计轴区段按照设计原则划分为一个或多个逻辑区段，以逻辑区段作为轨道的最小划分单位，并基于相互连接的逻辑区段实现轨道线路的描述，ZC将列车定位等相应的信息以逻辑区段占用/空闲状态的形式发送给联锁，辅助联锁完成线路上列车的进一步精确定位。轨道占用状态更新是指逻辑区段状态的更新，是实时的，动态的，ZC周期将更新后的逻辑区段状态发送给联锁和TIAS，用以判断和显示各种类型列车的运行轨迹以及列车追踪的实时状态。轨道占用状态根据逻辑区段占压列车的情况可以划分为以下几种：Ø CT列车占用Ø UT

46、列车占用Ø 空闲3.1.11 ARB判断当ZC检测到列车汇报位置与区段汇报状态存在不一致时（即：当列车所汇报的自身位置已经在区段之外，区段中无其他通信或非通信列车，但区段汇报情况为占用），ZC需要结合周边区段的状态进行故障判断以确认该区段是否发生故障，即ARB（Always Report Block，永久汇报占用），如下图所示。图4.2 ARB故障ARB状态事实上依据了联锁汇报的区段的占用/空闲状态，以及列车汇报的位置信息，ZC判断完成后，会将该状态信息发送给联锁，用以通知运营方进行人工检查。3.1.12 逻辑区段状态校核为避免出现区段实际状态为占用（非ARB状态），但ZC判断其逻辑

47、区段均为空闲，即：ZC更新轨道占用的结果与实际情况不符的情况，ZC在更新轨道占用结束后，对区段及逻辑区段的占用状态进行校核，确保系统安全，校核结果异常时导向安全，将ZC宕机。校核应包含：一是对CT列车占用的逻辑区段状态进行检查，确保列车占压的逻辑区段为连续的，不间断的；二是对区段的占用情况进行检查，避免出现当区段状态为占用（非ARB态）时，ZC汇报该区段对应的所有逻辑区段均空闲导致的异常情况。三是对计轴复位情况进行检查，ZC检查列车车身范围内所有计轴区段的CI汇报的占用状态，保证至少一个计轴区段为占用。四是检查计轴内列车是否存在对向列车，存在则计轴所属ZC宕机防护。3.1.13 列车跨压信号机

48、判断在CBTC级别下，ZC判断列车是否跨压信号机，并将结果发送给联锁，用以辅助联锁进行进路解锁等过程。判断列车是否跨压信号机，主要依据列车汇报的位置信息和线路数据库中查询的信号机的位置关系，进行判断。当信号机的位置处于列车车头和车尾之间（在此，需考虑一定的网络延迟以及测距误差等信息），说明列车正在跨压信号机。3.1.14 线路数据管理ZC需要在保证了线路数据安全可用的前提下进行控车。在CBTC系统中，数据存储单元（DSU）存储了系统最新的数据信息，当运营线路上配备了DSU设备时，ZC通过DCS网络与DSU交互各种线路数据，并周期进行数据库版本的一致性比较，以保证当前使用数据的正确性。线路数据包

49、含静态数据，配置数据，协议数据，以及临时限速数据。当特殊授权情况下，运营线路上未配备DSU设备时，ZC则无需与DSU进行数据版本比较，也不具备临时限速的相关功能。ZC上电后，如果发现与DSU存储的数据版本不一致，ZC无法管辖线路。只有版本一致后，ZC才能与CBTC系统中相关联的其余设备进行交互，对管辖范围内的列车进行控制。ZC正常工作的过程中，ZC周期性的向DSU申请获得最新的数据版本号信息，确定当前使用数据的正确性。当比对发现电子地图数据版本号，系统配置数据版本号，协议配置数据版本号以及IP配置数据版本号不一致的情况时，ZC应切断与除DSU以外的其余设备的通信。当线路中存在临时限速时，ZC从

50、DSU处获取最新的临时限速信息，并进行更新，并将列车移动授权范围内的临时限速信息通过移动授权发送给列车，以保证行车安全。在CBTC控制级别下，ZC应周期向DSU汇报已更新生效的临时限速信息。在CBTC控制级别下，ZC应具备向CI发送点式临时限速的功能（根据配置数据决定是否具备该功能）。当具备点式临时限速功能时，ZC应周期以逻辑区段为单位，以码位的形式，向对应CI发送本ZC范围内已经生效的临时限速。3.1.15 通信故障处理CBTC作为一个分布式、开放式的传输系统，ZC子系统通过DCS网络与其他子系统进行数据交互，必然存在通信传输的异常情况，ZC在与其他子系统出现通信故障时，导向安全侧处理，保证

51、整个系统的安全。ZC与CI、VOBC通信故障，导向安全侧处理。ZC与DSU发生通信故障时，ZC维持使用通信故障前最后一次比较成功的版本号，继续正常运行。ZC与TIAS通信中断，则部分功能不能使用。3.1.16 时钟同步对于分布式的传输系统来说，各组成部分应具备统一的时钟，在地铁运营过程中将TIAS时钟系统作为统一的时钟源，其他子系统与TIAS时钟系统保持一致，ZC通过与TIAS系统定时通信进行时钟同步，并且能保证维护数据记录的准确性。ZC上电后，应立即向TIAS时钟服务器发送校时申请，直到校时成功后，每隔固定时间（30min），TIAS 时钟服务器发送校时申请，进行时间校正。在收到TIAS时钟

52、服务器的应答后，若本地时间与 TIAS 时钟服务器时间误差大于一定数值（30s）时，ZC子系统应修改本地时钟，进行时钟校正。3.1.17 提供维护数据ZC应用软件能够通过提供维护数据进行故障事后分析、性能分析等功能，并提供当前版本进行存储和查询。3.1.18 FAO功能列车休眠与唤醒、动静态测试。ZC接收列车休眠申请，记忆休眠列车位置；列车发出动静态测试申请后，ZC向休眠列车发送静动态测试授权；完成测试后列车唤醒，ZC正常为列车计算MA。1. 列车休眠ZC接收CBTC列车休眠注销申请，记录休眠列车位置。对于休眠列车，ZC不应为列车进行安全位置计算、MA计算等，也不向列车输出MA。2. 静动态测

53、试ZC接收休眠列车静态测试和动态测试申请， 向休眠列车发送静动态测试授权，控制列车完成静动态测试。3. 列车唤醒当CBTC级别的休眠列车完成动静态测试后，VOBC汇报休眠唤醒总标志为唤醒，并申请MA，列车唤醒后，ZC正常为列车计算MA。3.1.19 停车保证功能在进行总人解操作时，CI向ZC进行停车保证申请，同时开始启动延时解锁；ZC在请求停车保证进路的一定长度的范围内，查找距离该进路始端信号机最近的一辆列车，若为CBTC列车，向该车发送停车保证请求，若为故障列车、RM列车、点式列车，直接向CI回复对应进路前不可以保证停车；若无列车，说明CI发送停车保证申请错误，向CI回复对应进路前不可以保证

54、停车；若VOBC向ZC回复可以在指定停车点前停车，且本周期ZC计算的MA点与VOBC回复的停车保证点一致，本周期ZC向CI回复对应进路前可以保证停车，CI此时立即解锁进路；否则，ZC向CI回复对应进路前不可以保证停车。 3.1.20 远程紧急制动功能用户通过TIAS界面下达全线紧急制动命令，TIAS向全线的所有ZC下发该命令，ZC收到全线紧急制动命令后，检查其合法性后，向所有受本集中区控制的CBTC列车发送紧急制动命令， VOBC执行ZC发送的紧急制动命令，直到再次受到取消紧急制动命令后方可缓解。车辆段内不具备此功能。3.1.21 雨雪模式功能在CBTC控制级别下，ZC收到DSU的雨雪模式信息

55、后，应更新雨雪模式状态，并周期向DSU汇报已经更新生效的雨雪模式信息。雨雪模式设置生效后，ZC应周期将雨雪模式信息发送至本ZC集中区的所有受控列车。雨雪模式功能详见DSU子系统技术规格书3.1.22 车库门联动ZC接收到CI的车库门请求关闭命令后，根据线路信息回复CI是否允许关闭车库门。允许关闭库门的原则：1. “防护进路”有车占用时，仅当：（1）本区段SPKS无效；（2）占用列车为通信车；（3）列车的位置已出清车库门相邻区段，且运行方向为远离库门方向；或者，当列检库位占用时（即列车可能在休眠或者清扫），仅当列车处于切除牵引或紧急制动状态且零速时；2. “防护进路”均空闲时，仅当：（1）本区段

56、SPKS无效。其他情况均不允许关闭库门。3.1.23 列车障碍物脱轨防护ZC收到VOBC的列车障碍物脱轨状态信息，对于障碍物脱轨列车构成一个防护区域，保障防护区域内的列车安全(ZC不防护人工驾驶的列车，ZC只处理正线内的障碍物脱轨防护)。障碍物脱轨列车防护区域内的列车接近障碍物脱轨列车，则该车紧急制动；列车远离障碍物脱轨列车，应继续前行。防护区域外的列车MA最大延伸到防护区域的边界点上。3.1.24 休眠人工确认筛选当列车具有前后端可疑标志，且不满足ZC进行前后端筛选条件时，ZC根据列车位置信息是否为休眠轨、列车类型、速度是否为零速、以及CI发送相邻计轴区段的占用空闲状态，ZC才向列车发送人工

57、请求前后端筛选信息。ZC再根据车载发送的前后端可疑标志去除确认信息，为列车完成前后端筛选，为列车计算MA。3.2 后备模式的功能3.2.1 确定轨道占用信息在ITC模式下地面ATP设备无法通过列车的位置汇报获知列车的具体位置，只能通过计轴设备，以区段的方式实现线路上列车的位置定位。区段状态将通过计轴设备采集的占用/空闲状态确定，在车-地通信设备故障或ZC故障无法投入使用的情况下能够连续地对线路的占用/空闲进行安全可靠的检测。3.2.2 列车追踪间隔控制33.13.23.2.13.2.23.2.2.1 点式级别控制模式点式级别控制模式在连续式通信设备故障或ZC子系统故障的情况下，以地面信号机为行