地铁公司运营培训课件：9号线轨旁信号系统

九号线轨旁信号系统

一、9号线系统概述工程概况9号线线路基本情况开通日期2016.10.28车辆段侨城东线路总长25.464km停车场笔架山车站数量22座OCC深云换乘站10座高架站无初期车辆29列最小站间距0.647km（梅下）车辆编组6列最大站间距3.377km（深下）联锁站10个土建最高限速80km/h9号线上行：红树湾南站文锦站

下行：文锦站红树湾南站工程概况9号线基本情况9号线车站配线信号工班设置工班所辖范围值班房/工班所在地正线四红树湾-深湾（2站）红树湾（折返）正线三湾公园-景田（5站）湾公园（出段）正线二梅景-泥岗（7站）孖岭（出场）正线一红岭北-文锦（8站）文锦（折返）ATSNOCCNOCC联锁一侨城东车辆段侨城东车载一侨城东车载侨城东联锁二笔架山停车场笔架山车载二停车场车载笔架山系统划分子系统厂家型号正线ATC系统上海自仪泰雷兹Seltrac®无线CBTC系统场段微机联锁系统北京铁科TYJL-III微机监测系统河南辉煌科技HH-MSS计轴系统科安达TAZII/S295电源屏/UPS/电池鼎汉/艾默生/汤显PZG转辙机天津信号工厂ZDJ9单、双机信号机宁波鸿钢LED一、

轨旁设备介绍轨旁设备正线上所有道岔防护信号机为三机构三显示信号机，均具备引导功能，非道岔防护信号机为三机构两显示信号机，仅红绿显示，不具备引导功能。对于车挡信号机只具备一个红色显示功能。信号机轨旁设备正线车站：9号曲尖轨道岔（双机牵引），直向限速100km/h，侧向过岔限速35km/h，设置在折返站和出入段站；9号直尖轨道岔（单机牵引），直向100km/h，侧向过岔限速30km/h。车辆段/停车场：7号曲尖轨道岔（单机牵引），直向限速80km/h，侧向过岔限速25km/h。道岔曲线尖轨直线尖轨轨旁设备直尖轨曲尖轨轨旁设备正线和试车线采用计轴器用于列车占用检测设备。计轴器的型号是TAZII/S295计轴系统。车辆段/停车场采用轨道电路系统。VOBC使用轨旁信标和安装在车体的转速计确定列车位置。这是实现列车追踪的主要方式。第二级定位利用轨旁计轴区段的占用状态来确定哪些计轴区段被列车占用。通过比较两种定位的方式可实现对故障列车、非装备列车以及计轴区段故障的检查。系统据此来防止在计轴区段故障时自动列车与非通信列车的冲突。列车占用检测轨旁设备计轴计轴磁头与室外配线盒。轨旁设备站台紧急停车按钮在发生情况时，站台紧急制动停车按钮（PESB）可用于紧急停止驶向站台的ATC模式列车。PESB安装在站台范围。（每侧2个PESB按钮）站台紧急停车按钮的作用范围为靠近紧急停车按钮的一侧股道。站台紧停按钮轨旁设备车站发车指示器（DTI）车站发车指示器安装在站台区域内，用来指示停站的列车停站的时间和扣车等信息。DTI的显示信息如下：发车指示器倒计时采用红色，表示发车时间未到；正计时显示采用绿色，表示发车晚点；.当扣车时，发车指示器将显示红色“H”；DTI为三位显示，最大值为999。DTI轨旁设备线路上将布置两种B信标：

信号机B信标

进路B信标信号机B信标与轨旁信号机相关联。该信标作为一个电子运行停车点来使用，IATP列车通过红灯信号机时，强制施加EB。当信号机显示允许信号时（绿灯或黄灯），相应的信号机B信标会被激活。当信号机显示禁止信号时（红灯或引导），相应的信号机B信标处于未激活状态。当列车试图驶过一个禁止的信号机时，VOBC将因未检测到激活的信号机B信标而实施紧急制动命令。进路B信标安装在接近道岔位置。这些信标会指示VOBC需要采用反位速度。如果信号机显示绿灯（示意道岔处于直向），进路B信标将被激活。如果未检测到进路B信标，VOBC会判定道岔位于侧向，并执行较低的反位速度。B信标(点式IATP)轨旁设备所有绿灯信号机和进路B信标将通过信号机接口设备（SID）进行控制。该信号机接口设备通过信号机分线箱直接与信号机控制电路连接。所有的黄灯B信标通过SID进行控制，该SID通过继电器架的接点与信号机控制电路直接连接，以确保正确的逻辑应用于引导信号的显示。轨旁设备非道岔防信号机

B信标布置道岔防护信号机

轨旁设备B信标轨旁设备信标A信标

用于列车定位。

在ATC进入信号机前至少要有2个信标以便VOBC建立位置。

C信标（轮径校准信标）

车轮校准应答器将放置在每个车站的入口处，用来在首次车站停车前校准车轮。同时在从车辆段/停车场和其它线路的入口处也安装校准应答器。平直轨道；列车以中速行进；以及两个应答器之间间隔60米以上（不大于150米）。A/C信标轨旁设备接近传感器接近盘

将在每个车站站台停车点的位置装配接近盘。接近盘长度为1m，中心在站台停车点。每侧站台装有2个接近盘。车载每端下部各配备一个接近传感器。轨旁设备AP（无线接入点）AP沿轨道分布式放置来保证无线电的覆盖范围。所有设备都和数据通信系统（DCS）相连。DCS设备包括：轨旁光纤骨干网，AP（轨旁无线设备），车载无线设备，车站和控制中心的网络和骨干交换机。无线网络使用开放的系统IP标准，在要求的DCS范围内允许移动子系统与固定子系统间传送信息。AP箱AP天线轨旁设备上下行定义：从红树湾站至文锦站运行方向定义为上行线；从文锦站至红树湾站运行方向定义为下行线。轨旁设备命名规则轨旁设备例：信号机命名为SXXXXYYS代表是信号机XXXX为与此信号机相关的车站编号YY指信号机的编号注：”YY”偶数（或奇数）用在上行（或下行），并以里程增加方向递增。存车线的设备将归类为上行。红树湾南站车站编号为0921，依次递增至文锦站编号为0942，编号为字符型。轨旁设备DTI发车指示器PP接近盘PESB站台紧急停车按钮PSD屏蔽门TTA信标APAP接入点SW道岔A计轴器G轨道区段轨旁设备

A信标以前车站和下一车站之间的控区分界点或中间里程点为分界点。道岔则以车站中心作为分界，该车站的文锦方向由远及近”YY”按照偶数递增，该车站的红树湾方向由远及近”YY”按照奇数递增。轨旁设备B信标B信标命名为BTXXXXXXYZXXXXXX为相关联信号机的名字Y为相关信号机的显示:G为绿色，Y为黄色

当Z为”A”为靠近信号机的信标，”B”为远离信号机的信标。注：如果信号机关联2个反位路径，则有2个黄色信标。其中，”Y1”表示第一个黄信标，”Y2”表示第二个黄信标轨旁设备

正线列车应该自MAL2（孖岭）站台进入笔架山回到停车场，为了与此运营方向（即正线的上行方向）上的正线轨旁信号设备命名连续一致，入场线的轨旁信号设备编号采用偶数（与正线上行一致）。

正线列车应该自笔架山停车场的出场线，经过YIH2（银湖）站台进入正线，为了与此运营方向（即正线的上行方向）上的正线轨旁信号设备命名连续一致，出场线的轨旁信号设备编号采用偶数（与正线上行一致）。轨旁平面布置轨旁平面布置轨旁平面布置二、正线联锁站设备的组成系统结构联锁区划分序号设备集中站（控制站）车站（被控制站）1红树湾站红树湾南站、深湾站2湾公园站湾公园站3车公庙站下沙站、车公庙站4香梅站香梅站、景田站5梅景站梅景站、下梅林站、梅村站6孖岭站上梅林站、孖岭站7银湖站银湖站、泥岗站8红岭北站红岭北站、园岭站9鹿丹村站红岭站、红岭南站、鹿丹村站、人民南站10文锦站向西村站、文锦站轨旁设备设备的组成联锁站配置每个联锁集中站都设有冗余设计的ZC（冗余的MAU和冗余的PMI）、UPS、IPS、本地ATS工作站和ATS维护工作站。ATS工作站可用来显示线路全貌或时刻表。采用冗余的网络（双网）连接到DCS骨干网，并配有数据记录器（单独的PC），用于记录联锁站发送和接收的网络信息。轨旁设备ATS机柜正面ATS机柜背面SDKVMDR（数据记录仪）SAM轨旁设备DCS机柜正面MMFODB多模光纤终端SMFODB单模光纤终端骨干网交换机SDR设备的组成ZC组成与功能

轨旁的区域控制器（ZC）一般由MAU和PMI组成。PMI执行由ATS触发并由MAU请求的进路，控制监督信号机、道岔、计轴状态，保证设备联锁。PMI接收所有轨旁设备包括站台屏蔽门状态，且PMI向MAU发送信号状态。

PMI具有通用软件，通过联锁表为每个联锁区域定制不同的联锁关系。

MAU基于设备及系统中其它列车状态决定移动授权，MAU与VOBC及设备间进行连续的通信，并使用这些信息和请求的进路来不断地确定和发送LMA（移动授权限制）给每列列车以实现移动闭塞列车控制。设备的组成MAU与相邻的MAU进行通信，以监督相邻MAU的健康状态、为通过边界的列车请求LMA、发送/接收邻近边界区段内的非通信障碍物和非通信列车的状态。MAU在某些条件下关闭区域，例如紧急停车按钮激活、站台屏蔽门非预期开启或ATS操作员关闭区域时。此外它还支持临时限速（TSR）命令允许ATS操作员为轨道区段实施限速。ZC组成与功能PMI不与相邻PMI通信，交界处计轴磁头需设置两套。设备的组成区域控制器ZC联锁设备由PMI和MAU系统组成，PMI和MAU系统位于联锁车站。MAU设备MAU具有3个处理器，为冗余的三取二配置。MAU是模块化结构，具有可再配置、可再编程和可扩展性。轨旁设备MAU与外部连接通过CBTC骨干网接口，接口部位在ATS机柜的HP接入交换机。轨旁设备PMI与外部连接通过CBTC骨干网接口，接口部位在ATS机柜的HP接入交换机。设备的组成设备的组成PMI设备PMI的核心为二取二（2oo2）冗余系统。系统的安全基于二取二的MCCS安全架构，包括：独立的处理通道：获取双重的输入，双重的计算单元，和双重的输出管理。一个动态表决系统以验证双机的一致性。双重的二取二架构以增强系统的可用性。一个主要的安全处理通道（称为主机）和一个用于且独立的安全处理通道（称为备机）。主/备机的配置是相同的，以优化管理配置。备用连接总是可选的（待机，或热备），并且，在主机发生故障的情况下，允许在不影响运营的条件下的切换。

设备的组成主用和备用MCCS之间具有同步链路，以比较每个单元的故障数量，并在一个单元故障之后提供同步数据修复。主用和备用MCCS都从同一继电器接收信息。双机都获取自己的输入，但都基于主机输入进行计算处理。两台MCCS进行相同的计算处理并以100ms的频率（每周期）进行同步。备机MCCS的本地输入是为了在切换发生时能保证无中断的运营。

另外，通过简单的开关可以隔离某一个通道，在不影响系统安全的前提下减轻维护的困难。每个PMI装备了I/O子组件（MIRET子架）与现场设备接口。根据需求，I/O的数量以以下方式增加：机架的I/O板卡，额外的机架（对PMI，最多为3个），扩展模块。PMI的主从设备获取双重的现场设备输入。I/O管理设备的组成冗余的通信服务器SCOM主用和备用SCOM之间具有同步链路，以同步处理和交换信息。SCOM由双CPU组成，为二取二配置，处理与MAU和ATS之间的通信。主用和备用SCOM都接收信息。双机都获取信息，但都基于主机进行计算处理。激活的备机被主用SCOM用做一个网关：主用SCOM通过自己的链接和激活的备机接受和发送信息。轨旁设备每一个正线、车辆段、停车场的信号设备室和控制中心都提供了IPS和UPS。根据ATS-MDS的接口定义，除培训中心及试车线外的其它所有IPS单元都受到ATS的监督，IPS的状态要通过MDS报告给ATS系统电源系统轨旁设备ATS车站设备ATS车站设备包括2种工作站。一种是ATS本地工作站用于控制站内列车运行，另一种ATS维护工作站，用于维护，例如日志记录、故障历史分析回放和错误日志的打印等。每个联锁站都配有一台ATS本地工作站和一台ATS维护工作站。设备的组成维护监测子系统9号线中有4类地方设置维护监测子系统，它们是控制中心、维修中心，设备集中站和车辆段/停车场。设备集中站维护监测子系统车站设备通过采集机采集外电网、信号机、道岔、按钮等设备的模拟量、开关量信息，通过接口采集电源屏、LED报警仪等的工作状态及报警信息。每个设备集中站设一台监测终端。另外，在全线的4个联锁工区各配置1台维护监测终端。四、联锁功能联锁功能该功能是控制和监督所有列车并保证列车安全运行的轨旁设备。控制和监督以下轨旁设备的功能道岔转辙机信号机紧急关闭按钮站台屏蔽门扣车按钮计轴区段外部计轴区段与车辆段/停车场接口与其它线的接口联锁功能后备模式中PMI执行所有联锁功能：进路控制(进路登记、执行、授权、解锁、取消）接近锁闭转换锁闭（进路锁闭）防护区段锁闭侧向防护道岔锁闭方向锁闭信号机允许锁闭联锁功能进路控制系统所有可能的进路被预先定义并存储在ATS数据库中。PMI具有通用软件，通过联锁表为每个联锁区域定制不同的联锁关系。进路类型人工解锁进路此类进路只能人工设置并人工解锁。自动解锁进路联锁功能自动解锁进路（后备模式）PMI将根据“自动解锁区段(DA-1)”和“下游的自动解锁区段(DA-2)”这两个区域的占有、出清顺序解锁进路。Bk1(DA-1)占用/Bk2(DA-2)空闲;Bk1(DA-1)占用/Bk2(DA-2)占用;Bk1(DA-1)空闲/Bk2(DA-2)占用(解锁从S2开始的进路)。CBTC模式下，当通信列车通过或取消进路时这种类型的进路将自动解锁。联锁功能取消进路操作员可以在任何时候取消一条进路。如果接近区段空闲，进路可以立即被解锁。但是，如果列车占用了进路内的轨道区段，轨道区段保持锁闭直到列车出清该区段。联锁功能接近锁闭接近锁闭的目的是防止当列车可能进入进路时，进路中道岔的位置发生变化。接近锁闭激活：进路被授权且接近锁闭区段占用。转换锁闭（传统的进路锁闭）

将为进路上的每一个区段实施转换锁闭。转换锁闭的目的是在列车通过进路的始端信号机时，防止进路中的道岔位置变化。如果进路区段锁闭而相关计轴区段故障，转换锁闭必须用“取消转换锁闭”的安全命令来人工取消。CBTC模式下，MAU预留将提供进路锁闭，轨道上的每个元素都为进路预留。

MAU预留和PMI的转换锁闭将提供进路锁闭。

联锁功能防护区段锁闭

为了保护列车移动并防止列车在进路上运行时过冲，所有的进路定义中包含一个在终点下游的防护区段。

当满足以下情况时解锁：进路解锁；终点区段的上游区段的转换锁闭已解锁；进路上的终点ACB空闲（即列车从来没有进入进路）或已经占用了超过预定的时间（防护区段延时解锁时间）。该时间是从终点ACB的上游进路区段解锁开始计算；防护区段所定义的区段空闲。

联锁功能侧向防护

为了防止由于车载系统故障或人为错误导致列车闯进错误的进路，进路提供道岔侧向防护。只有进路中，所有道岔包括侧方进路中的道岔被确定是锁定在需要的位置，PMI才会授权该进路。PMI为整条进路，包括防护进路提供侧向防护。联锁功能转换锁闭（进路锁闭）侧向防护防护区段锁闭接近锁闭联锁功能方向锁闭

在所有双向区段中都定义了方向锁闭（GD0和GD1）。防止2辆列车同时在方向冲突的进路上运行。

授权不能授权在CBTC模式下PMI不会提供方向锁闭。MAU通过MAU预留、LMA和AMT提供如同在线路上其它地方一样的防护。联锁功能道岔锁闭

下列几种锁闭条件会防止道岔的移动：道岔被道岔按钮锁闭；（单锁）过岔锁闭处于激活状态且未被取消；（占用锁闭）道岔被建立的进路锁闭；道岔被接近锁闭锁闭；（进路锁闭）道岔被间接锁闭，如侧面防护。联锁功能CBTC模式下：如果由于区段故障而道岔锁闭，ATS操作员能够临时解除岔区锁闭，转动道岔。如果以下所有的条件满足，系统将接受操作员取消岔区锁闭的命令：区段报告占用，和所有与道岔有关的PMI进路都解锁，和系统确定该区段是一个故障区段且系统没有追踪到有列车通过该区段（该区段是一个清扫NCO），和没有授权列车的LMA或AMT通过该道岔。一旦命令被接受，在一个预定义的时间之后，岔区锁闭被解除；如果以上的条件其中有一个不满足，将不接收命令。联锁功能信号机允许锁闭

该功能的目的是由于某个轨旁设备故障而导致信号机关闭后，需要操作员的干预才能重新开放信号。

联锁功能安全进路确定该功能确保执行与授权ATS/ATS操作员请求进路的安全，它为列车预留相应的轨道元素及命令道岔转动。CBTC模式下，当ATS命令进路时，ATS生成进路请求给MAU，MAU通过预留相应ATS进路请求路径上的轨旁设备，安全执行和授权该进路。这种预留是唯一的，两列列车的预留不能交叠在联锁区域PMI为列车运行提供安全防护。联锁功能信号机显示控制PMI按照在联锁表中定义的信号机显示来显示信号机。信号机显示取决于：

进路状态（授权，没有授权）；

相关区段空闲，相关轨旁设备满足信号机开放条件；和

特殊条件。CBTC模式下，MAU通过PMI命令信号显示。联锁功能开放引导信号当进路中的所有道岔，包括保护区段道岔和侧向防护道岔都在正确的位置并锁闭；然而，有一个或更多的区段不是空闲的（故障或被等待救援的非通信列车占用）的情况下，此功能允许操作员放行该列车进入该进路。由操作员来确保进路中正确的列车间隔。PMI按照在联锁表中定义的信号机显示来显示信号机。信号机显示取决于：

进路状态（授权，没有授权）；

相关区段空闲，相关轨旁设备满足信号机开放条件；和

特殊条件。五、信号系统接口系统接口系统接口联锁设备输出和信号机接口输入：通过继电器接口输入两路信号给PMI。红灯显示LED状态允许显示（绿或黄）LED状态通过非安全输入连接LED监督设备给PMI以监督LED设备30%或更多的故障，如果没有LED故障报警，ZC输入应为高电平；如果至少一个LED损坏30%或更多则为低电平。PMI监督和控制轨旁信号机，且把轨旁信号机状态汇报给MAU。系统接口联锁设备输出和信号机接口输出：如果没有其他信号显示命令，每个信号机的默认显示为红灯。PMI根据信号机的配置类型通过继电器接口提供的输出命令有：PMI输出绿灯显示命令

PMI输出引导显示命令

PMI输出黄灯显示命令系统接口PMI应报告如下的信号显示给ATS子系统：Green绿Call-On引导Red红Yellow黄PMI应报告如下的信号机LED状态给ATS子系统：FailedRedLED红灯故障FailedGreenLED绿灯故障FailedYellowLED黄灯故障FailedPermissive允许显示故障FailedRestrictive限制显示故障FailedUnknown未知故障PMI应报告如下的信号机LED监督设备状态给ATS子系统：LED故障/无LED故障。系统接口联锁设备输出和道岔接口PMI使用左右位置的名称约定。PMI负责监督并控制道岔并向MAU报告道岔状态。系统接口联锁设备输出和道岔接口输入：每个道岔的PMI输入应通过继电器接口：

正常的（定位）道岔位置状态

相反的（反位）道岔位置状态

道岔解锁命令的回检状态

用于安全信息的联锁（继电器架）接口电路输入PMI主副的信息，其所有输入为单极切断（信号单断连接）。系统接口联锁设备输出和道岔接口输出：

PMI应通过继电器接口给每个道岔三个安全输出命令：移动至定位的命令移动至反位的命令解锁命令用于安全信息的联锁（继电器架）接口电路从PMI输出的信息，其所有输出为双极切断（信号双断连接）系统接口PMI应报告如下道岔状态给ATS子系统：解锁/锁闭右位/非右位左位/非左位受扰/未受扰自动模式/人工模式操作员锁闭道岔到右位/操作员未锁闭道岔到右位操作员锁闭道岔到左位/操作员未锁闭道岔到左位

解锁输出故障/无解锁输出故障

右位命令

左位命令

联锁命令并保留至右位

联锁命令并保留至左位系统接口联锁和站台紧急停车按钮紧急停车按钮（PESB）接口是由继电器电路实现的。如果紧急停车按钮被按下，其控制电路被触发，相应的继电器落下，PMI收到状态改变的输入信号。PMI将根据下表确定站台紧急停车按钮的状态。输入到的PESB状态真值表Input输入PESB状态0PESB激活1PESB没激活PMI将向ATS及MAU子系统报告以下的PESB状态：激活没有激活系统接口联锁与站台扣车按钮在车站IBP盘上设置“扣车按钮”和“取消扣车按钮”，进行扣车和取消扣车操作。“扣车按钮”及“取消扣车按钮”接口是由继电器电路实现的。如果“扣车按钮”被按下，其控制电路被触发，所有经过这个车站的列车将在到达站台时被扣车直至“取消扣车按钮”被按下。如果“取消扣车按钮”被按下，其控制电路被触发，这个车站的扣车命令将被取消。ATS扣车和IBP扣车命令的取消应遵循“谁设谁取消”的原则。系统接口联锁与站台扣车按钮输入

PMI将根据下表确定站台“扣车按钮”和“取消扣车按钮”的状态。输出

PMI将向ATS及MAU子系统报告以下的“扣车”和“取消扣车”状态：“扣车”激活

“扣车”没有激活输入到的扣车按钮/解除扣车按钮状态真值表Input输入扣车按钮状态0扣车按钮激活1扣车按钮未激活系统接口联锁与站台屏蔽门接口下例屏蔽门（PSD）系统信息必须提供给PMI：站台屏蔽门关闭并锁闭状态(每侧站台的每个门集合对应一个安全输入。)；站台屏蔽门联锁旁路状态（每侧站台的每个门集合对应一个安全输入）。屏蔽门系