上海交大《城市轨道交通信号与通信系统》课程讲义附动画一五

2023/5/27Page1任务二城市轨道交通CBTC系统功能

培训目标了解城市轨道交通CBTC系统的功能一、ATP子系统功能1、ATP子系统组成主要由3取2冗余结构的轨旁分布式区域控制器ZC、车载控制器CC组成。区域控制器ZC车载控制器CC

列车每端配置一套；其他设备轨旁信标；车载速度传感器；加速度计；TOD；信标读取器天线等。342、子系统功能—ATP子系统整个ATC系统的安全核心，负责整个ATC系统涉及安全的所有方面1. 负责列车间的安全间隔和超速防护；

列车定位，速度测量，计算移动授权并执行速度监督。2. 车门、屏蔽门的监督检查和开启授权；3. 列车完整性监督；4.前溜和后溜防护；5. 停车保证功能；6.列车运动方向监控;7.发车联锁；8.防淹门的防护；52、子系统功能—ATP子系统安全间隔无论车载设备是否运行，信号系统都可保证在该系统内的所有列车之间的安全列车间隔。如果车载设备运转良好，信号系统可对这些列车进行安全列车间隔控制，以认定前方列车可立即在原地停车为原则。对于车载设备运转良好的列车，其位置测定以信号系统的定位分辨率为基准。如果车载设备无法运转，由司机保证行车安全。信号系统会将移动授权限定在前方列车尾部后面的安全距离外方停车点。62、子系统功能—ATP子系统安全间隔信号系统安全列车间隔功能包括：利用ATP固定数据（如，永久限速）和ATP可变数据（如，临时限速和移动授权），计算ATP曲线（即安全速度曲线，属于列车定位功能）。监控并执行信号系统计算出的ATP曲线。ATP曲线受安全制动模式管理，可确保在任何情况下（包括故障），配有车载设备的列车都不会超出移动授权限制。72、子系统功能—ATP子系统安全间隔系统还提供了旁路信号车载设备安全列车间隔功能的功能，列车可超出其移动授权限制（如以一定速度限制）。但此情况下，列车运行安全由司机保证。还可收回（增加限制）先前赋予列车的移动授权限制。列车接近或制动到初始移动授权时，可能会违反新的ATP曲线，这时，信号系统会立即激活制动程序。该制动程序可以是紧急制动程序或是受监控的常用制动程序。82、子系统功能—ATP子系统列车定位

主要设备—车载控制器CC，信标读取系统，速度传感器和加速度计，地面信标。

车载CC通过初始化定位信标确定进入系统的位置，之后根据实时计算的列车速度计算列车走行的距离，并在每经过一个地面静态信标时，对列车的位置进行修正。

列车顺序通过连续的、至少间隔34米的、无岔区段上的两个静态信标完成列车的初始化定位。定位过程不依靠车地无线通信、ZC以及联锁子系统。

2子系统功能—ATP子系统列车定位

安全位置用于ATP功能

非安全位置，即列车最有可能的位置，用于ATO功能； CC计算上述位置及位置不确定性，并发给ZC和ATS；用于ZC为其后续列车计算移动授权点和ATS的追踪。

9102、子系统功能—ATP子系统速度测量主要设备，车载控制器CC，速度传感器和加速度计。速度传感器：实时测量车轮的转动。加速度计：对列车的空转打滑进行监督和补偿。CC根据速度传感器传来的车轮的转动信号以及加速度计的补偿信息，实时计算列车的速度。112、子系统功能—ATP子系统

空转和打滑CC会对速度传感器和加速计输入数据的一致性进行监。当探测到空转/打滑现象时，CC会根据加速计上的实际加速或减速率计算的速度值作为现有速度，并且在经过并检测到信标后，列车的位置将得到校正。122、子系统功能—ATP子系统轮径补偿

CC通过在静态线路数据库中定义的两个静态信标，从速度传感器得到的车轮走行的距离（车轮转动的圈数）和数据库中这两个静态信标的固定间距进行比较，从而计算出车轮的精确轮径。

这两个静态信标要求安装在平直的轨道上，以避免列车的空转或打滑而影响测量精度。132、

子系统功能—ATP子系统移动授权、速度监督和超速防护车载控制器CC实时将测定的列车位置传给轨旁区域控制器ZC，ZC掌握其控制区内所有列车的准确位置，包括通过联锁得知的计轴区段的占用/空闲状态、道岔锁闭状态、屏蔽门状态、防淹门状态等信息。进而，ZC为其辖区内的每列CBTC列车计算移动授权点并发送给CC；同时CC也通过ZC得知前方的进路锁闭状态、计轴区段等轨旁状态的信息，并根据车载线路地图，计算CC的ATP防护曲线。CC将根据这个ATP防护曲线进行列车的速度监督和超速防护。

CBTC系统列车追踪原理APAPZCRadioRadioATS1.CC通过轨旁信标和测速电机计算列车的当前位置2.CC将位置信息通过轨旁无线传给区域控制器ZC3.ZC(基于从所有列车收到的信息)计算移动授权MAL(X)并发送给各个车载.ZC也将列车的位置信息送给ATS4.CC计算制动曲线，防护列车运行CC2、子系统功能—ATP子系统14152、子系统功能—ATP子系统移动授权确定的依据前方CBTC列车的后端，包括位置不确定性；前方非CBTC列车占用计轴区段的末端；轨道终点；未锁闭进路的始端；失去表示的道岔；封锁区段的边界；CBTC区域边界其它禁行区域（如紧急关闭、安全门打开时的站台区域）；

16越区切换－两个ZC之间的授权交接172、子路系统翠功能—A桨TP子系衔统车门恩、屏坡蔽门兰的监勤督检舅查和摸开启黄授权通过宇与车报辆的市接口留，CC实时照检查辨车门属的关倍闭状呀态，盘如果赖在列槽车运呀行中忆，车百门关秤闭信森号丢急失，拴列车榜将施境加FS质B。如果CC发现胀前方略车站衫的屏比蔽门伴未处味于关顷锁状润态将泥不允荣许列区车进辽入车羊站，涝同样尝，列浮车停种站，偷当未存检查放到屏熔蔽门毛关闭房诚前，CC将不穷允许蚊列车雅启动漠。182、子辜系统毅功能—A渡TP子系俘统车门杂、屏跌蔽门容的监蝴督检于查和暂开启检授权CC发送目车门贪和屏永蔽门眠开门宋允许挖信号辛前，爱将检轰查以路下条瞧件：列车溜处于锅零速摔状态喊；列车太已对翅准站遭台的集正确择位置柳；列车诞已切锣除牵联引；列车骨已实环施常逝用制齿动。若能以满足围所有铃这些晚条件劣，正侨确侧姻列车捕车门爆就会抚接收池到指伤令并荒打开蓄。192、子抢系统结功能—A扔TP子系额统列车棒完整日性监笋督通过酬与车俩辆接冻口，CC实时识检查计列车冈完整育性信从号；当CC检测备到列闪车完百整性积丢失架信号悟时，情将实尤施EB。一旦灿列车胜完整颈性丢粘失，CC还将轻禁止朵所有CB境TC运行涌模式乓。202、子系病统功阻能—A袋TP子系能统前溜单和后崇溜防峰护如果CC在没刺有任增何移纸动移猪动指顾令的珍情况修下，振检测以到列刃车的昌任何针移动辰，CC将施缴加EB；如果CC检查旅到列藏车向鬼当前或运行冈的反什方向星倒溜扬超过1m，将盗施加五紧急李制动古。这升样也酒是为槐了保绘证列维车在运坡道淋上的伪启动陆，其童追踪解列车粉的移坏动授赔权将钩考虑简前车嚼后溜竟的距枕离。212、子指系统谎功能—A石TP子系匙统停车委保证扯功能用于顾在CB旅TC运行腐模式程下，抱当联错锁请茂求进津路取住消时息，加逢快进绳路取幼消的链进程根。即ZC获知劈燕进路共取消蔽命令劲后，樱告知CC，CC根据渐当前偏列车济的位牧置和寨速度敏计算督能否消在信宽号机斥前停劣车。愁如果逆可以溉，则铲通过ZC告知迁联锁唯，则缺进路蛾可立黄即解抚锁；劣否则盾联锁箭将继握续执检行延法时解架锁。222、子咱系统另功能—A沫TP子系井统运动国方向谨监控CB骗TC厚区域窗内的龄运行凳方向觉管理，对于誓合理察地为尘CB滋TC莫列车蛛建立彩移动蜘授权亿非常赢重要总。它鱼包括为CC滚和Z界C子诞系统私，包赛括下盒列因添素：列车的驾驶棚人员坑的方粱向请凶求：忙须通盘过驾投驶室交激活坦和方浙向控器制器盯进行兽表示确。车载顺CB猾TC域设备除从Z确C处纳获取糕MA慢L计跃算运榨行方宋向。CB盼TC弊运行怀方向睛：由首某一廉区段达的Z鸣C设弱定。厦如果倍某一御区段耗的运无行方农向已捉确立然，系奏统就菜不会丝式为该晶区段泥的列笛车再窃指派愉相反桃方向握的移艳动授勤权。232、子系鉴统功葱能—A清TP子系吐统发车干联锁列车贫处于桃AT添O运晌行模肆式时精，C孝C会杜向司坛机发失出报守警提酸示，劳关闭贱车门爽。一熟旦C恼C检牛测到犁车门疑关闭义并锁楼闭后亦，列揉车就迈可以书向下欣一车职站发堵车。杨在A项TO凶运行降模式悼下，稠列车谁停站初结束债后，懒TO权D上剩的发赔车指马示灯笼就会稀点亮米，司苍机按罩下发盲车按车钮，嫁向下弄一车眉站发慢车。只有煌满足涝下列宗条件烘，C久C才训会允束许列堤车发态车：车门萝已关现闭并拆锁闭MA门L足抛够允快许列撑车发壁车AT窃S的标扣车云指令寺未生般效站台堵安全鞠门关奥闭并续锁闭242、子讽系统穿功能—A伸TP子系针统防淹聪门的伞防护当AT丙P系统学失去狐防淹争门的险关锁岩信息添时，AT签P系统晕将关励闭防绕淹门鸟相关贤区域却。当防筝淹门循请求共关闭轧时，AT圆P系统区将禁白止列皱车驶背入防厅淹门念区域纪，并高允许携防淹耕门区但域内给的列傲车驶比出。在确涌认防氏淹门竭区域直没有户任何劈燕列车足时，菊向防耕淹门牧系统圣发出节允许著关闭幻玉信号浇。二、AT丙O子系寒统功华能1、山主要地组件AT斩O子机系统航由车松载设纹备和删轨旁啊设备苏组成疯。AT度O子描系统慌与A威TP贤子系任统共用趁车载共硬件壮设备，并妇没有妄独立再的设食备。AT涉O子养系统廊的软本件安害装在消与车脱载A睁TP基子系虚统共失用的雷车载水计算乡丰机中猫，但使用处独立匆的C逗PU。1、秒主要傲组件车载材AT留O设李备为晴主备栏冗余滤，当掌主A喜TO炊单元初发生斗故障钢，自血动从热主A护TO轧单元来切换拖到备忘用A碗TO页。主A警TO血和备蛋用A抗TO遮单元肾运行焦同样永的软喜件，饥得到适相同旋的传堡感器阵输入信和独贯立计睬算，柿但是在一侦个时惰间，鸣只有禾一个仁AT狂O单招元是机主A燃TO策，与萄其他驶子系听统接次口，如准：A乳TP输、车厘辆、羽TO抹D和旗AT驼S等悟。而备用古AT碧O不井提供疾任何兰输出。2、纽奉AT爽O功肝能由于阶AT离O始挥终在多AT举P的格监督贵下运陪行，泻所以爷就A盈TO悔子系袖统而谈言，卷并没擦有安贴全性话的要撑求。系统阁的非栏安全榆列车拢自动页运行李和监虏控功驻能由材AT推O子磁系统屠完成滴。在列良车运史行过评程中那，A鼓TO庭子系差统执馆行其乌规定闯功能酒，同亡时与刑AT出P和君其他书子系乌统交快换数吸据。赴AT筋P认辈为系懒统配盯置适谁当，搁可以蒙进入计AT场O操候作模朱式后亩，即适向A绢TO终发送阅模式律选择烤信息称和激龟活指忙令。器然后笑，A聋TO承使用荣固定雨储存径在数叶据库父中线亡路信思息，茎执行山程序照站停皇。在主人工为AT送P模号式下涨，A点TO钳的功组能将巨受到佩限制音。29子系帜统功武能—A害TO子系太统在AT纲P的安童全保杠护下抄，根调据AT从S子系鱼统的鹅指令熄，实贴现列蓄车的闹自动垂驾驶嫁；实鼻现列眼车在福区间拐正方病向的隔自动艳运行铜，自偶动完传成列迎车启料动、雅加速被、巡碗航、蒜惰行回、减排速和秋停车葱；站台帮精确谢停车惰（25狗cm-50士cm车门厕）；3.冈程序仔站停纸；4.净下站滋停车短、跳省停和戒扣车5.弱在AT朝P的允容许下闯的车盼门控师制；6.裳运行老等级拘管理7.璃自动忍折返8.筛能量尖优化30用于AT专O站停合的轨酱道装步配设盾备能血够测老定车州门是翻否与猴站台侮安全始门对币准，猎同时幸列车省必须利按要摩求的站停弦精确绍度内瞧停靠。应答但器/信标萌用于贤将轨拌旁的帆准确系位置持信息课传送每至车软载设颠备内混。列怠车AT疗O会应披用此苗信息课来计子算站可台内插到停奋车位沃置的毫行驶亮距离请。接居近停梁车位谱置的黑应答内器数喊量决夹定站扁停位议置的论准确舍度。AT稍O子系统功能蛮－站库台精沸确停昨车31程序恨站停根据AT推S对车执辆的旅进路疗分配庆要求停靠推在站盯台上塘。CC估A赖TO会按炮照站尖停程豆序在剩每个纷车站代停靠殃，除康非AT妇S命令虚跳过酱这个茅车站乓或指候定仅铅有的膨几个突车站小为停分靠点椅。只扣有在怜正方丙向上望才能担提供介自动兴停车惑。使用重传感咸器和诞站台哑信标碍的位存置输听入数茅据，孤列车劫可实劲现站勒台精页确停上车。烘位置成数据沉输入忧通常饲用来歇确定弟停车气曲线城的起桐始点动。站揪台信锹标可阻提供座距离慨分界霜，以杀满足尽位置立精度永要求雾。32跳停CC浮A继TO哄可在贿需要邪跳站弟的前快站通过兔DC河S子剃系统碰从A尖TS步处接尼收跳晴至下招一站校的指桌令。然笼后，旗车辆只继续蕉行进忽并通困过此著站而护不做俯停留场。33扣车扣车辞是指亩列车屡停车艇后保轨持零董速的途状态。收村到AT播S的“殊关门泛（停椒站结痒束）故”指纪令后旱，扣哄车会挖禁止TO瓶D上的卸停站恼结束检指示骆灯闪爸亮。AT槐S向调午度员迈（含铃车站阻值班墙员）泻提供弱人工妻扣车链功能纠，可穗对停蓬靠在嫂当前体车站刑的列俱车实博施扣累车，拐若来匆不及挨在当墙前车冤站扣仗车，满可在捧列车貌进入竭下一先车站恨时实伙施扣睁车。列车怜停下者后，羊车门斤保持庆打开久，直五至调往度员短（含仆车站狭值班暮员）汽取消讲扣车，此划时，直列车乞驶离耀车站徒，并段按照著时刻饺表开深始运家行。蚂该功痰能只在奴异常粱情况言下适坝用，如蜂果不哲调整迟时刻怀表，扣列车竖就会喂晚点燥。34车门定控制列车外通过铅自动宪和人弦工模皮式完封成允筝许开献门或景取消值允许陵开门佣。在正惠常运吐行时闪，CC只有招确定倘列车刘已停守车，呢并与奖站台涨屏蔽盟门对爬齐之役后，机才能两允许离开门在。显示册停站夜结束狂时，CC取消斤允许解开门断。若通脚信中鸟断，CC将在肉某一狐车站去的默泻认停项站结贝束后纤取消容允许励开门版。AT奋O的请微求指拉令及鹊操作执人员画可打击开车蒸门。关闭恰车门根时，岔操作熄人员腿必须参按下“关门”按钮矮。列车夕在站迷台精职确停毛车、尤保持物制动关门负请求列车器在站婆台，岁发出巡寿开门颂指令开门宝请求列车灵在站行台，翠发出梅关门津指令AT且O子系思统-列车遣门与鹿屏蔽道门的观同步怨控制ZC区域控制器联锁控制器同步CCPSD命令PSD命令使能开门堪指令PSD命令PSD命令PSD状态PSD状态列车尘在站柜台发缠出开湾门指勤令授权崇列车启离开怠站台授权铜列车泪离开悬站台列车购在站抹台，茫发出所关门意指令屏蔽鹅门关墓闭状畏态/旁路拖状态同步列车双授权烫离开3536运行羊等级车辆漫通过患DC哈S接殃收A鸟TS窜设定钻的运叮行等驼级包括走速度恭限制撇、加祝减速捏指令档限制虑、及椒车站穗停车先减速剩率运行遍等级士数据距中的享速度侵和加音减速贩限制绵并不装安全拒（实娃际须薯受到CC粒A亭TP的限包制）CC具有滚惰行镇运行东模式37惰行毙运行市模式AT朗S发出牌请求复后，泽运行坡等级境设定界在1~途5、目从标速店度在40辨Km尝/h以上杀时，谋惰行诊运行妻模式僵才生台效。CC启动表惰行症运行奖模式据后，盼可使味列车捆在连桨续牵朴引之话间进赚行惰爽行，细重新消获得宰牵引侍之前黄，允幕许降哥低11滨Km彻/h，重换获牵读引后侨，车物速恢蒜复到卫运行绍等级湾数据梯所确丝式定的醒额定档值。38自动墨折返无人究自动劈燕折返有人梁自动率折返采用拔有人倚自动挪折返伸，CC会在阶折返调地点漠实施抬精确占停车有，它夫可使报列车企自动械驶入编折返亩区，虹实现栋精确霜停车捡，司飘机随喝后须俗切断丸进入掏端驾详驶室出电源柿，然看后开煎启离脉去端施驾驶兵室。CC通过DC灯S获取AT桨S车站肉信息帜，然菜后，族列车适驶入慰第一弹个车采站，拘并实胶施精研确停屡车。39列车墓在自御动模笼式下萍从车胞站出帅发时洁需具青备的汪条件煎（折捡返）有效贡的目拾的地ID有效点的司薄机ID非零绝限速有效思的行器车方娘向发车岁测试裳时未窄发现挪故障数据写通信丧建立40CC1CC2开关敢门CC换端开关价门AT蒜O子系统－无邀人自宴动折膨返数据岛存储狗单元FR再ON活TA级M(禾DS些U)42系统泡架构挤和组返成CB值TC系统蹈结构傲图43轨道想数据矮库是用于承描述停列车蝇运行勾的轨会道线布路的昂数据怪库，值包括些线路得坡度录、曲怨线、劝车站/站台吐设置拔、折特返线/存车披线设澡置，赤轨旁巨信号剧机、址道岔级、计废轴点维、信俱标点幼设置晴，以垫及屏桶蔽门荡、防怠淹门牙等所拴有运伙行线拐路相庸关数码据的家基础齐文件凉。轨道蚂数据牺库同时运存储猾在ZC和CC中，ZC根据肤轨道祝数据牲库计眉算列释车的本安全驰授权区点V-撇MA岗L和非协安全至授权雨点NV语-M悄AL，CC确定烧列车宣的运饥行速伍度防具护曲梢线、凯计算垦运营侦停车冷点、判折返惕点，气确定额列车恋正确冻的开针门侧葱等。为便赢于轨霞道数典据库明的管壮理及坑在线饼更新习，轨主道数途据库鞋也存绒储在萝数据变存储串单元FR寺ON药TA攀M(D寄SU议)中。轨道照数据晒库管辩理44轨道熄数据注库管甚理数据粗存储爱单元FR疑ON剑TA返M(腔DS以U)FR晋ON魔TA万M采用业热备春冗余症结构躁，包青括：应用矮服务赠器：应用堆服务雷器是艘一套子冗余遣设计恰的服享务器吉（在呈检测瘦到故他障后江将自暖动进燥行主肾/备螺的切碧换）半；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