城市轨道交通安全保障系统课件

城市轨道交通安全保障系统思考题实训任务课程回顾了解城市轨道交通安全保障系统的整体构成熟悉城市各个轨道交通安全技术保障系统的作用熟悉城市轨道交通安全教育保障系统本节主要内容了解城市轨道交通安全保障系统定义指的是配置在运营系统上，起保障运营安全作用的所有方法和手段的综合，其一方面要保证运营系统内人员和设备的安全性，另一方面要保证运营系统不会受外部环境的威胁。要素人员环境设备系统安全总体管理子系统、安全对象管理子系统安全总体管理子系统安全组织安全法制安全信息安全技术安全教育安全资金安全对象管理子系统人员安全保障子系统设备安全保障子系统环境安全保障子系统安全对象管理子系统•人员安全保障子系统人员安全保障包括提高人员安全素质和加强人员安全管理提高人员安全素质措施：岗位安全教育和培训加强人员安全管理措施：加强安全劳动管理、员工生活管理、员工行为管理安全对象管理子系统设备安全保障子系统设备安全设计设备保养、检修和更换设备状态及工作情况的检测和监控管理设备的故障安全对策安全对象管理子系统环境安全保障子系统内部环境和外部环境内部：作业环境、内部社会环境外部：自然环境、社会环境认识城市轨道交通安全技术保障系统※列车自动控制系统（）定义：能实现行车指挥和列车运行自动化，能最大限度地保证列车行车安全，提高运输效率，减轻运营人员的劳动强度，发挥城市轨道交通的通过能力。包含三个子系统列车自动控制系统（）请在此输入您的文本。请在此输入您的文本。请在此输入您的文本。请在此输入您的文本。列车自动控制系统列车自动控制系统（，简称）组成，系统包括三个子系统：—列车自动监控系统（，简称）—列车自动防护子系统（，简称）—列车自动运行系统（，简称）三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制及车上控制结合、现地控制及中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。一、列车自动控制系统（）分类、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。固定闭塞方式中按控制方式，又可分为速度码模式（台阶式）和目标距离码模式（曲线式）。、按机车信号传输方式：可分为连续式和点式。、按各系统设备所处地域可分为：控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。二、固定闭塞系统固定闭塞系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定，一旦划定将固定不变。列车以闭塞分区为最小行车间隔，系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。固定闭塞系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。、速度码模式（台阶式）如北京地铁和上海地铁号线分别引进的英国西屋公司和美国公司的系统均属此类系统，该系统属世纪～年代的产品，技术成熟、造价较低，但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能，不利于提高线路运输效率。固定闭塞速度码模式是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，从控制方式可分成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。以出口防护方式为例，轨道电路传输的信息即该区段所规定的出口速度命令码，当列车运行的出口速度大于本区段的出口命令码所规定的速度时，车载设备便对列车实施惩罚性制动，以保证列车运行的安全。由于列车监控采用出口检查方式，为保证列车安全追踪运行，需要一个完整的闭塞分区作为列车的安全保护距离，限制了线路通过能力的进一步提高和发挥。能提供此类产品的公司有：英国公司、美国公司、法国公司、德国公司等。、目标距离码模式（曲线式）目标距离码模式一般采用音频数字轨道电路或音频轨道电路加电缆环线或音频轨道电路加应答器，具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。通过音频数字轨道电路发送设备或应答器向车载设备提供目标速度、目标距离、线路状态（曲线半径、坡道等数据）等信息，车载设备结合固定的车辆性能数据计算出适合于列车运行的目标距离速度模式曲线（最终形成一段曲线控制方式），保证列车在目标距离速度模式曲线下有序运行。不仅增强了列车运行的舒适度，而且列车追踪运行的最小安全间隔缩短为安全保护距离，有利于提高线路的通过能力。如上海地铁号线引进美国公司、明珠线引进法国公司和广州地铁、号线引进德国西门子公司的系统均属此类。三、移动闭塞系统移动闭塞方式的系统通常采用无线通信、地面交叉感应环线、波导等媒体，向列控车载设备传递信息。列车安全间隔距离是根据最大允许车速、当前停车点位置、线路等信息计算得出，信息被循环更新，以保证列车不间断收到即时信息。移动闭塞系统是利用列车和地面间的双向数据通信设备，使地面信号设备可以得到每一列车连续的位置信息，并距此计算出每一列车的运行权限，动态更新发送给列车，列车根据接收到的运行权限和自身的运行状态，计算出列车运行的速度曲线，实现精确的定点停车，实现完全防护的列车双向运行模式，更有利于线路通过能力的充分发挥。移动闭塞系统在我国还未有应用实例，国外能提供此类系统的公司有：阿尔卡特公司交叉感应电缆作为传输媒介的系统，在加拿大温哥华“天车线”和香港西部铁路等应用，技术比较成熟，但交叉感应轨间电缆给线路日常养护带来不便；美国哈蒙公司基于扩频电台通信的移动闭塞应用在旧金山线，其系统结构、系统运用尚不成熟；阿尔斯通公司基于波导传输信息的移动闭塞正在新加坡西北线试验段安装调试。四、信号系统基本功能、列车自动监控子系统（）系统由控制中心、车站、车场以及车载设备组成。系统在系统的支持下完成对列车运行的自动监控，实现以下基本功能：（）通过车站设备，能够采集轨旁及车载提供的轨道占用状态、进路状态、列车运行状态以及信号设备故障等控制和监督列车运行的基础信息。（）根据联锁表、计划运行图及列车位置，自动生成输出进路控制命令，传送至车站联锁设备，设置列车进路、控制列车停站时分。（）列车识别跟踪、传递和显示功能。系统能自动完成正线区段内列车识别号（服务号、目的地号、车体号）跟踪，列车识别号可由中央自动生成或调度员人工设定、修改，也可由列车经车—地通信向发送识别号等信息。（）列车计划及实迹运行图的比较和计算机辅助调度功能。能根据列车运行实际的偏离情况，自动生成调整计划供调度员参考或自动调整列车停站时分，控制发车时间。（）中央故障情况下的降级处理，由调度员人工介入设置进路，对列车运行进行调整，由车站完成自动进路或根据列车识别号进行自动信号控制，由车站人工进行进路控制。（）在计算机辅助下完成对列车基本运行图的编制及管理，并具有较强的人工介入能力。通过设在车辆段的终端，向车辆段管理及行车人员提供必要的信息，以便编制车辆运用计划和行车计划。（）列车运行显示屏及调度台显示器，能对轨道区段、道岔、信号机和在线运行列车等进行监视，能在行调工作站上给出设备故障报警及故障源提示。（）能在中央专用设备上提供模拟和演示功能，用于培训及参观。能自动进行运行报表统计，并根据要求进行显示打印。（）能在车站控制模式下及计算机联锁设备结合，将部分或所有信号机置于自动模式状态。（）向通信无线、广播、旅客向导系统提供必要的信息。、列车自动防护子系统（）系统由地面设备、车载设备组成，监督列车在安全速度下运行，确保列车一旦超过规定速度，立即施行制动，主要实现以下功能：（）自动连续地对列车位置进行检测，并向列车发送必要的速度、距离、线路条件等信息，以确定列车运行的最大安全速度。提供列车速度保护，在列车超速时提供常用制动或紧急制动，保证前行及后续列车之间的安全间隔，满足正向行车时的设计行车间隔和折返间隔。对反向运行列车能进行防护。（）确保列车进路正确及列车的运行安全。确保同一径路上的不同列车之间具有足够的安全距离，以及等防止列车侧面冲撞。（）防止列车超速运行，保证列车速度不超过线路、道岔、车辆等规定的允许速度。（）为列车车门的开启提供安全、可靠的信息。（）根据联锁设备提供的进路上轨道区间运行方向，确定相应轨道电路发码方向。（）任何车—地通信中断以及列车的非预期移动（含退行）、任何列车完整性电路的中断、列车超速（含临时限速）、车载设备故障等均将产生安全性制动。（）实现及的接口和有关的交换信息。（）系统的自诊断、故障报警、记录。（）列车的实际速度、推荐速度、目标速度、目标距离等信息的记录和显示。具有人工或自动轮径磨耗补偿功能。、列车自动驾驶子系统（）子系统是控制列车自动运行的设备，由车载设备和地面设备组成，在系统的保护下，根据的指令实现列车运行的自动驾驶、速度的自动调整、列车车门控制。（）自动完成对列车的启动、牵引、巡航、惰行和制动的控制，以较高的速度进行追踪运行和折返作业，确保达到设计间隔及旅行速度。（）在监控范围的入口及各站停车区域（含折返线、停车线）进行车—地通信，将列车有关信息传送至系统，以便于系统对在线列车进行监控。（）控制列车按照运行图进行运行，达到节能及自动调整列车运行的目的。（）自动驾驶时实现车站站台定点停车控制、舒适度控制及节省能源控制。（）能根据停车站台的位置及停车精度，自动地对车门进行控制。（）及和结合，实现列车自动驾驶、有人或无人驾驶。五、信号系统运营模式、自动监控模式正常情况下系统自动监控在线列车的运行，自动向联锁设备下达列车进路命令，列车在的安全保护下由司机按规定的运行图时刻表驾驶列车运行。控制中心行车调度员仅需监督列车和设备的运行状况。每天开班前，控制中心调度员选择当日的行车运行图时刻表，经确认或作必要的修改，作为当日行车指挥的依据。、调度员人工介入模式调度员可通过工作站发出有关行车命令，对全线列车运行进行人工干预。调整列车运行计划包括对列车实施“扣车”、“终止站停”、改变列车进路、增减列车等。、列车出入车场调度模式车辆调度员根据当日列车运行图时刻表编制车辆运用计划和场内行车计划，并传至控制中心。车场信号值班员按车辆运用计划设置相应的进路，以满足列车出入段作业要求。、车站现地控制模式除设备集中站其他车站不直接参及运营控制，车站联锁和车站系统结合实现车站和中央两级控制权的转换。在中央设备故障或经车站值班员申请，中央调度员同意放权后，可改由车站现地控制。在现地控制模式下，车站值班员可直接操从车站联锁设备，可将部分信号机置于自动模式状态，也可将全部信号机设为自动模式状态，控制中心行车调度员应通过通信调度系统及列车驾驶员、车站值班员保持联系。、车场控制模式列车出入场和场内的作业均由场值班员根据用车计划，直接排列进路。车场及正线之间设置转换轨，出入场线及正线间采用联锁照查联系保证行车安全。、列车运行控制模式列车在正线、折返线上的运行作业时，常用自动驾驶模式和监督下的人工驾驶模式，限制人工驾驶和非限制人工驾驶模式均为非常用模式。（）自动驾驶模式列车启动后，在设备安全保护下，车载设备自动控制列车加速、巡航、惰行、制动，并控制列车在车站的停车位置，开关车门，司机仅需监督车载设备运行状况。（）监督下的人工驾驶模式列车启动后，车载设备根据地面提供的信息，自动生成连续监督列车运行的一次速度模式曲线，实时监督列车运行。司机根据显示的速度信息驾驶列车，当列车运行速度接近限制速度时，提出报警；当列车运行速度超过限制速度时，车载设备将对列车实施制动。（）限制人工驾驶模式司机以不超过车载的限制速度行车，列车运行安全由司机负责，当列车超过该限制速度时，车载设备则对列车实施制动。（）非限制人工驾驶模式在车载设备故障状态下运用，将不对列车运行起监控作用。列车运行安全由司机、调度员、车站值班员共同负责。、列车折返模式列车在监督人工驾驶模式下折返时，列车由人工驾驶自到达股道牵出至折返线，由司机转换驾驶端，并折返至发车股道。在有人驾驶模式下折返时，列车能以较合理的速度从到达股道牵出至折返线，由司机转换驾驶端和启动列车，然后从折返线进入发车股道。系统的作用确保列车的安全，防止追尾和冲突提高运行效率，在保证安全前提下，缩短行车间隔实现列车运行的信息化和自动化火灾报警系统（）定义：城市轨道交通系统的一个重要设备，通过设置在现场的火灾探测器（如感烟探测器、感温电缆、对射式探头、火焰式探测器等），感知火灾发生时燃烧所产生的火焰、热量和烟雾，实现火灾的早期预警和通报。请在此输入您的标题系统的结构及功能城市轨道交通系统设置两级（中心级、车站级）管理和三级（中心级、车站级、就地级）控制设置全线系统，实现对运营线路火灾探测报警和消防系统设备进行监控及管理。在地铁发生火灾时，发出模式指令使消防系统和各相关设备转入火灾模式运行，执行消防联动，实现防救火灾功能（联网示意图如图，图）。（）中心级火灾自动报警系统中心级系统主要包括：中心级火灾报警控制器、图形工作站、打印机、系统软件、全线系统网络接口设备、主备电源、火警电话等设备，通过通信协议，将全线信息传输到主干网，以备（运营控制中心）内的其他系统使用。请在此输入您的标题（）车站级火灾自动报警系统车站级系统主要包括：火灾自动报警控制器、图形工作站、探测器、气体灭火控制器、手动报警按钮、消火栓启泵按钮、消防电话系统、防救灾设备、现场各种监控模块等设备，图所示为车站级火灾自动报警系统框图。通过报警主机及全线通信骨干相连，在车站及综合监控系统、（环境及设备监控系统）相连。（）就地级火灾自动报警系统设备就地级设备主要包括：消防泵、防排烟设备、防火卷帘、气体灭火系统、电梯、自动扶梯等。请在此输入您的标题图联网示意图请在此输入您的标题图子系统的构成请在此输入您的文本。请在此输入您的文本。请在此输入您的文本。请在此输入您的文本。请在此输入您的文本。系统的组网模式的研究目前，地铁设计方案有独立组网和集成于综合监控系统种方案，并都有实际工程案例。其中独立组网方案在北京地铁、上海地铁、南京地铁、东北省会城市地铁应用较多。集成于综合监控系统方案在重庆地铁、西安地铁、广州地铁、西南诸省地铁应用较多。其设计的模式分别如下图，图。注释独立组网为方案一，集成为方案二请在此输入您的标题图系统单独组网请在此输入您的标题图系统集成于系统。系统的组网模式的研究性能比较：（）方案二在可靠性方面比方案一高。前者需要针对项目单独开发，因为没有现成的软硬件（控集成商、集成协议都需要在技术联络会后才能确定），每个接口都需要单独开发。后者不管是工作站还是控制器，其消防网络都是成熟软硬件，无需再单独开发任何软件或者硬件。（）方案二在实时性方面比方案一高。在方案一中采用光纤独立组网，而方案二中采用综合监控系统传输网络保证系统数据传输的优先性。（）方案一较之方案二在传输信息方面更为全面。系统的组网模式的研究（）在工程调试中，方案一完全不受制约，而方案二必须等到通信传输网络及综合监控系统都已经调试完成，才能进行消防验收，而综合监控系统本身集成和互联了其他子系统，并且软件都是按工程开发，其开发进度、测试进度都受工程所有专业的制约，无法保证工程调试工期的要求。（）在工程投资上，方案一需要独立光纤，投资高；而方案二则不需独立光纤，投资较低。（）方案一完全符合消防规范的要求；而方案二不完全符合消防法规要求，该方案需要及当地消防局商榷决定。系统的组网模式的研究（）方案二的运营管理效率较方案一高。综上所述，尽管将集成于综合监控系统方案的可靠性、实时性及信息量不如独立组网方案，但是可以有效降低工程投资，提高运营管理效率，缩短火灾应急事件的处理时间，有利于提高地铁的整体调度水平,达到减员增效的目的。系统的组网模式的研究此外为确保的可靠性和安全性,一般在车站级才纳入综合监控系统，而现场级的网络和设备仍是保持独立。车站级火灾报警控制器通过标准通信接口接入车站的综合监控系统,实现信息资源共享,以满足综合监控系统对全线及各车站的系统的统一协调调度指挥要求,同时保证现场级网络和设备的独立性,即使车站综合监控系统发生故障，仍可降级运行，通过车站控制室的火灾报警控制器控制车站内的消防联动设备。同时，在对综合监控系统设计时，应对划分独立的传输通道,保证数据传输的独立性和优先性。火灾模式下的联动示意及流程图火灾时联动请在此输入您的标题图火灾模式下的系统联动模型请在此输入您的标题图火灾模式下的系统联动模型请在此输入您的标题及的组网的接口方式中心级及具有以太网冗余接口。通讯协议遵循协议,满足以太网标准。通过冗余及前置机以信息表的形式()进行双向数据交换,每个车站对应一个信息表。可根据由运营方按照各专业计算机系统的配置要求,统一分配的地址人为定义及之通讯的主机。当主机连续几次(默认配置次数为次)不回应的请求时,前置机将通过改变被访问的地址,进行通道切换。请在此输入您的标题车站级车站级及具有两种通信方式。()车站的及工作站之间的通信。系统和系统间通过所提供的数据通信系统交换数据和报文。到的通信在以太网接口上通过进行连接。火灾时向发送火灾模式将由其控制阀类共用设备(如电动调节阀等)的报警信息送给,这些共用设备的报警信息在的后台显示。请在此输入您的标题()车站的报警控制器及控制器的通信。火灾时通过报警控制器的口向发送预制的火灾模式收到火灾模式后向发送无源常开触点的确认信号,该信号通过的监视模块反馈给控制器,同时根据火灾模式联动相应的设备灭火,并将每个共用设备(如变频风机、轴流风机、立转门、表冷器、过滤器等)的信号通过(中央控制单元)的中继柜输出无源常开触点的信号,这些信号通过的监视模块反馈给控制器。请在此输入您的标题图网络结构及数据流方向请在此输入您的标题性能比较：()简单可靠。此系统的接入非常简单,在上安装软件包就可以直接接入网络,并通过简单的网络映射管理本车站及相邻车站区间的火灾报警控制器。骨干网上所有节点相互独立,互不干扰,并采用了离线旁通技术,任何节点发生故障都不会影响其他节点的()可升级为自动重组子网后的中心。主网络环状布置的网络结构可以抵抗站间光纤开路故障。当发生单点开路时,不影响网络通信;发生多点开路时,可以自动重组为多个子网络,同时作为独立节点的车站级的,系统高级管理员可在授权情况下通过授权将子网中某车站的快捷便利地升级为子网中心,指挥协调子网的防灾救灾工作,见图所示。请在此输入您的标题图升级子网图请在此输入您的标题()分布智能使得风险降到最低。、火灾报警控制器采用分布智能的技术,两者功能独立,互不影响,都是作为网络的节点,任何一方都不依赖另一方。环境及设备监控系统（）定义对城市轨道交通建筑物内的环境及空气条件、通风、给排水、照明、乘客导向、自动扶梯及电梯、屏蔽门、防淹门等建筑设备和系统进行集中监视、控制和管理的系统。•监控范围暖通空调系统排水系统电扶梯系统照明系统环境及设备监控系统（）导向系统屏蔽门安全门系统环境及设备监控系统（）系统功能正常情况下，该系统用于对车站和线路上的所有机电设备进行集中的自动化监控和管理，为乘客和运营人员提供舒适的环境，并节约能源，降低运营成本；对车站环境参数、设备运行情况进行统计，据此优化设备的运行，实现维护管理趋势报告，提高设备管理效率。在列车阻塞和火灾时，接受并执行防灾报警系统指令，调度相关设备按预定模式运行，创造人员安全撤离的必要环境条件，功能如下：环境及设备监控系统（）接收车站火灾信息，执行车站防烟、排烟模式接收区间停车位置信号，根据列车火灾部位信息，执行隧道防排烟模式根据区间阻塞信息，执行阻塞通风模式监控车站应急照明系统监视各排水泵房危险水位等电力监控系统（）定义城轨交通电力系统主要由提供机车电力驱动的变电站和车站供电的变电站组成。它是以计算机为基础的对电力生产过程进行控制及调度自动化的系统，可以对城市轨道交通现场的电力运行设备进行监视和控制，实现状态信息采集、数据测量、设备控制、参数调节和报警等功能。请在此输入您的标题图变电综合监控系统）控制中心电力调度工作主站主要功能）变电所综合自动化系统主要功能电力监控系统系统功能电力监控系统）控制中心电力调度工作主站主要功能遥控遥信遥测遥调数据处理维修及一般事故抢修调度请在此输入您的标题调度事务管理调度画面显示数据储存以及报表统计、数据打印机画面复制系统自诊断、自恢复及在线修改•）变电所综合自动化系统主要功能实现变电所各种设备的控制、监视、联动操作，以及电流、电压、功率、电能测量、保护等。请在此输入您的标题接收综合监控系统或当地维护计算机的控制命令；向综合监控系统或当地维护计算机传送变电所操作、事故、预告信息直接控制监视不宜装设监控单元的开关设备事故、预告信息液晶显示和声音提示变电维护计算机功能，实现对变电所监控网络和监控单元编程、对各监控单元软件的日常维护，对变电所内各种设备的控制、监视、测量数据显示和统计系统故障诊断，任何监控单元发生故障，均应报警；单个监控单元的故障，不影响整体运行，故障标志达到板级乘客资讯系统（）定义依托多媒体网络技术，以计算机系统为核心，以车站和车载显示终端为媒介，向乘客提供信息服务的系统乘客资讯系统分为站外和站内两种，子系统功能如下：站外子系统提供路线、运营计划、票价等信息站内子系统提供实时的交通信息，包括列车的到达时间、离开时间以及车次信息车载乘客资讯系统提供线路换乘、进站时间、离站时间、实时新闻和其他相关信息综合监控系统（）定义通过集成城市轨道交通多个主要监控系统，形成统一的监控层