轨道交通信号系统

轨道交通信号系统（精选8篇）

篇1：轨道交通信号系统

注册咨询工程师城市轨道交通信号系统试卷

一、单选题 【本题型共2道题】

1.当列车从车辆段（停车场）出发占用转换轨时登记进入系统并开始跟踪，标识号随列车的运行而移动，列车返回（）后结束。

A．车站

B．车辆段（停车场）

C．控制中心

D．折返线

用户答案：[B] 得分：10.00

2.对信号系统来讲，折返能力通常为系统的控制能力，列车在区间追踪能力则为系统的（）。

A．最小能力

B．最大能力

C．较低能力

D．较高能力

用户答案：[B] 得分：10.00

二、多选题 【本题型共2道题】

1.自动调整或人工调整列车运行需与ATO系统结合进行，主要手段有（）。

A．调整列车区间走行时间

B．调整列车停站时分

C．调整列车追踪间隔 D．取消或增加列车

E．缩短列车折返时间

F．控制列车出发时刻 用户答案：[ABDF] 得分：20.00

2.车载ATP设备驾驶模式有（）。

A．ATO自动驾驶模式

B．ATP监督下的人工驾驶模式

C．非限制人工驾驶模式

D．无人驾驶模式

E．ATP限速下的人工驾驶模式

F．自动折返模式

用户答案：[BCE] 得分：0.00

三、判断题 【本题型共2道题】

1.移动闭塞ATC系统划分固定的闭塞分区，根据精确的列车定位以及线路、列车参数等信息，计算每一列车的运行权限，并动态更新发送给列车，列车车载设备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，控制列车在该速度曲线下安全运行。

Y．对

N．错

用户答案：[N] 得分：20.00

2.基于无线通信的列车自动控制系统设置降级控制系统原因之一，是CBTC车-地无线通信设备或轨旁ATP设备故障，将导致CBTC-ATP功能的丧失，需维持一定密度的列车安全运营。Y．对

N．错

用户答案：[Y] 得分：20.00

篇2：轨道交通信号系统

中航太克（厦门）电力技术股份有限公司 总工程师

何春

摘要: 目前轨道交通通信信号电源系统中UPS的故障率高居不下，尤其20KVA以下的小容量段。究其原因是：在UPS的选型及系统方案上存在严重缺陷，不仅没有为用户节省成本，反而在运营中埋下了安全隐患。由于1KVA-20KVA采用了商业型UPS单机系统，这类UPS的静态旁路和整流器的输入没有分开，在实际运行中，常因为UPS自身输入开关KI的跳闸，造成UPS电池放电完成后，没有旁路电源，致使系统负载掉电，严重影响轨道交通运行的安全性和可靠性。另外，还会因为逆变器过载跳旁路后，过载解除也不能自动恢复为逆变器供电，需要人为再次启动逆变器等。本文针对这些实际问题，提出了选型和改进方案。

关键词: 轨道交通工业型UPS电源，它只少应具有：Ⅰ、高等级的抗扰度，应用于严苛的电气环境。Ⅱ、整流器与静态旁路两路市电输入KI和KP，Ⅲ、逆变器因过载跳旁路后，过载解出能自动恢复为逆变器供电。

轨道交通行业UPS用电环境概述

当前轨道交通行业里，UPS电源系统承担了全线范围内控制中心、车站、车辆段等的通信系统与监控系统的供电，以及信息管理系统在控制中心和车辆段的数据机房的供电。也正因为UPS电源主要是给通信系统、综合监控系统、信息管理系统供电，人们大量采用商业型UPS,造成UPS的故障率居高不下，为轨道交通行业安全可靠地运行，带来了极大的安全隐患。就其原因是：对轨道交通行业的电气环境认识不足，只考虑了UPS的输入绿色要求，输出的过载能力。即输入功率因数≥ 0.95，输入电流谐波＜5%，对电网没有污染。过载能力125% 10分钟，150% 1分钟。看似对电网及负载两端都有了要求。而唯独没有考虑到轨道交通行业里工业性的特征，即在轨道交通行业的电气环境中，UPS本身的适应性、可靠性。也可以说是UPS系统鲁棒性不足（鲁棒性就是系统的健壮性）。

如下图在机车进出站时，UPS输入端的电压波形实测图

从波形实测图可看出：在机车进出站时，由于大功率非线性用电设备的运行，向电网注入大量的谐波电流，导致电网电压波形畸变。根据我们的实测观察，在发生严重畸变时，电 压会出现正负半波不对称，三相电压不对称，频率也会发生变化等。

我们知道，商业型UPS的三相PWM整流器控制策略中，一般均假设三相电网电压不平衡度不超过2%，短时不超过4%，即电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值。这样一旦实际电网电压不平衡度太大时，将使三相PWM整流器直流侧电流产生6、12、18等6的整数倍的特征谐波和2、4、8、10等次数的非特征谐波，而直流电流谐波又导致产生三相PWM整流器直流电压谐波，直流电压谐波通过PWM作用反过来又会影响三相PWM整流器交流电流波形，使交流电流波形中含有奇次谐波。其中直流电压2次谐波和由其产生的交流电流3次谐波，因频率低、幅值高严重影响了三相PWM整流器的运行性能，严重时会烧坏整流器。

而工业型UPS为了在严苛的工作电气环境中的可靠性，一般三相PWM整流器控制策略，均假设三相电网电压不平衡度达40%，如电压空间矢量脉宽调制SVPWM的网侧瞬时功率控制策略，和工频三相IGBT整流技术，即全桥整流加有源滤波器，所以又叫混合式整流技术。混合式整流技术，可以在带载小于70%时，缺相工作运行。

在实测图中还可以看出电网电压波形严重畸变，这是轨道交通行业里最严重的问题。我们知道三相PWM整流器的硬件电路主要包括检测电路、锁相环电路、过流保护电路、光耦隔离电路和驱动电路。其中驱动电路，工作时是以输入电网电压正弦波形为调制波的。检测电路、锁相环电路都与电网电压正弦波形有关。检测电路要检测电网电压过零上升，锁相环电路为了实现三相的单位功率因数控制，需要找到和输入电网电压波形同步的基准量，从而获得电网电压的频率和相位。

在这里我们有必要谈谈UPS的输入特性，通常有：输入电压范围: ±20%，输入频率范围: 50Hz±10%的表述。所以，我们大都认为超出输入电压、频率范围时，UPS自身会判定为掉电，而转有电池逆变工作。这在常态的时候是对的，但在一些异常的瞬态畸变却未必，那怕你再调宽输入电压、频率范围，也不能解决问题。因为，我们在判定输入电压、频率超出范围时，通常是采用平均值法，就是说它在一个单位时间里有几个参考点要采集后才判定。举例说：我们不会把50HZ的正弦波形里的过零点，判定为掉电。这样就有个瞬态时间的问题。如果由于UPS的输入电压波形严重畸变，这时UPS的整流器会因为跟踪的正弦波形畸变率较高，IGBT驱动脉冲紊乱，驱动器功率不足或选择错误而导致故障，使整流IGBT元件烧毁。而这些问题，正是工业型UPS的抗扰性要求，已经得到很好的解决，已大量应用于电厂、电站、冶金、钢铁等电网电压波形严重畸变的行业。

一、目前轨道交通通信信号系统介绍及通信信号电源系统构成 A、轨道交通通信系统介绍

轨道交通通信系统的任务是建立一个视听链路网，提高现代化管理水平和传递语音、数据、图像及文字等各种信息。系统主要由传输系统、公务电话系统、专用电话系统、无线通信系统、广播系统、时钟系统、视频监控系统、乘客信息系统、电源及接地系统、通信综合网络管理系统等子系统组成。B、轨道交通信号系统介绍

城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。

城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统，简称ATC。ATC系统包括三个子系统：

1、列车自动监控系统，简称ATS，2、列车自动防护子系统，简称ATP，3、列车自动运行系统，简称ATO。

三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，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。C、目前轨道交通通信信号电源系统，由于成本的原因，大都采用商业型UPS单机，构成图如下：

图1

目前轨道交通通信电源系统

图2 目前轨道交通信号电源系统

从图1和图2中可以分析出，轨道交通通信信号电源系统中，UPS现实影响轨道交通安全运行，使运营方、厂家常感头疼的故障原因：

1、在系统构成方面，两路市电经过ATS互投给稳压器（稳压器本身有旁路）输入，稳压器输出给UPS电源，UPS再输出给交流配电柜,也就是说，轨道交通通信电源系统的不间断是由UPS来完成的，可见UPS的重要性。不幸的是由于1KVA-20KVA采用了商业型UPS单机系统，这类UPS的静态旁路和整流器的输入没有分开，在实际运行中，常因为UPS自身输入开关KI的跳闸，造成UPS电池放电完成后，没有旁路电源，致使系统负载掉电，严重影响轨道交通运行的安全性和可靠性。

UPS输入开关KI的跳闸，有多方面的原因，大致分为：

1、开关本身存在质量问题。一些质量较差的开关，一旦使用时间长了，其脱口机构就会疲乏，时不时的会跳闸。

2、开关二次侧有短路现象。如：UPS整流器故障，UPS输入端子有短路现象，这种跳闸在实际运行中常出现。

3、过载原因的跳闸。即一切可能引起过流的原因。如谐波、浪涌、电压骤降、启动电流、虚接等等。

2、在系统的UPS选型方面，因为采用了商业型UPS，在实际运行中，不仅会由于UPS本身 设计的抗扰度不高而造成整流器故障频发，还会因为逆变器过载跳旁路后，过载解除也不能自动恢复为逆变器供电，需要人为再次启动逆变器，为轨道交通运行的安全带来了严重缺陷。从图

1、图2中，可以看到： UPS因过载（如通信信号电源，在输出到负载时，常用隔离变压器隔离输出，变压器有启动励磁电流，会造成逆变器过载），在转换到旁路运行时，如果过载解除也不能自动恢复为逆变器供电，那么此时任何一路市电掉电，都会造成负载的掉电。因为ATS的切换时间至少大于50ms。

所以，UPS主机应选用轨道交通专有的工业型UPS,它应具有：Ⅰ、高等级的抗扰度，应用于严苛的电气环境（抗扰度包括：1.辐射敏感度试验、2.工频磁场辐射敏感度试验、3.射频场感应的传导敏感度、4.电快速瞬态脉冲群抗扰度、5.浪涌抗扰度、6.电压跌落与中断抗扰度、7.电力线感应/接触、8.静电放电抗扰度）。Ⅱ、整流器与静态旁路两路市电输入KI和KP，Ⅲ、逆变器因过载跳旁路后，过载解除能自动恢复为逆变器供电。

二、轨道交通通信信号电源系统的工业型UPS选型和改进方案。

图3 改进后轨道交通通信电源系统

图4 改进后轨道交通信号电源系统

从图3和图4中可以看出，在轨道交通通信信号电源工业型UPS系统中，UPS的整流器与静态旁路，有两路市电输入KI和KP，杜绝了只有输入开关KI的风险。稳压器电源只给旁路供电，因为，工业型UPS的主输入，即整流器输入不需要稳压器来保护，且稳压器的响应时间通常在1秒左右，适合长时间的高电压或低电压调整，如果旁路备用电源电压时常不稳时，可用稳压器来调整，毕竟UPS跳旁路时，旁路备用电源是直接供给负载的。

另外，在这里要强调一下工业型UPS的问题，工业型UPS用一句话来总结，其实就是可 靠性比商业型UPS高。

UPS系统在规定的条件下，规定的时间内，完成规定功能的能力称为可靠性,。长期以来，人们只用产品的技术性能指标作为衡量UPS质量好坏的标志，这只反映了UPS产品质量好坏的一个次要方面，还不能反映UPS产品质量的主要方面。因为，如果UPS产品不可靠，即使其技术性能再卓越也得不到发挥。从某种意义上说，可靠性可以综合反映UPS产品的质量。

首先，产品依照标准的原则，顺序为：专用产品类标准→产品类标准→通用标准。也就是说：专用产品类标准为高等级，它的适应性和可靠性最高。就UPS这类电力电子产品而言，我们通常以应用领域来分类。如下图：

工业型UPS就显性而言有三要素即：Ⅰ、高等级的抗扰度，应用于严苛的电气环境（抗扰度包括：1.辐射敏感度试验、2.工频磁场辐射敏感度试验、3.射频场感应的传导敏感度、4.电快速瞬态脉冲群抗扰度、5.浪涌抗扰度、6.电压跌落与中断抗扰度、7.电力线感应/接触、8.静电放电抗扰度）。Ⅱ、可选配的高等级IP防护等级，应用于恶劣的空间环境。Ⅲ、工频变压器的电气隔离，可再生一个TN-S系统或IT系统，即零线灵活更好的服务于用户，也可减少系统风险。在这三要素中，唯有第一条是有标准可寻的。在IEC62040-2-2005，EMC电磁兼容标准中，把UPS分为C1、C2、C3、C4类，即居民区、商业区和轻工业区、工业区、特殊定制区。

在环境方面，商业级UPS通常应用于IDC机房内，对温度、湿度、粉尘、腐蚀性气体有严格的要求，不能用于严酷场合，而工业级UPS则通常应用于高温高湿多粉尘或盐雾的场合；在可靠性方面，商业级UPS设计寿命通常在5年左右，而工业级UPS则通过选用工业级甚至军用级器件、增大冗余度、强化工艺设计和提高安全性配置等技术使产品寿命达到甚至超过20年。另外，在电气环境、负载特性、机械强度、电气隔离、输入输出保护、通讯接口、旁路要求、附件选择、IP防护等级和钣金要求等方面，市场对工业级UPS的要求均远高于商业级UPS。以上所述，工业型UPS最大的特点就是安全可靠，安全可靠是工业型UPS压到一切的前提。

要铸就高可靠性的UPS，以下两点尤为重要：

1、成熟的产品设计开发。可靠性的精髓在于可靠性设计，只有做好可靠性设计才能提升产品质量。可靠性的提升主要集中在研发阶段、定型之前。就工业级UPS而言，要大量的工业电气环境资料及负载情况，来验证各种主电路的适应性、PCB板的布局合理性及样品、成品的EMC电磁兼容性。任何电磁兼容性问题都包含三个要素，即干扰源、敏感源和耦合路径，这三个要素中缺少一个，电磁兼容问题就不会存在。因此，在解决电磁兼容问题时，也要从这三个要素入手进行分析，查清这三个要素是什么，然后根据具体情况，采取适当的 措施消除其中的一个。这样产品的电磁干扰 EMI、电磁抗扰性EMS才能符合标准要求，在相应的电气环境中运行可靠。其次，UPS产品的使用环境日益严酷。从热带到寒带，从陆地到蓝海，从高空到宇宙空间，经受着不同的环境条件，除温度、湿度影响外，盐雾、冲击、振动等对UPS的影响，导致产品失效的可能性也会增大。因此，不仅是EMC抗扰度，单就外观上就可以看出工业型UPS的结构坚固性，从这个层面来说每一个行业都应该有相应行业的专用UPS。

2、成熟的产品制作工艺。我们知道同样的产品图纸，不同的生产厂出来的产品质量，即便是高度标准化生产的今天也显然会参差不齐。这就是成熟的制作工艺基础的问题，它需要长期经验的积累，就是说要有时间长度的工厂才具有此类特质。

任何一个元器件、任何一个焊点发生故障都将导致UPS系统发生故障。UPS系统属于典型的电力电子产品，一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年第一个晶闸管为标志的，电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管和晶闸管变流技术的发展而确立的。此前就已经有用于电力变换的电子技术，所以晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前或黎明时期。70年代后期以门极可关断晶闸管(GTO)，电力双极型晶体管(BJT)，电力场效应管(Power-MOSFET)为代表的全控型器件全速发展(全控型器件的特点是通过对门极既栅极或基极的控制既可以使其开通又可以使其关断)。使电力电子技术的面貌焕然一新进入了新的发展阶段。80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管(IGBT 可看作MOSFET和BJT的复合)为代表的复合型器件集驱动功率小，开关速度快，通态压降小，载流能力大于一身，性能优越使之成为现代电力电子技术的主导器件。

篇3：浅谈轨道交通车载信号系统调试

关键词：轨道交通,车载信号,系统调试,安全

0引言

近年来, 我国的经济得到了迅猛的发展, 人们的生活水平也得到了显著的提升, 机动车辆数量也急剧上升, 私家车所有者人数的不断攀升以及轨道交通运输的应用范围不断拓宽。但是, 轨道交通运输在给人们带来便利的同时, 也带来了一定的安全管理问题, 这是急需解决的问题。一般来讲, 城市的轨道交通信号系统是由三套设备组合而成的, 其中包括车载设备、地面设备以及指挥控制中心的设备。这三个部分共同作用, 每个部分都是系统正常运行的前提, 都是缺一不可的。

1车载信号系统设备的构成分析

笔者把列车控制系统的运行作为研究对象, 这种控制系统的操作平台就是通信技术的应用。它的车载设备是由计算机操作平台、DMI、编码里程计、无线天线、信标天线、进行运行模式选择的按钮与开关以及中继器等部分组合而成。

1.1 车载Driver-Machine Interface (DMI) 系统

这个部件的安装位置一般设置在司机操作平台的中间, 它是一种液晶显示屏, 尺寸大约为10英寸。在设备运行的过程当中, 人机交互显示屏可以进行全过程的运营模式和驾驶模式的显示, 同时还能够限制车辆行驶的速度, 控制车门的状态, 随时对列车进行详细定位, 并且能够及时向列车操作人员反馈最准确的驾驶信息, 而这些对于轨道交通车载信号系统的正常稳定运行都是至关重要的。

1.2 无线天线

无线天线能够将地面的波导设备所探测到的信息传递出来, 并且交由列车中的通信系统接收, 是地面波导系统和列车的联系纽带, 通过移动通信技术可以帮助这两者进行信息交换。在一般的运行操作模式之下, 无线天线借助自身全优的配置保证通信连接的顺畅, 并且进行最大限度的信息交换, 它所使用的信息传输渠道就是车载设备的网络信息系统。

1.3 信标天线

这种天线能够对列车的位置进行比较准确的定位, 并且将信息传输出去。传输的形式是无线微博信号, 传输的对象是地面信标。通过这种传输信号能够将地面信标激活运行, 这个时候地面信标就可以输出早已存储起来的通讯信息, 并且将其传播到列车车载设备当中, 交由列车车载设备进行信息处理, 这样列车就可以得到准确的定位信息。同时, 也能够从根本上确保列车定位信息的准确性与可靠性。

1.4 车载计算机与网络交换机

在车载设备当中, 信号传播的核心设备是车载中心处理器。这个设备的安装位置位于车载信号机柜, 要想进行车载信号的传输也离不开其信号核心单元, 它就是计算机设备。计算机的正常运行能够确保整个信息系统的安全性和可靠性, 与此同时, 它还为信息通讯开拓出了数据渠道, 而且方便了工作人员进行安全检验以及冗余备份等工作。

2车载信号设备的静态调试分析

进行车载信号的调试可以采用静态方式, 也可以采用动态方式, 在此, 先介绍车载信号设备的静态调试。这种调试针对的是列车处于一些特定状态之下的情形, 例如列车处于停车场, 或是车辆段等停车状态下, 不能够进行电源联通, 就需要进行详细的设备安装与紧固、所有线路的检验与核查。

2.1 车载吊装件静态检查

这里所指的吊装件包括天线和编码里程计, 这些设备都位于车厢的外面, 一般都悬于底盘之下, 车载吊装件对于列车的安全运行非常重要, 进行一个静态的检查就显得尤为重要。静态检查首要做的就是紧固度的检查, 不论是螺栓和吊梁, 还是支架, 都不可以呈现断纹, 车载设备的线路对于定位以及通信来讲都是至关重要的, 不仅所要求的高度比较大, 而且对于其准确度的要求也是非常苛刻的。信标天线进行信息传播的媒介就是高频电磁波, 但是其通讯信号经常会被外界信号干扰, 要想避免这种现象的发生就需要确保不存在金属等干扰介质。

2.2 车内设备的检验工作

首先是接头的状况、计算机状态以及配线状态的详细检查, 以确保显示器等都能正常运作, 线路连接也是正确无误的。在确保线路连接准确的前提下, 进行接头紧固工作, 尤其是螺栓的紧固, 还要详细检查车下设备, 一切就绪之后就可以进行上电测试了。

2.3 列车库内的上电静调工作

列车需要进行上电操作, 才能够正常运行。上电的对象就是车载设备, 操作的地点就是库内, 并且进行全方位的启动与运行过程的观测。在此过程中, 操作人员需要依据显示屏上的提示信息进行正确地操作, 如果出现故障提醒, 就需要立刻把当时的详细状况记录下来, 再进行详细地分析。如果出现跳闸, 抑或是严重预警提示的状况, 就必须马上进行断电检查。只有进行详细检查和调试之后, 才能再次启动。

3车载信号的动态调试

静态调试工作完成之后, 才能够开始动态调试的操作。这种调试方式包括以下两种:

3.1 停车库段内的试车调试

这个调试过程主要是确认信号设备的功能是否完好。首

先进行的是车载信标的天线传输功能是否完好, 测试的对象是试车线上的地面信标, 它的测试标准就是看列车在通过定位信标的过程当中, 会不会产生应有的位置信息。其次需要测试的是车载的无线天线的通讯功能是否完好, 这个测试的位置是波导管区域, 测试其通讯是否畅通。最后需要根据在牵引和制动指令的条件下, 观察列车的运行状态, 可以通过屏显器上的速度以及通讯信息进行相关的分析。

3.2 试车调试正常后的正线调试

段内调试完成之后就可以进行正线调试, 这种调试方式的对象是非运营车辆, 往往会将调试时间调整到运营结束之后, 一般会在夜间的维修时间进行, 在正线位置进行调试。考虑到可能会出现线路开通营业的状况, 所以必须进行事先的安排与通知, 获得调度和授权之后, 才能进行正线调试。

4调试过程中人员的安全管理工作分析

4.1 人员的安全管理

轨道交通所使用的电压一般都属于高电压, 工作人员必须要远离轨道, 而且接触轨上也不能放置零件等物品, 工作人员必须要时刻关注接触轨的送电安排, 一定要按照规定进行看护作业, 只有在断电的情况之下, 才能进行车下作业, 并且要求戴上安全帽。列车在运行的过程中, 严禁把身体伸出车外, 驾驶员必须要有资质, 非专业人员不得触碰按钮和开关。

4.2 设备的安全管理

只有静态调试完成之后才能开始动态调试, 如果出现了线路和器件的烧毁和断开现象, 必须详查这种状况发生的原因, 以确保没有任何遗留下来的问题。与此同时, 还需要进行计算机软件数据的检验, 以保证其正常运行。

5结语

本文所阐述的轨道交通车载信号系统的正常安全管理与运行, 是需要以车载设备的合理控制为前提的。在很多高密度行车的条件下, 要想进行整个系统的合理控制, 就必须首先保证车载设备的正常运行。通过对轨道交通车载信号系统调试过程中相关问题的详细阐述, 揭示出了车载运行的安全要领, 对于保障调试工作的顺利安全进行具有很大的实际意义。

参考文献

[1]曹启滨.浅谈轨道交通车载信号系统调试.铁道通信信号[J], 2012 (1) .

[2]尹力明, 刘俊艳, 程佳.车载信号系统软件开发用半实物仿真平台.城市轨道交通研究[J], 2011 (4) .

篇4：城市轨道交通信号系统探究

关键词：城市轨道交通；信号系统；构成；方案；方式

中图分类号：U284 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）24-0086-02

随着我国城市人数的急剧上升与车流量的大量增加，大部分城市交通负荷越来越重。在城市发展中，城市轨道交通作为城市交通的重要组成部分，其应用范围的不断扩展，已经成为解决城市交通压力的重要方式，城市轨道交通主要具有便捷、安全、舒适等优势，因此，越来越多的城市开始进行城市轨道的建设。目前城市轨道交通主要包括：地铁与轻轨，为了确保城市轨道运输的有效性及安全性，必须采用技术含量高的信号控制系统对城市轨道交通进行控制，在整个城市轨道交通系统中城市轨道交通信号系统是体现轨道交通运行安全、高效的关键部分。基于此，城市轨道交通工作人员必须了解城市轨道交通信号系统的构成因素、传送方式等，只有熟练掌握信号系统的规律及原理，才能确保人们出行的安全性。

1 城市轨道交通信号系统的构成

城市轨道交通信号系统主要由列车自动控制（ATC）系统、联锁设备、轨道电路等组成。

作为城市轨道交通信号系统最重要的组成部分，列车自动控制（ATC）系统主要功能就是对行车指挥及列车运行自动化的一种最大限度地实现，同时起到确保列车安全运行及提高运输效率的作用，只有这样才能降低工作人员的工作量，对城市轨道交通的通行能力进行充分发挥。

ATC（automatic train control）系统主要有三部分构成，包括：列车自动防护（ATP—automatic train protection）、列车自动运行（ATO—automatic train operation）及列车自动监控（ATS—automatic train supervision）。

ATP系统分为轨旁ATP和车载ATP，负责对列车的运行进行保护，对列车进行超速防護、车门监督和速度监督，保证列车的安全间隔。

ATO系统分为轨旁ATO和车载ATO，其应用的主要目的就是对“地对车控制”的一种实现，就是实现地面信息对列车运行情况的一种良好控制，并送出车门和屏蔽门同步开关信号。

ATS系统主要有两部分中央ATS与车站ATS，其应用的主要目的就对列车运行监督及控制，包括：列车运行情况和设备的集中监视、自动排列进路、自动列车运行调整、自动生成时刻表、自动记录实际列车运行图、自动进行数据统计以及各种报表的自动生成，辅助调度人员对全线进行管理。

联锁设备有中央联锁系统和车站联锁计算机，主要对室外设备信号机和道岔进行控制，排列列车进路并传送进路信息给轨旁ATC设备。

轨道电路主要用于传送轨道电路信息和ATP报文信息。

2 城市轨道交通信号系统方案

通常情况下在城市交通疏解任务中城市轨道交通线路承担着十分重要的任务，为确保人们出行的安全性，应采用完整的、先进的、高效的列车控制系统作为地铁信号系统。正线信号系统采用完整的列车自动控制（ATC）系统，由ATS、ATP、ATO、联锁设备组成。车辆段/停车场由联锁设备、微机监测设备、ATS分机等主要设备组成。目前城市轨道交通的信号系统主要有准移动闭塞和移动闭塞系统选择。

2.1 基于目标距离模式的准移动闭塞ATC系统

通常选用音频数字无绝缘轨道电路作为目标距离模式，这种模式的主要特点为信息传输量较大及抗干扰能力很强。列车车载设备依据由钢轨传输而接收到的联锁、轨道电路编码、线路参数、控制管理等报文信息，连续对列车追踪运行及折返作业进行速度监督，最大限度对其进行超速防护，控制列车运行间隔，以满足规定的通过能力。由于音频数字轨道电路具有极大的传输信息量，可以将目标速度、目标距离、线路状态等信息提供给车载设备，为计算出列车相适应的运行模式速度曲线，将ATP车载设备与固定的车辆性能数据进行充分地结合。

2.2 基于通信的移动闭塞系统（CBTC）

基于通信的移动闭塞列车控制系统具有极为先进的发展技术，是列车控制技术的发展趋势，是国际ATC先进水平的代表。是独立于轨道电路的高精度列车定位。

CBTC系统为实现车与地、地与车间之间的双向数据通信，可以选用自由空间无线天线、交叉感应电缆环线、漏泄电缆以及裂缝波导管等方式进行有效通信。依据列车的位置信息及进路情况轨旁ATP设备可以有效对每一列车的移动权限进行准确计算，同时根据列车位置速度的变化不断更新数据，利用连续车地通信设备向列车进行信息的发送。依据接收到的移动授权及本身的运行状态车载设备可以对列车运行速度曲线及防护曲线进行有效计算，在ATP子系统的保护防御过程中，在该速度曲线下ATO子系统或人工驾驶控制列车可以正常运行。可以最大限度地实现后续列与前行列车尾部的紧密性，并始终处于安全距离范围内。在确保安全的基础上，CBTC系统可以实现区间通过能力的有效提高，同时不受轨道电路区段分割的限制。

虽然CBTC系统在调试时因对现场环境要求高、调试周期较长等一些不尽如人意的地方，但是CBTC系统在具有自身优越性的同时已经成为城市轨道交通信号系统的首选方案。其相对于准移动闭塞系统的优越性是不可取代的。

3 城市轨道交通信号系统通信设备的传送方式

3.1 通过轨道电路进行传送

轨道电路不仅可以检测列车占用情况，也可以传递报文信息给车载设备。在轨道电路不忙的情况下，将轨道电路信息传送给联锁系统，当列车对轨道进行占用时，利用装置切换，并将发送轨道电路信息的作业进行停止，开始采用轨旁设备将ATP报文信息连续向钢轨进行发送，将接收和发送设备装置在列车底部，可将接收到的信息向车载设备进行传递，同时也可以向地面发送列车信息。

3.2 通过轨间电缆传送

单独沿着钢轨铺设一条线路，专门用于传送ATP报文信息，此方法安全可靠，但费用较高。

3.3 通过点式应答器传送

在轨道电路的部分地方进行应答器的设置，应答器的设置主要有两种形式：固定数据应答器与可变数据应答器。用于存储固定数据的应答器为固定数据应答器，可变应答器通过对中心进行控制来取得数据，将接收和发送天线安装在列车底部，当列车运行在应答器位置经过时可以感应到应答器的信息，然后进行双向数据交换，因为这种信息的传送不具有连续性，只能在一定位置才能进行接收，因此这些位置被叫做点式ATC。

3.4 通过无线方式进行传送

无线车地通信主要采用无线方式，由控制中心来实现车载ATP/ATO的功能，利用无线交换器和轨旁无线单元AP与车载无线通信设备进行时时数据的交换。

一般情况下一个控制中心可以实现对一条线路上所有车站的控制，当控制中心设备发生故障时，为了确保整条线路不出现瘫痪现象，可以将车站现地工作站和车站ATS远程控制单元设置在车站。这样当控制中心出现故障之后，车站工作人员可通过车站现地工作站进行操作来实现联锁计算机的功能，ATS远程控制单元可代替中央ATS系统向联锁系统和轨旁设备发送相关信息，此时ATS远程控制单元所具有的信息不全面，但能够保证列车在本站的正常运行。

4 结 语

综上所述，城市轨道交通信号系统的主要目的就是对列车进行有效控制，完善城市轨道交通信号系统不仅可以提高运输效率，还可以确保整个列车运行的安全性及有效性，实现整个城市轨道交通信号系统的功能。

参考文献：

[1] 侯艳霞.地铁列车自动监控系统的更新改造[J].都市快轨交通，2010，（2）.

篇5：轨道交通信号系统

3.1从实际需求出发优化教学内容

城市轨道交通信号与通信技术作为一项应用型技术，偏重于在轨道通信系统中实际操作能力，要求相应的工作人员能够对相关技术的原理与应用有清晰的理解，能够对出现的问题进行及时的解决。因此，在城市轨道交通信号与通信技术课程教学过程中，应摒弃“大而全”的内容，遵守“实用为主，够用为度”的方针，深入了解企业对人才的需求，结合企业需求与实际教学能力，参照行业资格标准，以培养学生实践能力为主要目标，突出教学内容的实用性和时效性，从而开展相应的教学体系改革。

3.2多方式多手段改变教学模式

应用型技术人才的培养需要在培养过程中有针对性的进行理论和实践的教育，而当前院校对城市轨道交通信号与通信技术课程的教学很大程度上偏重于理论知识，增加了学生学习难度。因此在课程教学过程中应以对学生职业能力培养为核心，以工作项目流程为方式进行授课，让学生在项目参与的过程中学习相应的理论知识，强化相关技术的实际运用能力。在课堂教学过程中，要将理论与实际案例相结合，并运用多媒体技术进行生动形象的讲解，有能力的还可以借助3Dmax等三维建模软件对相关设备以及信号运行系统进行建模，以使学生对通信设备与通信系统运行等有更直观的理解。而在最后的考评环节，要注重对学生知识与技能的双重考核，严格把关其理论与实践水平的掌握程度。此外，由于高职院校招生的生源多样化，导致学生的学习能力存在差异，因此在课程教授时可采用分层教学方式，对不同学习能力的学生进行差异化教学，鼓励有能力的学生进行进一步的探索学习，对学习能力较低的学生进行针对性指导。教师也可以借助慕课等网络平台，利用网络课程资源来加强学生自学能力以及进行具体问题的指导。

3.3加强师资队伍建设

由于通信技术的和通信设备的发展变革速度极快，几个月的时间就可能有新技术或新设备的应用，新技术和设备一般在产生于企业的实际应用变革而非科研院校，因此院校教师对新技术和新设备的适应能力要相对落后，导致学生在进入岗位实习后需要较长磨合期来学习新技术。对此，院校教师需要积极跟进轨道交通信号与通信技术的发展动态，以新的知识来优化教学内容，保持教学内容的时效性。院校也可以聘请具备相关新技术和设备操作经验的企业员工进行授课，加强“双师型”师资队伍的培育与建设。

3.4强化专业实训平台建设

城市轨道交通信号与通信技术课程对学生实践水平能力的要求较高，因此需要在教学过程中加强对学生实际运用能力的培养，强化城市轨道交通通信专业平台的建设。专业平台的建设要加强校企合作，建立校内实训基地与企业顶岗实习实训平台。校内实训基地主要用于院校在教授过程中进行初步的实践操作能力训练，以使更快学生掌握专业基础知识，了解相关设备技术与通信系统运行原理。企业顶岗实习实训基地是在学生具备相关理论知识和初步实践能力的基础上，与一线工人进行混搭，实际参与整个系统的运行，增强其实践水平。

4结语

城市轨道交通信号与通信技术是一门应用型学科，对学生的理论和实践能力要求都较高，因此需要在课程教学的过程中从教学内容、教学模式、师资队伍建设以及实训平台建设等方面进行改革，以培养满足社会需求的高素质人才。文中提出的改革方案还需要在今后的教学过程中加以探索和改进。

参考文献:

[1]余建平.新国标框架下城市轨道交通通信信号技术专业教学标准体系开发研究[J].无线互联科技，，16(01):14-15.

篇6：城市轨道交通牵引供电系统

2杂散电流：绝大多数电力牵引轨道交通线路是以走行轨为其回路的，由于钢轨大地之间不是绝缘的，因此回流电流必有部分经大地回牵引所，这部分电流因土壤的导电性质，地下管道位置不同，可以分布很广，故称杂散电流。

3.GIS：六氟化硫全封闭组合电器，它是在六氟化硫断路器的基础上把各种控制保护电器全部封装的组合电器设备。

4远动控制：又称遥控即在远离变电所（执行端）的电气设备进行控制。

5距离控制:即在主控制室内对变电所的一次设备集中进行控制监测，开关位置信号-中央信号以及继电保护装置等都配置在主控制室的屏台上，便于监视和管理运行。

6安装接线图：为二次设备的制造安装或调试检修而专门绘制的安装图

7二次原理图：也称归总式原理图，用来表示二次设备中的监视仪表，控制与信号，保护和自动装置等的工作原理图。

一．简述断路器的主要功能？答：断路器又叫高压开关，断路器不仅可以切断和闭合高压电路的空载电流和负载电流，而且，当系统发生故障时，它与保护装置相配合，可以迅速地切断故障电流，以减少停电范围，防止事故扩大，保证系统的安全运行。二．简述地铁动力照明结构及功能？答：

三．简述直流牵引所的保护？答： 四．接触网设计过程中应满足什么要求？答：1.接触网

悬挂应弹性均匀高度一致，在高速行车和恶习的气象条件下，能保证正常取。2.接触网结构应力求简单，并保证在施工和运营检修方面具有充分的可靠性和灵活性。3.接触网寿命应尽量长，具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力。4.接触网的建设应注意节约有色金属及其他贵重材料，以降低成本。五．简述地面架空接触网组成及功能？答：架空式接触网由接触悬挂，支撑装置，支柱与基础设施几大部分组成。接触悬挂是将电能传导给电动车组的供电设备。支持装置用来支持悬挂，并将悬挂的负荷传递给支柱和固定装置。支柱与基础用以承受接触悬挂和支撑装置所传递的负荷（包括自身重量），并将接触线悬挂固定在一定高度。

六．简述地下迷流防护措施？答：在电力牵引方面：提高供电电压，减小牵引所距离，采用双边供电，减小钢轨电阻，增加回流线减少回流电阻，增加到道泄漏电阻，定期检测。在埋设金属管方面:尽量远离，在金属表面或接头处采用绝缘，采用防电蚀电缆线路，在电缆上包铜线套钢管，在地下管道涂沥青包油毡，设排流装置。七．牵引变电所计算需要的参数有那些？答：1.馈电线及牵引变电所的平均电流，有效电流，最大电流；2.电动车辆或机车在供电区段内运行时的平均电压损失及最大电压损失；3.接触网中平均功率损失等 八．高压控制电路构成及作用？答：主要由控制元件，中间放大元件与继电器以及操作机构等几部分组成。1控制元件：运行人员用来

篇7：城市轨道交通系统各种模式的车辆

摘 要 介绍城市轨道交通系统各种模式的车辆，涉及轮轨制式地铁系统(包括直线电机系统)、轻轨系统、单轨系统、自动导向系统、磁悬浮系统和无人驾驶系统的车辆。分析我国城市轨道交通的现状，指出国内城市轨道交通领域中的车辆以钢轮为主，并已基本实现国产化。最后对城市轨道交通车辆技术的未来进行展望。关键词 城市轨道交通 车辆 技术特点 展望 美国的科学家曾对城市居民出行可容忍的时间进行研究，结论是 45 min。这就是说，一个城市需要有与之规模相适应的、具有最高运行速度的交通工具。目前，世界上居住人口超过 1 000 万的城市约 20个，超过 100 万的城市约 300 余个，不少城市圈的直径超过 50 km。因此，最高运行速度为 80 km/h 的交通工具基本可以适应，而目前能承担如此重任的只有城市轨道交通。无论是供给型还是导向型的城市轨道交通，运送出行居民是一致的;无论是什么制式的城市轨道交通，载客的工具都是车辆。自世界上首条地铁线路建成以来，车辆在设计制造技术、性能、功能上都经历了不断发展的过程，出现了不同制式的车辆，以适应不同城市轨道交通模式的需求。1 城市轨道交通车辆的制武 1． 1 轮轨制式车辆 轮轨制式车辆有钢轮与橡胶轮两种，传统的城轨车辆采用钢轮。橡胶轮车辆在转向架上安装了驱动和导向橡胶轮，驱动橡胶轮运行在混凝土或钢制轨道梁上。橡胶轮具有较高的黏着系数，能发挥较大的启动牵引力和制动力，噪声相对较低，爬坡能力高于常规的钢轮钢轨制式。但是，由于橡胶轮污染环境、使用寿命短，使得技术成熟、适应性强的钢轮钢轨制式仍然在应用上占绝对优势。各种地铁车辆见图 1。

现代城市轨道交通车辆集机械、电器、计算机、制冷、光学及噪声学等技术于一体，交流异步传动是当前电力牵引的主流模式。国际电工委员会规定的供电电压标准为直流 600、750 和 1 500 V，我国国标规定为直流 750 和 1 500 V 两种，多数采用 A 型车的线路和近年来采用 B 型车的线路都用 DC 1500V 作为供电电压。电气绝缘材料的发展，为地铁车辆采用 DC 1500V 工作电压提供了有利条件。作为轮轨制式特例的直线电机车辆(见图 2)于20 世纪 80 年代问世，在技术上采取非黏着驱动，有利于提高车辆的启动加速度和制动减速度，爬坡能力强，电机结构简单;采用径向转向架后，能适应曲线半径为 50 m 的弯道;采用小直径车轮，降低了车辆高度，可用于较小直径的隧道;自重轻，对线路冲击小，车辆运行时噪声相对较小。不过，直线电机车辆受电机功率的限制，车辆较小，载客量少;由于电机气隙较大，损耗也较大，功率因数和效率相对较低。

直线电机模式是轮轨制式的特例，只有在特殊的线路条件下应用，才能显示出它的优越性。1． 2 轻轨系统车辆 1879 年，在德国西门子公司展示了一列 3 辆编组的小功率有轨电车后，美国于 1888 年造出了世界上第一列用于商业运营的有轨电车。在此之后，有轨电车在世界上得到了飞速发展。有轨电车系统是轻轨系统的前身。从 20 世纪 70年代开始，一些国家对城市的旧式有轨电车系统

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进行技术改造，建成了新型的有轨电车系统(见图 3)，将线路建成相对独立或封闭(或半封闭)的形式，将现代科技(包括计算机技术)应用于车辆、通信、信号及供电系统中，提高了系统的安全性、可靠性和舒适性，同时提高了车辆的运行速度。1978 年，国际公共交通联合会(UITP)在布鲁塞尔召开会议，将新型有轨电车系统统一命名为 LRT(light rail transit)，翻译为“轻轨”。目前，世界上已有 300 多个城市(包括一些大城市)拥有轻轨。轻轨车辆一般采用较小型的车辆，低地板或 70% 低地板，车站简易，线路设置灵活，最高速度多为 60 km/h。现代轻轨多采用模块化铰接式多轴车辆，适应城市中转弯半径小的线路和不同客流需求的线路。另外，国际上用于轻轨系统的供电制式多为 DC 600V 和 DC 750V。1． 3 单轨系统车辆 单轨系统是指车辆在特殊的单轨道梁上运行的城市轨道交通，有跨座式和悬挂式两种类型。轨道梁既承重车辆，又是车辆运行的导向轨道。单轨系统也有百余年的历史: 早在1821 年，英国人 P． H． Palmer 开发了单轨线路;1888 年，法国人在爱尔兰铺设了约 15km 的跨座式单轨铁路，采用蒸汽牵引;1893 年，德国人 Eugen Langen 研制成悬挂式单轨系统，并在德国的伍珀塔市建成了13 km 的线路，该系统运营至今，是世界上最古老的单轨模式。1952 年，瑞典出生的德国工业家 Axellenard Wenner-Gren 在德国科隆市建成了一条跨座式单轨试验线，采用混凝土轨道和橡胶充气轮胎，获得了最佳效果，并形成了目前通用的 ALWEG 型跨座式单轨模式。单轨系统采用高架线路，分为跨座式和悬挂式两种，如图 4 所示。跨座式单轨车辆在轨道上方运行，车辆有 3 种车轮，走行轮运行在轨道梁上，导向轮在轨道侧面滚动导向，每一转向架另设 2 个稳定轮，起稳定作用。悬挂式单轨车辆的转向架安装在车厢上方，沿钢轨运行，车轮有钢轮和橡胶轮两种。单轨系统车辆最高速度可达 80 km/h，列车可有4 ～ 6 辆编组，其爬坡能力大，易于通过小半径曲线，环境影响小;但是能耗较大，车辆的走行装置结构复杂，价格较高，轮胎寿命短。一般单向运能达 1万 ～2． 5 万人次/h。1． 4 自动导向系统车辆 为了减少城市的噪声和废气污染等公害，20 世纪60 年代末，国际上一些国家研制了新型的由导向轨导向的新交通系统，如图 5 所示。这是一种自动化程度高的轨道快速客运系统，车辆在专用的轨道上定时自动运行，车站上无管理人员，完全由中央控制中心的计算机系统集中控制。一般车辆较小，列车的编组也较短，运输能力也相对较小。

自动导向系统的车辆采用全自动无人驾驶，车轮为橡胶轮，在专用的混凝土轨道上运行，导轨系统有中央导向轨和侧向导向两种方式。自动导向系统车辆一般采用低地板，特点是噪声低，爬坡能力大，适应曲线半径小的线路，载客量不大，用得较多的是在机场内部，或在范围不大的区域内接驳乘客换乘其他市区交通。1． 5 中低速磁浮系统车辆 磁浮交通系统于 20 世纪 60 年代分别在德国和日本开始研究。经过几十年的研究和试验，2002 年 12 月31 日在上海建成了高速磁浮列车示范运营线，日本也建有中低速磁浮线并投入了运营。磁浮模式的交通有高速、中速和低速 3 种系统，如图 6 所示。高速系统用于长距离的线路，使命：加速中国职业化进程

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中、低速系统适用于城市轨道交通。中低速磁浮轨道系统依靠磁场吸引力或排斥力使车体悬浮;并依靠现代控制技术实现动态稳定悬浮;由直线电机驱动列车行驶，列车运行速度可达 100 km/h以上。中低速磁浮轨道交通系统比较适合于高峰小时单向客流 2 万 ～3 万人的中等运量的城市高架轨道线路，站间距越大，则优势越为明显。磁浮系统的主要特点是非黏着驱动，加减速度动力性能强、噪声小、振动小，适用于曲线半径小和坡道大的线路。1． 6 无人驾驶模式车辆 国际上城市轨道交通运行模式的发展大致经历了 3个阶段: 人工驾驶模式、人工驾驶的自动化运行模式、全自动无人驾驶模式。“无人驾驶系统”在我国还有点陌生，但近20 年来在国际上已得到了广泛的应用，并且已成功地应用于一些大运量的城市轨道交通系统中。全世界现有 30 多个机场设有自动化运输系统(people mover)，里尔、里昂、巴黎、哥本哈根、伦敦、纽伦堡、新加坡、洛桑、巴塞罗那等城市已建成约 20 条全自动无人驾驶的城市轨道交通线。鉴于全自动无人驾驶系统已越来越被人们所接受，以至于像巴黎、马赛、里昂、柏林、汉堡、法兰克福、纽伦堡和纽约等城市，拟将既有的传统地铁运输系统陆续改造成为全自动无人驾驶系统，而我国上海已建设的轨道交通 10 号线就是采用这种模式。可见，全自动无人驾驶的模式代表了国际上城市轨道交通的一种新的潮流。无人驾驶模式车辆(见图7)的技术特点主要体现在: 有人驾驶时，司机的职能完全由自动化的技术来替代。在车辆的设计制造、可靠性、可使用性和安全性方面，等级大幅提高，达到 99． 9% 以上;自动化程度大幅上升，通信的信息量也大幅增加，信号及综合监控系统的技术接口更加紧密和复杂。在车辆上增加了火灾探测与烟雾报警系统，增加了轨道障碍物探测、脱轨检测以及 CCTV 视频系统;车门不再由司机控制，而是由 ATC(列车自动控制系统)进行控制;列车的各主要系统都由 OCC(运营指挥中心)远程监控。全自动无人驾驶模式车辆的安全性和可靠性高，有利于实现列车高密度运行。2 我国城市轨道交通车辆的现状 2． 1 我国城市轨道交通的现状 从 20 世纪初上海在我国率先建成第一条有轨电车线路开始，到 60 年代北京开始建设具有交通和人防双重功能的第一条地下铁道，开创了我国现代城市轨道交通的先河。限于当时的技术，采用直流调阻 B 型车辆。上海在20 世纪90 年代初开始兴建地铁1 号线，并于 1995 年 5 月建成通车，标志着我国城市轨道交通系统步入了现代化的行列。我国的城市轨道交通在 20 世纪 60年代起步后，由于种种原因，中间停顿了很长一段时间，因此有关技术的发展较慢，离世界水平有相当的距离，特别在车辆、信号等专业上尤为明显。因此，20 世纪 90 年代我国地铁车辆基本依赖进口，导致造价高，建设周期长，维护费用也高。经过 10 余年的努力，大力开展国产化工作，在采取“引进—消化—吸收”国外技术措施后，我国城市轨道交通车辆在技术国产化、自主化方面取得了明显的效果，基本甩掉了“洋拐棍”，出现了如中国南车和北车集团等6 家具有自主设计、制造、集成能力的车辆生产基地。2． 2 车辆 我国城市轨道交通系统的模式是多样化的。地铁模式是国内城市轨道交通的主要模式，钢轮钢轨制式车辆是主要的车型(见图 8)

按我国标准，用于地铁的钢轮钢轨制式的车型分 A、B 和 C 型共 3 种。在我 使命：加速中国职业化进程

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国南方几个城市客流量较大的线路较多地采用 A 型车，主要集中在上海、南京、广州和深圳等城市，其余线路大多采用 B 型车，如图 9所示。轻轨模式比较适合中小城市，对于大城市近郊或与地铁接驳的线路或组团区域内的线路也是非常合适的。大连、长春、天津、上海等城市已建成 100 km 多的轻轨线路，除中央导向橡胶轮车辆进口外，其余均为国产车辆。我国的重庆市素有“山城”之称，市内建筑密集，城市道路狭小，坡度大，因此比较适宜单轨模式。目前，重庆已建成我国首条跨座式单轨线(较新线)，全长 17 km，线路采用预应力混凝土轨道。通过引进、消化、吸收国外技术，采用单轨制式的重庆市轨道交通 3 号线橡胶轮车辆全部在国内生产。广州市建成 2 条直线电机模式的轨道交通线，车辆在国内生产;北京的首都机场线也是采用直线电机模式，在 2008 年奥运会前建成并通车试用，车辆采用了国外的技术。广州 3． 9 km 长的 APM 制式(自动导向轨道系统)线路，采用进口车辆;北京 T3 航站 AGT 制式线路的车辆也是国外生产的;天津和上海分别于 2007 年和 2009年建成带中央导向轨的橡胶轮制式线路，车辆是从国外购买的。我国除了上海建有一条 30 km 长的高速磁浮线外，国内尚无中低速的磁浮线，目前车辆尚处于研究开发阶段。纵观国内城轨交通的现状可知，我国城市轨道交通的模式是多样的，但应用最为广泛的仍然是地铁模式，以钢轮钢轨制式车辆为主，并已基本实现了国产化。轻轨模式一旦被人们所认识，相信会得到较多的应用。至于其他模式，只是在特殊的线路条件、特殊的应用环境下才是可选的模式，目前这些模式的车辆基本通过进口。我国城市轨道交通发展较晚，因此车辆有可能采用最新的技术，如铝合金和不锈钢车体、交流异步传动、模拟式制动机以及计算机网络控制等。可以说，就钢轮钢轨制式车辆而言，我国的车辆是当今世界城市轨道交通车辆先进技术的集中体现。3 未来我国城市轨道交通车辆技术展望 据有关资料统计，未来 10 年我国总计 30 个城市将建设130 条地铁线路，约3600 km，总投资约16000 亿元;估计需要25 000 辆车辆，6 个每年生产 600 辆车的工厂需生产约 7 年。目前，我国车辆采用的是世界上最先进的技术。但是，科学技术在不断地发展，低碳、节能、环保对车辆技术提出了新的挑战。德国、法国以及日本早在 10 年前就开始研究永磁同步牵引电动机，并已成功地运用于城市轨道交通项目。与异步牵引电动机相比，永磁同步牵引电动机具有转速平稳、过载能力强、功率因数高、效率高、体积小、重量轻、噪声低、可靠性高等优点，而且结构多样化，应用范围也广。永磁同步牵引电动机体积小、重量轻，有条件满足直驱电机转速低、电机极数相对多的要求，并有可能在有限的空间下增加转矩，有可能实现直接传动方式。特别是对于最高运行速度低于 160 km/h的车辆，采用直接传动方式更加充分。实现了直接传动后，取消了齿轮传动，使车辆体现节能、高效、轻量等优越性。未来 10 年，永磁同步牵引技术有望在城市轨道交通车辆上得到推广应用。我国永磁同步牵引技术尚处在小功率研究阶段，为了能与国际接轨，我国不妨引进这一技术，应用到某一城轨项目，通过“引进—消化—吸收”，及早掌握这项技术。4 结语 车辆是城市轨道交通系统重要的技术装备，也是技术密集的机电一体化设备。它与城市轨道交通系统中的供电、接触网(轨)、通信、信号、综合监控、屏蔽门、土建、线路及轨道等专业有着密切的技术接口，也是相关专业服务的对象，在城市轨道交通系统工程的投资中占有较大比重。因此，合理地选择

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车辆的制式及其技术标准，及早地掌握和应用永磁同步牵引技术和低碳、节能、环保技术，是城市轨道交通技术领域面临的新任务。

篇8：轨道交通信号系统

1 系统构成方案

城市轨道交通是一个技术先进, 具备相当程度自动化水平的运输体系。其中信号控制系统的构成必须与整个交通运输相适应。

在《城市快速轨道交通工程项目建设标准-试行本》中, 把信号系统划分了三个层次:第一层次设备在运量较小、行车密度较低的线路上, 可配置联锁设备、自动闭塞、机车信号和自动停车系统;第二层次设备在运量较大、行车密度较高的线路上, 可配置列车自动监控 (ATS) 系统和列车自动防护 (ATP) 系统;第三层次设备在运量大、行车密度高的线路上, 配置列车自动监控系统、列车自动防护系统和列车自动运行 (ATO) 系统。

对于第一层次的设计方案, 是在所有的设计配置当中水平最低的, 这种配置方式的应用有着自身的局限性, 因为它要求轨道上运行的列车在行驶间隔上不能低于三分钟, 也就是说行车的密度要小。如果说在行车间隔上有所改变, 密度加大的话, 那么这种配置方式也将发生改变, 并且将会是大面积的改造, 耗费的工程量比较大并且浪费了很多以前的设施。这种配置在信息的存储方面比较小, 那么在列车运行的过程中, 需要司机来对列车运行的安全性进行掌握, 人工的控制要占据很大一部分。虽然说有以上的种种的弊端, 但是这种配置在目前来说是国产中生产效率比较高的, 不需要引进进口的设备, 成本价格比较低, 所以在我国还是得到了普遍的应用。这种配置的系统比较适合应用于中小城市或者郊区中, 因为在列车的行驶密度上比较低, 并且在很长的一段时间都会维持一个比较平稳的运行状态, 不会发生很大的改变。

对于第二层次的配置系统, 在性能上要比第一层次的高一些, 对于列车的安全运行控制性也要大很多, 完全可以由控制系统自身来完成。但是这种配置系统目前在国产方面的生产效率还比较低, 所以说在成本上会所提高。这种配置系统有很大的改造空间, 如果城市轨道运行发生了改变, 运行的密度加大了, 那么向第三层次进行升级有一定的技术条件, 完全可以达成, 所以说不会出现大量的工程废弃。在现代阶段这种配置系统在我国的应用范围比较广, 一般的城市都能够适用, 在城市的轻轨交通中, 有很大的优势。

对于第三层次的配置系统来说, 其在技术含量方面比较高, 主要适用于在行车间隔小于两分钟的线路中, 在安全控制方面完全可以由系统来进行操作, 列车在运行的时候, 每站之间的停靠, 折返操作, 都是可以通过控制中心来进行操作的, 现代化的技术手段应用的比较深入。但是这种配置系统目前在我国的生产率非常的低, 所以说在造价方面非常高, 这个是在应用的时候不利的一面, 可其系统配置的智能化程度非常高, 在一会的社会发展中, 对于城市的轨道建设将会做出巨大的贡献, 为城轨建设带来巨大的经济效益。这种配置的系统设计在自动化和智能化方面的应用非常的先进, 对于城市的轨道建设会发挥很大的促进作用。对于在城市的地铁建设中, 尤其是运行量比较高, 密度大的城市, 这种配置方案是首选, 具有很大的应用价值。

2 主要技术方案

2.1 设计行车间隔

城市轨道交通工程为适应乘客运量大、行车密度高的特点, 往往采取缩短行车间隔的办法。这样一方面有利于减少旅客候车时间以提高服务质量;另一方面可以减少列车编组辆数, 节省工程投资。但是由于信号ATP系统技术的限制, 如轨道区段的长度、“车-地”通信的有效速率、列车进路的建立和恢复时间等等因素, 正常的行车间隔不可能无限制缩短。换言之, 最小行车间隔极大地影响着信号的ATP系统方案和工程造价。确定合理的行车间隔时分成为信号ATP系统方案设计的控制参数。

在实际的工程运用中, 应结合线路近、远期运量, 以及工程实施方案、ATS调控能力等综合因素, 确定一个合理的满足运营要求、节省工程投资的设计行车间隔。

2.2 ATP信息传输方式

ATP系统是确保列车运行安全的关键设备, 它由轨旁设备和车载设备组成, 列车通过地面ATP设备接收运行信息, 实现列车的间隔控制。ATP设备主要有两种划分方式, 一是按“车-地”ATP信息传输方式分为连续式和点式发码方式;另一种是按对列车控制方式分为模式曲线方式和阶梯式控制方式。其中按前一种划分的两种ATP设备工程造价差异大, 是选择ATP系统方案的主要比较点。

连续式的ATP设备一般可利用轨道电路或连续敷设的电缆向车载接收设备连续不断地传递地面信息。其特点是信息传递实时性高、技术复杂、造价昂贵。点式ATP设备利用地面应答器或点式环线把地面信息传至列车。这种方式实时性较差, 但技术简单、造价低廉。

控制实时性较差高行车间隔大于90s可小于90s自动驾驶功能尚无产品有列车检测功能需另设轨道电路有系统扩展对行车干扰较小对行车干扰大安装调试周期较短周期长工程造价较低高维修成本低高生产厂家少多。在我国现有的地铁交通中, 由于运量大、行车密度高、地铁隧道内驾驶条件较差等特点, 均采用连续发码方式的ATP系统是适宜的。

随着点式ATP技术的发展, 在城市轨道交通工程, 特别是城市轻轨工程中采用点式ATP设备显得越来越合理。在点式ATP系统中, 以目前较有代表性的西门子公司ZUB120为例, 其主要的技术指标如下:

·传输制式移频键控 (FSK) , 串行

·传输速率50k·-1

·传输间距130~210mm

·电码可靠性循环码多次判断, 海明距为4

·电码长度可编程有用比特96位

·机车设备平均故障间隔时间2×104h

·地面应答器平均故障间隔时间9×105h

3 小结