《城市轨道信号系统》ppt课件

第五节 我国城市轨道交通技术的发展,一、初创阶段 1、信号项目 复线自动闭塞（机车信号和自动停车），调度集中，列车自动驾驶和继电连锁。 2、信号基础设备 电气集中，移频自动闭塞，机车信号，自动停车，单轨条轨道电路。 配套设备：信号电源屏，扼流变压器，信号机，转辙机等。 调度集中成套设备，ATP，ATO设备,一、初创阶段,2、信号基础设备 不足： 调度集中、自动驾驶等由于工艺和质量问题难于正常使用， 旅客向导系统只有有线广播，没和列车到发时刻连接，性能 较差。 （1）自动闭塞 轨道电路：移频轨道电路 显示方式：“红，红，黄，绿双红灯带三显示方式 行车间隔：设计90s 信息种类：7种,一、初创阶段,2、信号基础设备 （2）调度集中（CTC） 北京地铁一期全线，古城车辆段 （3）列车自动驾驶（ATO） 主要设备： 地面信息接收子系统，双通道测试子系统，控制逻辑和比较子系统，轮径补偿子系统，定点停车控制曲线发生子系统，地面传感器子系统，与车辆接口系统。 应用器件：磁放大器，晶体管，小规模集成电路，函数发生器。 （4）继电连锁 车站：非定型继电连锁 车辆段：6502电气集中连锁,二、过渡阶段,1、早期自主开发的行车指挥与列车运行自动化系统 1971年：开建二期环线，要 求采用ATC 行车指挥自动化ATS控制计算机子系统、调度集中子系统 列车运行自动化系统ATP、ATO一体化 1986年：研制机车信号系统 2、北京地铁环线调度集中技术改造 1990年：设置环线调度集中，研制“微机调度集中系统” 1993年：开通 结构：控制中心由一主多从的分布式微机网络构成 主机：双机待机方式 车站计算机系统：主、从热备方式 进路控制：两级,二、过渡阶段,2、北京地铁环线调度集中技术改造 主要功能： 辅助行车调度员调整运行计划 计划运行图和实迹运行图的显示及打印 显示全线线路和设备状况 车次追踪与显示 故障报警和检测 调度操作自动记录 系统自检 在线机故障自动复零启动,二、过渡阶段,3、新型ATP车载子系统的研制与生产 （1）研发过程 （2）LCF-100DT型ATP车载设备的主要功能 防止列车超速运行 机车信号出现“黄+红”显示，ATP车载子系统报警3s ，以全常用制动使列车停于第1 红灯区前方，机车信号显示允许信号后，列车缓解启动。 机车信号显示红灯时， ATP车载子系统立即实施紧急制动，使列车停车。 机车信号显示白灯时，报警5s，若司机没有按压确认按钮，ATP设备采取全常用制动；司机及时进行了确认， ATP车载子系统将停止工作，由司机小心驾驶列车回车辆段。 ATP车载子系统将记录各次紧急制动及发生的时间。,二、过渡阶段,3、新型ATP车载子系统的研制与生产 （3）ATP车载设备的主要技术特点： 车载计算机采用微机系统，按双机双工方式工作 控制方式为阶梯式 信息接收装置采用数字化通用型设备，适用于接收各种轨道电路信息，采用数字信号处理技术。 测速采用独立双通道，2套速度传感器安装在不同转向架的2个轴上，按高速值优先录取。 为防止列车非正常后退，列车退行距离大于3M或退行时间大于5s 时采取紧急制动。,二、过渡阶段,4、国际先进信号系统的引进 （1）北京地铁1号线和复8线 1号线： 1989年，引进英国西屋公司的ATC系统，FS2500型轨道电路；联锁采用国产6502 电气集中系统，采用国产的信号机、转辙机和车辆段轨道电路。 复8线：采用英国西屋公司的ATC系统，配套国产的继电连锁设备，车站计算机连锁设备和信号微机监测设备。,二、过渡阶段,4、国际先进信号系统的引进 （2）上海地铁1号线 1989年，引进阿尔斯通美国公司（原美国GRS公司）AuTC系统，无绝缘轨道电路，数字调幅方式，8种不同调制码率，阶梯式速度控制方式，追踪间隔2min,正线道岔连锁区域和车辆段采用国产6502 电气集中。 （3） 引进国际先进信号系统的成效 无绝缘轨道电路 双套智能型ATP车载装置 小型计算机系统自动调度列车运行及排列进路 列车自动驾驶,三、发展阶段,1、信号设备大规模引进 举例： 上海地铁2号线，天津滨海轻轨，引进美国US&S公司ATC，包括ATP、ATO、ATS、AF904数字轨道电路，追踪间隔100s，按8节编组设计。 上海轨道交通3号线，采用法国阿尔斯通公司的ATC系统，DTC921型无绝缘数字轨道电路，8种载频传输信息，采用ASCV计算机连锁等。 上海轨道交通3号线，引进德国西门子公司设备，FTGS音频轨道电路，SIMIS计算机连锁系统等。,三、发展阶段,1、信号设备大规模引进 举例： 广州地铁1号线，广州地铁2号线，深圳地铁1号线，南京地铁1号线，引进德国西门子公司ATC系统，FIGS数字轨道电路，SICAS计算机连锁等。 重庆单轨较新线，采用跨坐式单轨交通方式，引进日本单轨条交通ATP/TD系统等。 武汉轻轨，广州地铁3号线，引进加拿大阿尔卡特公司的ATC系统，采用移动闭塞方式等。,三、发展阶段,2、引进信号设备的特点 （1）采用报文式数字轨道电路，可向车载设备传送更多信息 （2）可构成准移动自动闭塞 （3）ATS采用微机及其网络，任务按工作站分配，局域网为高速以太网，信息出入均经多位CRC校核，确保整个系统的安全可靠性。 （4）由于电源质量、道岔结构，轨道施工工艺的问题，ATC应用效果不如国外。,三、发展阶段,3、引进带来的问题 造价高，花费大量资金用于设备的维修和更新，受制于人，难以产生经济和社会效益。 返修渠道不畅，维修成本太大，备品、备件得不到保障 制式混杂给路网的扩展、管理带来极大的困难。 4、目前的状况 自1999年推行国产化政策，国外供货商纷纷与本地厂家联手，出现了中外厂商合资或合作的局面，但大多为低端产品，未涉及核心技术，特别是软件。 我国短期内无法全面掌握并生产ATC系统设备，信号系统设备仍会继续引进。,第六节 城市轨道交通信号系统的发展趋势,一、城市轨道交通信号技术的发展趋势 1、故障安全技术的发展 核心设备：“2取2”，“2x2取2”，“3取2”等 同步方式：软同步，硬同步 2、高水平的实时操作系统开发平台的应用 提高了系统的安全性 满足了系统实时性的要求 缩短了新产品的开发周期 3、DSP技术的应用,一、城市轨道交通信号技术的发展趋势,4、 计算机网络技术的发展 （1）网络化 （2）信息化 （3）智能化 5、通信技术与控制技术结合 “3C ”技术的应用，代替轨道电路，构成新型列控系统 CBTC系统的基本特点： 列车与地面之间有各种类型的无线双向通信 保留闭塞分区的概念,一、城市轨道交通信号技术的发展趋势,6、通信信号一体化 7、安全性与可靠性分析理论的广泛应用 IEC61508安全相关系统的设计和评估标准 要求： 功能性 可靠性和可维护性 安全功能和及相关硬/软件安全完整性等级 效率性 可用性 轻便型,一、城市轨道交通信号技术的发展趋势,8、信号系统的规范化和标准化 包括：技术规范和安全规范 优势： 新产品开发费用低 新产品可与老产品兼容 实现设备的互通和互联 公开规范和标准、开放市场，促进竞争，降低成本，以获取最佳产品和最优价格。,二、代表技术发展方向的城市轨道交通信号系统,1、基于通信的列车控制系统CBTC代表世界上列车运行控制系统的发展趋势 我国已开通：香港机场线、武汉轻轨1号线 建设中：上海地铁8号线，广州地铁36号线等 2、 CBTC的优势 （1）列车与轨旁设备实时双向通信，信息量大。 （2）减少轨旁设备，便于安装维修，利于紧急状态下利用线路作为人员的疏散通道，有利于降低运营成本。 （3）便于缩短列车编组，降低土建工程投资；实现列车双向运行而不增加地面设备，有利于线路故障或特殊需要时的反向运行控制。,二、代表技术发展方向的城市轨道交通信号系统,2、 CBTC的优势 （4）适用各种类型、车速的列车，克服了准移动和固定闭塞系统地对车信息跳变的缺点，提高了列车运行的平稳性，增加了乘客的舒适度。 （5）可实现节能控制，优化列车运行统计处理。缩短列车运行时分等多目标控制。 （6）移动闭塞系统，尤其是采用高速数据传输方式的系统，将带来信息利用的增长和功能的扩展，有利于现代化水平的提高。 （7）确立“信号通过通信”的新理念，使列车与地面（轨旁）紧密结合、整体处理，改变以往车地相互隔离、以车为主的状态 。 （8）由于移动闭塞系统具有很高的实时性和响应性的要求，因此，其对系统的完整性要求高于其他制式的闭塞方式，系统地可靠性也应具有更高要求。 （9）系统传输的可靠性和安全性是系统关注的核心，尤其是利用自由空间波传输信息的基于无线的移动闭塞系统，其可靠性和安全性的要求更高。,第六节 城市轨道交通信号系统的发展趋势,InnoTrans-柏林国际轨道交通展是世界上最大的轨道交通展会， 每2年一次在德国柏林举办。,第六节 城市轨道交通信号系统的发展趋势,参展的中国企业共有15家，包括北车集团、太原重工、今创集团、深圳华为等等。,第六节 城市轨道交通信号系统的发展趋势,中国北车集团的展位,第六节 城市轨道交通信号系统的发展趋势,2011年6月28日，中国交通运输协会在北京举行新闻发布会，宣布“2011北京国际城市轨道交通建设、运营及装备展览会(METRO CHINA 2011)”将于2011年11月1日至4日在北京中国国际展览中心举行。,第六节 城市轨道交通信号系统的发展趋势,近年来，中国的城市轨道交通建设获得了快速发展，截至2010年底，中国己有北京、上海、广州、天津、重庆、南京、武汉、长春、深圳、大连、成都、沈阳12座城市，先后建成并开通运营了48条城市轨道交通线，运营里程1395公里。目前，中国内地共有36座城市向国家主管部门上报了城市轨道交通建设发展规划，其中有28座城市得到了国家批准。在28座获批城市中，计划至2015年前后规划建设96条轨道交通线路，建设线路总长2500多公里，总投资超过1万亿元，中国的城市轨道交通建设将迎来黄金发展期，将成为继中国铁路大规模投资后新的投资热点，成为中国“十二五”期间基础建设投资的热点之一。,复习题-3,1、我国城市轨道交通信号的发展大致经历了哪些阶段？ 2、采用ATC系统后，取得了哪些效果？ 3、现代城市轨道交通信号系统的重要发展趋势是什么？依托哪些新技术？ 4、国际电工委员会制定的安全相关系统的设计和评估标准是什么？,