城市轨道交通信号设备铁路信号基础[详细].ppt
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LOGO第十三章第十三章 城市轨道交通信号设备城市轨道交通信号设备 Company Logo 城市轨道交通（包括地下铁道和轻轨铁路）信号设备是城市轨道交通的主要技术装备，它担负着指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率的重要任务现代化的城市轨道交通要求城市轨道交通信号设备的现代化 Company Logo13.1 城市轨道交通信号设备概述城市轨道交通信号设备概述 信号系统作为城市轨道交通调度指挥和运营管理的中枢神经，对城市轨道交通系统的安全、速度、输送能力和效率密切相关选择合适的信号系统可以产生巨大的经济效率和社会效益 Company Logov城市轨道交通对信号系统的要求城市轨道交通对信号系统的要求 城市轨道交通对其信号系统提出与铁路不尽相同的要求§安全性要求高安全性要求高§通过能力大通过能力大§保证保证信号显示信号显示§抗干扰能力抗干扰能力强强§可靠性高可靠性高§自动化程度自动化程度高高 Company Logov城市轨道交通信号系统的特点城市轨道交通信号系统的特点 城市轨道交通信号系统沿袭铁路的制式，但由于其自身的特点，与铁路的信号系统有一定的区别。
城市轨道交通信号系统的特点是：§具有完善的列车速度监控功能具有完善的列车速度监控功能§联锁关系较简单联锁关系较简单§车辆段独立采用联锁设备车辆段独立采用联锁设备§自动化水平高自动化水平高§不不要求兼容要求兼容 v城市轨道交通信号系统的组成城市轨道交通信号系统的组成 城市轨道交通的信号系统通常由列车运行自动控制系统（ATC）和车辆段信号控制系统两部分组成，用于列车进路控制、列车间隔控制、调度指挥、信息管理、设备工况监测及维护管理，由此构成一个高效的综合自动化系统Company Logo Company Logo §列车运行自动控制系统（列车运行自动控制系统（ATC）） ATC包括列车自动防护（ATP）、列车自动运行（ATO）及列车自动监控（ATS）三个系统 为确保行车安全和线路最大通过能力，一般最大通过能力小于30对/h的线路宜采用ATS和ATP系统，实现行车指挥自动化及列车的超速防护在最大通过能力较低的线路，行车指挥可采用以调度员人工控制为主的CTC系统最大通过能力大于30对/h的线路，应采用完整的ATC系统，实现行车指挥和列车运行自动化Company Logo •ATP子系统–功能与实现 对列车运行进行超速防护，对与安全有关的设备实行监控，实现列车位置检测，保证列车间的安全间隔，保证列车在安全速度下运行，完成信号显示、故障报警、降级提示、列车参数和线路参数的输入，与ATS、ATO及车辆系统接口进行信息交换。
ATP子系统不断将来自联锁设备和操作层面上得信息、线路信息、前方目标点的距离和允许速度信息等从地面通过轨道电路等传至车上，从而由车载设备计算得到当前允许速度，或由行车指挥中心计算出目标速度传至车上，由车载设备Company Logo 测得实际运行速度，依此来对列车实行监督，使之始终在安全速度下运行，以缩短列车运行间隔，保证行车安全–组成 采用轨道电路传送ATP信息时，ATP子系统由设于控制站的轨旁单元、设于线路上各轨道电路分界点的调谐单元和车载ATP设备组成，以及与ATS、ATO、联锁设备的接口设备Company Logo •ATO子系统–功能与实现 用于实现“地对车控制”，即用地面信息实现对列车驱动、制动的控制，包括列车自动折返，根据控制中心的指令使列车按最佳工况正点、安全、平稳地运行，自动完成对列车的启动、牵引、惰行和制动，送出车门和屏蔽门同步开关信号 使用ATO后，可使列车经常处于最佳运行状态，高质量地自动驾驶，提高列车运行效率，避免了不必要的、过于剧烈的加速和减速，提高了旅客舒适度、列车正点率以及减少了能耗和轮轨磨损Company Logo –组成 ATO子系统包括车载ATO单元和地面设备两部分。
地面设备有站台电缆环线、车-地通信设备以及和ATP、联锁系统的接口设备 ATO还装有双向通信系统，使列车能直接与车站内的ATS系统接口，保证实现最佳的运行图控制Company Logo •ATS子系统–功能与实现 主要实现对列车运行的监督和控制，辅助调度人员对全线列车进行管理，包括：调度区段内列车运行情况的集中监视与控制，监测进路控制、列车间隔控制设备的工作，按行车计划自动控制轨旁信号设备以接发列车，列车运行实迹的自动记录，时刻表自动生成、显示、修改和优化，运行数据统计及报表自动生成，设备运行状态监测，设备状态及调度员操作记录，运输计划管理等，还具有列车车次号自动传递等功能ATS 工作方式为集中管理，分散控制Company Logo –组成 ATS 子系统包括控制中心设备和 ATS 车站、车辆段分机此外，在 ATC 范围内的各正线控制站各设一套联锁设备，正线有岔站原则上独立设置联锁设备，当然也可以采用区域控制方法Company Logo §车辆段联锁设备车辆段联锁设备 车辆段设一套联锁设备，用以实现车辆段的进路控制，并通过 ATS 车辆段分机与行车指挥中心交换信息。
车辆段联锁设备前期曾采用 6502 继电集中联锁，近来均采用计算机联锁 车辆段内试车线设若干段与正线相同的 ATP 轨道电路和 ATO 地面设备，用于对车载 ATC 设备用进静、动态试验Company Logo v城市轨道交通信号系统的地域城市轨道交通信号系统的地域分布分布 按地域城市轨道交通信号系统分成五部分：控制中心设备、车站及轨旁设备、车辆段设备、试车线设备、车载设备§控制中心控制中心设备设备 控制中心设备属于 ATS 子系统，是 ATC 的核心 控制中心设备主要包括中心计算机系统、综合显示屏、调度员及调度长工作站、运行图工作站、培训/模拟工作站、绘图仪和打印机、维修工作站、 UPS 及电池Company Logo Company Logo 其中，综合显示屏、调度员及调度长工作站设于主控制室控制主机、通信处理器、数据库服务器、维修工作站设于设备室运行图工作站设于运行图室绘图仪和打印机设于打印室培训/模拟工作站设于培训室控制中心配备式UPS 及可提供30min后备电源的蓄电池UPS设于电源室，蓄电池设于蓄电池室。
Company Logo §车站及轨旁设备车站及轨旁设备 车站分集中联锁站和非集中联锁站集中联锁站一般为有道岔车站，也可能是无道岔的车站非集中联锁站一般为无道岔的车站有道岔车站根据需要和可能也可以由邻近车站控制，而成为非集中联锁站Company Logo Company Logo •集中联锁站及轨旁设备 集中联锁站设有ATS车站分机、车站联锁设备、ATP/ATO系统地面设备、电源设备、维修终端、乘客向导显示牌、紧急关闭按钮以及信号机及发车指示器、转辙机 ATP地面设备包括轨道电路，ATP地面编码发码设备，与ATS、ATO、联锁设备的接口，用于实现列车占用的检测和发送ATP信息，实现列车运行超速防护 ATO地面设备包括站台电缆环路，TWC车-地通信设备，及与ATP、联锁设备的接口设备，以发送ATO命令，实现列车最佳控制或列车自动驾驶Company Logo 集中联锁车站配备一套适用于联锁设备、ATS、ATP、ATO设备的式UPS及可提供15min后备电源的蓄电池组 设维修用彩色显示器、键盘及鼠标，显示与控制用显示器相同的内容及必要的维修信息，并能对信号设备进行自动、手动测试，但不能进行控制。
在站台适当位置设乘客向导显示牌，用以显示接近列车的到站时间等 紧急关闭按钮用于在遇到紧急情况危及行车安全时，关闭信号，使列车停车 Company Logo 正线上防护信号机设于道岔区段，线路尽头设阻挡信号机，用于指示列车运行，防护列车进路 在正向出站方向的站台侧列车停车位置前方设置发车指示器，指示列车出站 转辙机用以转换道岔Company Logo •非集中联锁站及轨旁设备 非集中联锁站的设备只有发车指示器、紧急关闭按钮和乘客向导显示牌无道岔的非集中联锁站轨旁仅有轨道电路的耦合单元等有道岔的非集中联锁站除了轨旁的耦合单元外，有防护信号机和转辙机Company Logo §车辆段设备车辆段设备 车辆段信号设备包括ATS分机、车辆段终端、联锁设备、维修终端、信号机、转辙机、轨道电路、电源设备 车辆段设一台ATS分机 车辆段派班室和信号楼控制台室各设一台终端，与车辆段ATS分机相连 车辆段设一套联锁设备，实现车辆段的进路控制，并通过ATS分机与控制中心交换信息。
联锁设备只受车辆段值班员人工控制Company Logo 设备室内设维修用彩色显示器、键盘及鼠标，显示与控制室相同的内容及维修、监测有关信息，并能对信号设备进行自动或手动测试，但不能控制进路 车辆段人口处设进段信号机，出口处设出段信号机存车库线中间进段方向设列车阻挡信号机，段内其他地点根据需要设调车信号机 车辆段内每组道岔设一台转辙机 车辆段内轨道电路采用50Hz相敏轨道电路，检查列车的占用和空闲 车辆段信号楼内设置适合于联锁设备、 ATS设备的UPS及蓄电池Company Logo Company Logo §试车线设备试车线设备 试车线上设若干段与正线相同的ATP/ATO地面设备，用于对车载ATC设备的试验试车线设备室内设用于改变试车线运行方向和速度的控制台试车线设备室配备一套适合于ATP/ATO设备的UPS，不设蓄电池§车载车载ATC设备设备 车载设备包括ATP和ATO两部分，用来接收轨旁设备传送的ATP信息，计算列车运行曲线，测量列车运行速度和走行距离，实行列车运行超速防护以及列车自动运行，来保证行车安全和为列车提供最佳运行方式。
Company Logo 13.2 信号基础设备信号基础设备 城城市市轨轨道道交交通通信信号号基基础础设设备备主主要要包包括括信信号号机机、、转转辙辙机机、、轨轨道道电电路路、、计计轴轴器器等等，，它它们们是是城城市市轨轨道道交交通信号系统的重要基础设备通信号系统的重要基础设备v信号机信号机 城市轨道交通采用色灯信号机除了车辆段和有岔站外，一般不设信号机在城市轨道交通中，列车的运行速度不取决于信号显示，即信号为非速差信号允许信号的绿灯、黄灯并不表示列车的运行速度，而是代表列车的运行进路是走道岔直股还是弯股Company Logo §信号机的设置信号机的设置•信号机的设置原则–设于列车运行方向右侧 城市轨道交通的地面信号机设于列车运行方向右侧，在地下部分一般安装在隧道壁上特殊情况可设于列车运行方向的左侧或其他位置–信号机柱的选择 高柱信号机具有显示距离远，观察位置明确等优点，因此车辆段的进段、出段信号机（以及停车场的进场、出场信号机）均采用高柱信号机而其他信号机由于对显示距离要求不远，以及隧道内安装空间有限，一般采用矮型信号机Company Logo –信号机限界 信号机不得侵人设备限界。
设备限界是用以限制设备安装的控制线•正线上的信号机的设置 在ATC控制区域正线上的道岔区设防护信号机防护信号机设于道岔岔前和岔后的适当地点具有出站性质的道岔防护信号机应设引导信号具有两个以上运行方向的信号机可设进路表示器Company Logo 区间分界点不设信号机只有行车间隔较大采用自动闭塞作为过渡方式才设区间通过信号机 车站一般不设进、出站信号机，在正向出站方向的站台侧列车停车位置前方适当她点设置发车指示器也可以根据需要设进站、出站信号机以及进站信号机的预告信号机，或者只设出站信号机 线路尽头设阻挡信号机Company Logo •车辆段（停车场）的信号机设置 在车辆段（停车场）入口处设进段（场）信号机，在车辆段（停车场）出口处设出段（场）信号机在同时能存放两列及以上列车的停车线中间进段方向设列车阻挡信号机（可兼作调车信号机）车辆段（停车场）内其他地点根据需要设调车信号机Company Logo §信号显示信号显示 色灯信号机的机构有单显示、二显示、三显示单显示机构仅用于阻挡信号机二显示和三显示可以单独使用，也可以组合（以及与单显示机构组合）构成各种信号显示。
•信号显示意义 一般，除预告信号机外，所有正线信号机的主体信号均为绿、红两显示，绿灯表示进行，红灯表示停车进站信号机带引导月白灯预告信号机为黄、绿、红三显示站台还设有发车表示器，发车前5s闪白光，发车时间到亮白色稳定光，列车出清后灭灯Company Logo •信号机灯光配列 防护信号机采用三显示机构，自上而下灯位为黄（或月白）、绿、红若设正线出站信号机灯光配列同防护信号机 阻挡信号机采用单显示机构，为一个红灯 进段（场）信号机灯光配列可用防护信号机，亦可采用双机构（两个二显示）带引导机构，自上而下灯位为黄、绿、红、黄、月白 出段（场）信号机灯光配列可同防护信号机，红、绿，带调车白灯 列车阻挡信号机三显示，绿灯封闭，红带调车白灯Company Logo 调车信号机采用二显示机构，自上而下灯位为白、蓝（或红） 若采用自动闭塞，其通过信号机为三显示机构，自上而下灯位为黄、绿、红 •信号显示距离 行车信号和道岔防护信号应不小于400m； 调车信号和道岔状态表示器应不小于200m； 引导和道岔状态表示器以外的各种表示器应不小于100m。
Company Logo v转辙机转辙机 城市轨道交通的正线上一般采用9号道岔，车辆段（停车场）一般采用7号道岔，通常一组道岔由一台转辙机牵引如果正线上采用的是9号AT道岔，其为弹性可弯道岔，需要两点牵引，即一组道岔需两台转辙机牵引，称为双机牵引 可采用外锁闭装置，也可采用内锁闭方式对于前者采用S700K型电动转辙机或ZYJ7型电液转辙机，后者采用ZD6系列电动转辙机，单机牵引时采用ZD6-D型，双机牵引时采用一台ZD6-E型和一台ZD6-J型Company Logo 城市轨道交通运行速度不高，可采用普通的直流转辙机，但采用三相交流转辙机优点十分明显：由于采用三相交流电动机，线路上的电能损失大大减少；又由于采用摩擦力非常小的滚珠丝杠传动装置，因此机械效率高这样，在同样的控制电流下，可增大控制距离，或减小电缆芯线的截面采用三相电动转辙机后，由于没有直流电动机的整流子，维修工作量大为减少Company Logo v轨道电路轨道电路 对于城市轨道交通，除车辆段内可采用50Hz相敏轨道电路外，需要采用音频轨道电路，不仅用来检测列车是否占用，更重要的是传输ATP信息。
§轨道电路的作用•监督列车的占用•传递行车信息Company Logo §轨道电路的分类轨道电路的分类•按所传送的电流特性分类，轨道电路分为工频连续式轨道电路和音频轨道电路 工频连续式轨道电路唯一功能是监督轨道的占用与否，不能传送更多信息 音频轨道电路又分为模拟式和数字编码式模拟音频轨道电路用低频调制载频，除监督轨道区段的占用外，可传输较多信息，主要是运行前方三个或四个闭塞分区的占用与否数字编码式轨道电路采用一个若干比特的一群调制频率方式，根据编码去调频，编码包含速度码、线路坡度码、闭塞分区长度码、纠错码等Company Logo •按使用处所分类，轨道电路分为正线区间轨道电路和车辆段内轨道电路 区间轨道电路主要用于正线，监督各闭塞分区是否空闲，同时传输有关行车信息 车辆段内轨道电路，用于段内各区段，一般只监督本区段是否空闲，不能发送其他信息•按分割方式分类，轨道电路分为有绝缘轨道电路和无绝缘轨道电路 车辆段内轨道电路为有绝缘轨道电路，正线区间轨道电路为无绝缘轨道电路•按轨道电路内有无道岔分类，车辆段内轨道电路分为无岔区段轨道电路和道岔区段轨道电路。
Company Logo §交流工频轨道电路交流工频轨道电路 城市轨道交通一般采用直流牵引，所以轨道电路可以采用50Hz电源，用于城市轨道交通的交流工频轨道电路为50Hz相敏轨道电路，另有引进的美国US&S公司PF轨道电路它们只有监督列车占用的功能，不能发送ATP信息Company Logo •50Hz相敏轨道电路 50Hz相敏轨道电路用于城市轨道交通的车辆段内，包括继电式和微电子式Company Logo –50Hz相敏轨道电路的组成 50Hz相敏轨道电路由送电端、受电端、钢轨绝缘、钢轨引接线、钢轨接续线、回流线以及钢轨组成 送电端包括轨道变压器、变阻器以及断路器（或熔断器），安装在室外的变压器箱内轨道电源从室内通过电缆送至送电端 受电端包括中继变压器、变阻器、断路器（或熔断器）、轨道继电器、电容器、防雷元件等其中中继变压器、变阻器及断路器（或熔断器）安装在室外的变压器箱或电缆盒内，其他安装在室内的组合架上Company Logo 送、受电端视相邻轨道电路的不同组合，有双送、一送一受、双受以及单送、单受等不同情况，除双受、单受可采用电缆盒外，其他情况必须采用变压器箱。
变压器箱或电缆盒用钢轨引接线接向钢轨 钢轨接续线用来连接相邻钢轨，以减小钢轨接头处的接触电阻 钢轨绝缘设于轨道电路分界处，用以隔离相邻的轨道电路 回流线连接相邻的不同侧钢轨，为牵引回流提供越过钢轨绝缘节的通路Company Logo –50Hz相敏轨道电路的工作原理 50Hz相敏轨道电路为有绝缘双轨条轨道电路，牵引回流为单轨条流通 电源屏分别供出50Hz轨道电源和局部电源送电端轨道电源经轨道变压器降压后送至钢轨受电端由钢轨来的电压经中继变压器升压后送至轨道继电器 RGJ的轨道线圈轨道继电器RGJ的局部线圈接局部电源 当轨道线圈和局部线圈电源满足规定的相位和频率要求时，RGJ吸起，轨道电路处于调整状态，表示轨道电路空闲列车占用时，轨道电源被分路，RGJ落下若频率、相位不符合要求时，RGJ也落下这样，50Hz相敏轨道电路就具有相位鉴别能力，即相敏特性，抗干扰性能较高Company Logo •50Hz微电子相敏轨道电路 由于50Hz相敏轨道电路的接收设备为交流二元继电器，存在较多问题。
50Hz微电子相敏轨道电路接收器采用微电子技术构成相敏轨道电路接收器，代替交流二元继电器保留了原相敏轨道电路的优点，克服其缺点，成为具有高可靠、高抗干扰能力的一种新型相敏轨道电路Company Logo Company Logo50Hz微电子相敏轨道电路 50Hz微电子相敏轨道电路，其轨道电源、局部电源、调相防雷器、微电子相敏接收器、轨道继电器设在室内节能器、轨道变压器、送电端防护电阻及熔断器设在室外送电端变压器箱内中继变压器、受电端防护电阻及熔断器设在室外受电端变压器箱内室内、外设备用电缆相连 轨道电源、局部电源分别由电源屏提供，并且局部电源超前轨道电路90°送电端轨道电源经节能器、轨道变压器降压后送至钢轨受电端经中继变压器升压后送至调相防雷器，再送至两台微电子相敏接收器两台接收器双机并用，只要有一台接收器有输出，轨道继电器GJ即吸起，以提高轨道电路的可靠性当25Hz微电子相敏轨道电路接收器接收到25Hz轨道信号，且局部电压Company Logo 超前轨道电压一定范围的角度时，微电子接收器使轨道继电器吸起在θ=90°时，处于最佳接收状态当收到的信号不能完全满足以上条件时，轨道继电器落下。
调相防雷器内设电容器和防雷元件，用于调整轨道电路的相位和防雷 R1、R2为送、受电端防护电阻，R1同时是限流电阻在一送多受时，每个分支用一个接收器和轨道继电器，在主接收器的轨道继电器电路中串接其他分支轨道继电器的前接点Company Logo §音频轨道电路音频轨道电路 音频轨道电路具有检测列车占用和传递ATP/ATO信息两个功能为便于牵引电流流通，提高线路性能，方便维修，音频轨道电路是无绝缘的音频轨道电路多采用调频方式，近年来采用的是高可靠性、多信息量的数字编码式音频轨道电路Company Logo •音频无绝缘轨道电路概述–无绝缘轨道电路 无绝缘轨道电路多采用谐振式早期的无绝缘音频轨道电路采用短路联接式该轨道电路通过轨道区段两侧的短路钢条用来确保相邻轨道电路区段互不干扰，并使两条钢轨中的牵引电流平衡该轨道电路在接收端存在“死区”，具有一定的危险性Company Logo 为了克服上述缺陷，目前一般采用S形联接音频轨道电路该轨道电路把短路钢条联成S形发送器和接收器的一个输出、输出端接在S形导线的中间电容器C1与钢轨L1组成谐振于区段1音频频率f1的并联谐振电路；C2与L2组成谐振于区段2音频频率f2的并联谐振电路；C3与L3组成谐振于区段3音频频率f3的并联谐振电路。
Company Logo –音频无绝缘轨道电路分类»按信息处理技术分为模拟轨道电路和数字编码轨道电路 模拟音频轨道电路用代表不同速度信息的低频调制载频，该调制信号是模拟量，以实现对列车速度的控制它只能传输速度信息，只能实现阶梯式分级制动模式的固定闭塞 数字编码轨道电路则用报文形式，通过数字编码对载频进行数字调频，该调制信号是数字量，以实现列车控制用各种信息（包括目标速度、目标距离、线路坡度、区间限制、轨道电路长度等信息）的传输通过这种轨道电路可实现曲线型分级制动模式的准移动闭塞Company Logo »按调制方式分为调幅轨道电路和调频轨道电路 调幅轨道电路采用调幅的方式将低频信号载在载频上予以传送GRS音频无绝缘轨道电路即采用调幅方式，它用2Hz、3Hz去调制2625Hz、2925Hz、3375Hz、4275Hz，检测列车占用 调频轨道电路采用调频和数字调频的方式将低频信号或报文载在载频上，多数音频轨道电路均采用此种方式例如FTGS917型轨道电路采用9.5kHz、10.5kHz、11.5kHz、12.5kHz、13.5kHz、14.5kHz、15.5kHz、16.5kHz作为载频，偏频为±64Hz,+64Hz为"l"，-64Hz为"0"，进行数字调频。
Company Logo »按功能分为检测列车占用与传输ATP信息分开和检测列车占用与传输ATP信息合一两种方式 检测列车占用与传送ATP信息分开的方式是检测列车占用采用一种方式，而ATP信息采用另一种方式例如FTGS轨道电路用位模式调制载频作为检测列车占用用，用报文调制载频发送ATP信息 检测列车占用与传送ATP信息合一的方式是检测列车占用和传送ATP信息由同一种方式实现例如FS-2500轨道电路，用14种速度码传送ATP信息，同时作为检测列车占用，在接收端收不到信号，即为列车占用本区段，但发送端照样可为列车传送ATP命令Company Logo –无绝缘轨道电路的基本形式 无绝缘轨道电路的发送和接收有感应（互耦）方式和直接注入（自耦）方式»感应方式是用阻抗连接器耦合感应方式亦有两种，一是发送器、接收器经阻抗连接器接至钢轨；二是将连接器布置成S形电缆，其两端焊接到钢轨上，由一匝电线构成的环线与连接器耦合发送的轨道信号电流在S形电缆中形成环流，并感应进入钢轨，接收的信号也从钢轨感应进入电缆借助其外形尺寸，可提供很强的方向性，以设定轨道电路电流的方向。
»直接注入方式是轨道电路的发送器和接收器经调谐单元直接由引接线焊接到钢轨上Company Logo –电气绝缘节 音频轨道电路一般由电气绝缘节分隔，它由钢轨间的“棒”和调谐单元组成，调谐单元位于轨旁连接箱内 “棒”有S棒、O棒、I棒等三种Company LogoI棒棒O棒棒S棒棒调整短路棒调整短路棒 一般情况下（主要是正线区间的轨道电路）相邻的轨道电路通过S棒隔离它是镜像对称的，以S棒的中心线作为轨道区段的物理划分S棒长7.8m左右，模糊区段长≤3.9mS捧还起平衡两个走行轨牵引电流的作用 在两个轨道电路区段之间需清晰分离或由于缺少空间（道岔处）无法安装S棒时，使用机械绝缘节此时电气节由终端短路棒（O棒）和一个机械绝缘节共同组成，来划分两个轨道电路，它主要应用在双轨条牵引回流区段终端棒长约3.5m，距机械纳缘节0.3~0.6m 短路棒（I棒）用于一端为轨道电路区段，另一端为非轨道电路区段的情况棒长约4.2m 调整短路棒是短路棒的改进型，主要应用于车站站台区段两端Company Logo •音频无绝缘轨道电路举例–GRS公司的音频无绝缘轨道电路 GRS公司的音频无绝缘轨道电路，是模拟音频轨道电路，调幅方式，载频为2625Hz、2925Hz、3375Hz、4275Hz，两种调制频率（码率）为2Hz和3Hz，可组成8种不同的组合，作为列车检测用。
相邻轨道电路采用不同频率不同码率的组合，可防止干扰，提高安全性 利用双轨条传输ATP速度命令和门控命令，还可用作牵引电流回路 Company Logo ATP速度命令采用调幅方式，载频为2250Hz，有8种不同的调制频率，6种用于ATP速度命令，2种用于门控命令（开左门4.5Hz，开右门5.54Hz)，频率范围0～20Hz6个ATP速度命令分别为20km/h、30km/h、45km/h、55km/h、65km/h、80km/h每个闭塞分区的速度命令选择要符合安全和列车间隔要求，只有当安全制动距离所要求的运行前方轨道电路出清时，才向该分区的列车发送适当的速度命令Company Logo Company Logo音频无绝缘轨道电路设备典型框图 轨道电路设备包括室内、轨旁两部分 集中站ATC设备：每段轨道电路有4块PC板，其中三块用在发送端，即码率振荡板，轨道和列车调制/驱动板、线性功放板；一块用在受电端，即接收板轨道继电器为GRS公司的RNPN型继电器 轨旁设备：包括小型调谐阻抗连接变压器，用于双发或双收，还可发送ATP命令和TWC信息；调谐双接收连接器，用在双收端；调谐环线耦合器，用在道岔区段的音频轨道电路发送端。
Company Logo –FTGS音频无绝缘轨道电路 FTGS型轨道电路，是报文式数字编码轨道电路FTGS轨道电路用于检测轨道电路的占用状态，并发送ATP报文 当区段空闲时，由室内发送设备传来移频键控信号，通过轨旁单元在轨道电路始端馈入轨道，并由轨道电路终端接收传至室内接收设备，经过信号鉴别判断（幅值计算、调制检验、编码检验），完成轨道区段的空闲检测当接收器计算出接收的轨道电压的幅值足够高，并且解调器鉴别到发送的编码调制是正确时，接收器产生一个“轨道空闲”状态信息，这时轨道继电器吸起表示“轨道空闲”Company Logo 列车占用时，由于列车车轮分路，降低了终端接收电压，以致接收器不再响应，轨道继电器达不到相应的响应值而落下，发出一个“轨道占用”状态信息当轨道区段被占用时，发送器将ATP报文送入轨道，供车上接收 为提高对牵引回流的谐波干扰，FTGS采用移频键控方式载频频率有12个，分配给两种型号的FTGS，即FTGS46和FTGS917FTGS46的载频频率 为 4.75kHz、 5.25kHz、 5.75kHz、 6.25kHz。
FTGS917的载频频率为9.5kHz、10.5kHz、11.5kHz、12.5kHz、13.5kHz、14.5kHz、15.5kHz、16.5kHzCompany Logo 轨道电路由15个不同的位模式进行频率调制，偏频±64Hz位模式是数码组合，以15ms为一位，用+64Hz为"1"，-64Hz为"0"，构成不同的数码组合，即带有位模式接收器把+64Hz作为一个位，而-64Hz不作为一个位最少的4比特，最多的8比特 15种位模式是：2.2，2.3，2.4，2.5，2.6，3.2，3.3，3.4，3.5，4.2，4.3，4.4，5.2，5.3，6.2 例如2.2位模式即每个周期共4比特，连续2比特为1，另外2比特为0，频率为：+64Hz、+64Hz、-64Hz、-64Hz、+64Hz、+64Hz，……Company Logo 报文式数字编码从ATP轨旁设备向ATP车载设备传输，传输速率200波特电码有效长度136位，含车站停车点、下一个轨道电路的制动曲线、运行方向、开门、入口速度、允许速度、紧急停车、限速区段速度、目标速度、目标距离、当前轨道电路识别、下一个轨道电路识别、轨道电路长度、下一个轨道电路的坡度、下一个轨道电路的频率等信息。
Company Logo FTGS轨道电路由室内设备和室外设备两部分组成每段轨道电路之间由S棒隔开,不需要绝缘节 室内设备主要是发送器和接收器，室外设备为耦合单元和S棒发送器和接收器被集中安装在控制室内，从控制室到轨道区段的最大距离可达6km室外设备有电气绝缘节和轨旁盒室内、外设备通过电缆连接发送电缆和接收电缆分开使用，排除了由于芯线的接触而引起的电气干扰Company Logo v计轴器计轴器 在采用CBTC的城轨线路，当无线传输设备发生故障，可用计轴器检查列车的位置，构成“降级”信号 对于无岔区段，在其两端各设一个测轴点，如图(a)所示对于数个无岔区段构成的带形区段，其测轴点的设置如图(b)所示对于无岔区段构成的重叠区段，其测轴点的设置如图(c)所示Company Logo 对于道岔区段，在其岔前、岔后直向和岔后侧向各设一个测轴点，如图(a)所示对于交叉点，其测轴点的设置如图(b)所示对于交叉渡线，其测轴点的设置如图(c)所示Company Logo 13.3 联锁设备联锁设备 联锁设备是城市轨道交通的重要信号设备，用来在车站或车辆段实现联锁关系，建立进路、控制道岔的转换和信号机的开放，以及进路解锁，以保证行车安全。
联锁设备分为正线车站联锁设备和车辆段联锁设备联锁设备早期采用继电集中联锁，现在多采用计算机联锁Company Logo v继电继电集中联锁集中联锁§ 6502继电集中继电集中联锁联锁 早期的城市轨道交通，如北京、上海、广州地铁的车辆段曾采用6502继电集中联锁 根据城轨行车作业的需要，上海地铁一号线正线道岔联锁区段采用的6502继电集中设备在原电路基础上，设计了与ATP子系统的接口电路，亲增了如下功能：•自动信号，用于自动排列进路；•自动进路，用于正向连续通过的进路；•区间封锁，禁止列车进人某区间，用于区间维修作业等；Company Logo •区间限速，限速为45km/h；•站台紧急关闭，乘客不慎坠下站台时使用，通过安装在该站台侧的紧急关闭按钮使足够数量的轨道电路发零速度命令，使列车不能进入站台；•扣车，控制列车停站时间；•发车表示器，发车5s前闪白光，发车时间到亮白色稳定光，列车出清站台后灭灯Company Logo §其他继电其他继电集中联锁集中联锁 北京地铁一号线改造信号工程的联锁正线车站采用9101型整架式联锁电路该电路可以实现中心控制及车站控制，并在其中的一方控制时，另一方不能实施进路控制。
电路可以实现用于ATC列车的正常的自动闭塞运行方式；也可提供为非运营时间内的非ATC列车的运行的自动站间闭塞电路，站间闭塞时出站信号机的开放显示为绿色闪光同时还具有在站控条件下，实现车站值班员的自动进路、自动折返进路以及全自动折返进路控制的功能，其中全自动折返进路为先进先出方式Company Logo 北京地铁复八线正线采用非定型继电联锁设备，零散组合继电联锁设备不但完成了联锁技术条件，而且完成了ATP编码功能Company Logo v计算机计算机联锁联锁§计算机联锁应用于城市轨道交通计算机联锁应用于城市轨道交通 城市轨道交通对计算机联锁有特殊的要求，如列车运行的三级控制、多列车进路、追踪进路、折返进路、联锁监控区、保护区段和侧面防护•列车运行控制 列车运行进路控制采用三级控制，即控制中心控制、远程控制终端控制和车站工作站控制 控制中心控制为全自动的列车监控模式，在该模式下，列车进路设置命令由自动进路设定系统发出，其信息来源于时刻表和列车运行自动调整系统控制中心列车调度员也可以人工干预，Company Logo 对列车进行调整，操作非安全相关命令，排列和取消进路。
在控制中心设备故障或控制中心与下级设备的通信线路故障时，自动转入远程控制终端控制模式此时，由司机在车上输入目的地码，通过列车上的车次号发送系统发出的带有列车去向的车次号信息，远程控制终端自动产生进路控制命令，联锁系统根据来自远程控制终端的进路号排列进路 在站级控制模式下，列车运行的进路在车站工作站控制Company Logo •多列车进路 城市轨道交通运行间隔小，车流密度大，在一条进路中可能出现多列车在运行对于多列车进路，当第1列车离开进路始端信号机后的监控区后，可以排列第2条相同终端的进路第2条进路排出，第l列车通过后进路中的轨道区段直到第2列车通过后才解锁•追踪进路 追踪进路为联锁系统本身的一种自动排列进路功能列车接近信号机，占用其前方第1个接近区段（也可能是第2个接近区段）时，列车运行所要通过的进路自动排出Company Logo •折返进路 列车需折返时通过列车自动选路、追踪进路或人工排列的进路，从指定的折返线出发•联锁监控区段 在装备准移动闭塞的城市轨道交通中开放信号机前联锁设备不需要检查全部区段，只要检查部分区段，这些被检查的区段叫做联锁监控区段。
只要监控区段空闲，进路防护信号机便可正常开放Company Logo •保护区段 为了保证列车的运行安全，避免列车由于某种原因不能在信号机停住而导致事故的发生，充分考虑了列车的制动距离及线路等因素，在停车点后设置了保护区段，即终端信号机后方的一至两个区段为保护区段•侧面防护 城市轨道交通的道岔控制全部用单动，不设双动道岔，所有的渡线道岔均按单动处理也不设带动道岔这些都靠采取侧面防护来防止列车的侧面冲突侧面防护是指为了避免其他列车从侧面进入进路，与列车发生侧向冲突Company Logo §计算机联锁系统应用举例计算机联锁系统应用举例 用于我国城市轨道交通的计算机联锁主要有国产的TYJL-Ⅱ型计算机联锁，DS6-11型计算机联锁，VPI型计算机联锁和iLOCK型计算机联锁[卡斯柯信号有限公司由从阿尔斯通信号（美国）公司——即原美国GRS公司引进专利技术、结合中国铁路运营技术条件经过二次开发]、从国外引进的SICAS计算机联锁（SIEMENS公司研制，为双机 热 备 方 式 ） 、 MI-CROLOCKⅡ计 算 机 联 锁（US&S公司研制，双机热备方式）。
前四种主要用于车辆段，后两种主要用于正线Company Logo §与现场主要设备的与现场主要设备的结合结合•与ATS系统的结合 联锁系统可与ATS设备互联，以便于向ATS中央系统提供车辆段的进路状态、信号机状态、道岔位置、轨道电路状态、股道状态等信息 计算机联锁系统与车辆段ATS设备间，采用可靠的隔离措施，以确保不影响联锁设备的正常工作Company Logo •与试车线设备的结合 试车线的联锁受车辆段计算机联锁设备统一控制，当需要对列车进行动态试验时，计算机联锁设备按非进路调车方式下放对试车线的控制权；试车完毕后，经试车线控制室交权，信号楼控制室重新收回对试车线的控制权，有关信号机关闭，道岔延时30s解锁•与正线联锁设备的结合 正线车站与车辆段之间的出、入段按列车方式办理；车辆段与正线车站间的接口电路考虑出段和利用转换轨调车时的联锁敌对照查条件以及对方防护信号机的状态显示；进、出段作业（转换轨至段内停车库）按列车方式办理Company Logo 13.4 列车自动控制（列车自动控制（ATC）系统）系统 列车自动控制（ATC）系统是城市轨道交通信号系统的最重要的组成部分，它实现行车指挥和列车运行自动化，能最大限度地保证列车运行安全，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。
目前用于我国城市轨道交通的ATC系统大多是从国外引进的，有西屋公司的、US&S公司的、西门子公司的、阿尔斯通公司的和阿尔卡特公司的等Company Logo vATC系统系统综述综述§ATC系统的功能系统的功能 ATC系统包括五个原理功能：ATS功能、联锁功能、列车检测功能、ATC功能和PTI功能•ATS功能可自动或由人工控制线路，及向行车调度员和外部系统提供信息ATS功能由完全位于控制中心内的设备实现•联锁功能响应来自ATS功能的命令，在随时满足安全准则的前提下，管理进路、道岔和信号的控制进路、轨道电路、道岔和信号的状态信息提供给ATS和ATC功能联锁功能由分布在轨旁的设备来实现Company Logo •列车检测功能一般由轨道电路完成•ATC功能在联锁功能的约束下，根据ATS的要求实现列车运行的控制ATC功能有三个ATC子功能：ATC轨旁功能、ATC传输功能和ATC车载功能ATP/ATO轨旁功能负责列车间隔和报文生成ATP/ATO传输功能负责生成感应信号，它包括报文和ATC车载设备所需的其他数据ATP/ATO车载设备负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供接口。
•PTI功能是通过多种渠道传输和接收各种数据，在特定的位置传给ATS，向ATS报告列车的识别信息、目的号码和乘务组号和列车位置数据，以优化列车运行Company Logo §闭塞及其实现闭塞及其实现 在城市轨道交通内，闭塞均由列车运行自动完成，故为自动闭塞由于采用了ATC系统，闭塞分区均不设通过信号机，而由车载ATP系统予以显示也没有铁路那样专用的闭塞设备的概念，闭塞作用由ATP系统完成 按照闭塞实现的方式，城市轨道交通的闭塞可分为固定闭塞、准移动闭塞、移动闭塞 准移动闭塞式和移动闭塞式ATC系统技术水平较高，可实现较大的通过能力，具有较大的发展前景固定闭塞式ATC系统可满足2min通过能力的行车要求，且价格相对低廉，因此也宜选用Company Logo 根据实际情况，因地制宜选择三种不同制式的ATC系统是完全必要的•固定闭塞 固定闭塞将线路划分为固定的区段，不论前、后列车的位置，还是前、后列车的间距都是用固定的地面设备（如轨道电路等）检测和表示的线路条件和列车参数等均需在闭塞设计过程中加以考虑，并体现在地面固定区段的划分中。
固定闭塞的速度控制模式是分级的在这种制式中，需要向被控列车传送速度等级的信息码 固定闭塞方式需要大量的轨旁设备，维护工作量较大，存在较多缺点，无法满足提高系统能力、安全性和互用性的要求Company Logo •准移动闭塞 准移动闭塞是介于固定闭塞和移动闭塞之间的闭塞方式它对前、后列车的定位方式是不同的前行列车的定位仍沿用固定闭塞的方式，而后续列车的定位则采用连续的或称为移动的方式 准移动闭塞方式的速度控制模式，既具有无级（连续）的特点，又具有分级（台阶）的性质若前行列车不动而后续列车前进时，其最大允许速度是连续变化的；而当前行列车前进，其尾部驶过固定区段的分界点时，后续列车的最大速度将按“台阶”跳跃上升 Company Logo 准移动闭塞在控制列车的安全间隔上比固定闭塞进了一步它通过采用报文式轨道电路辅之环线或应答器来判断分区占用并传输信息，信息量大；可以告知后续列车继续前行的距离，后续列车可根据这一距离合理地采取减速或制动，列车制动的起点可延伸至保证其安全制动的地点，从而可改善列车速度控制，缩小列车安全间隔，提高线路利用效率。
但准移动闭塞中后续列车的最大目标制动点仍必须在先行列车占用分区的外方，因此它并没有完全突破轨道电路的限制Company Logo •移动闭塞 移动闭塞是一种新型的闭塞制式，它克服了固定闭塞的缺点它不设固定闭塞区段，前、后两列车都采用移动式的定位方式移动闭塞可解释为“列车安全追踪间隔距离不预先设定，而随列车的移动不断移动并变化的闭塞方式” 移动闭塞可借助感应环线或无线通信的方式实现早期的移动闭塞系统，如武汉轻轨一期和广州地铁三号线等大多采用基于感应环线的移动闭塞技术现今大多数先进的移动闭塞系统已采用无线通信系统实现各子系统间的通信，构成基于无线通信技术的移动闭塞Company Logo §不同结构的不同结构的ATC系统系统 ATP按地面信息的传输方式分为点式和连续式两种结构•点式ATC系统 点式自动列车运行控制系统因其主要功能是实现列车超速防护，所以又称为点式ATP系统，它点式传递信息，用车载计算机进行信息处理 点式ATC系统的主要优点是采用无源、高信息容量的地面应答器，结构简单，安装灵活，可靠性高，价格明显低于连续式ATC系统。
但其难以胜任列车密度大的情况，列车只有抵达运行前方的地面应答器时，才能更新信息，获得新的速度控制信息Company Logo Company Logo点式ATP系统的基本结构 点式ATP系统由车载设备和地面设备组成，主要是地面应答器、轨旁电子单元以及车载设备–地面应答器 地面应答器通常设置在信号机的旁侧或者设置在一段需要降速的缓行区间的始、终端地面应答器无源，接收车载设备发射的能量，供内部电路与回答发送用其内部寄存器按协议以数码形式存放实现列车速度监控及其他行车功能所必需的数据 当列车驶过地面应答器，且车载应答器与地面应答器对准时，车载应答器首先以一定的频率，通过电磁感应方式将能量传递给地面应答器，地面应答器的内部电路在接收到来自车上的能量后即开始工作，将所存储的数据以某种调制方式通过电磁感应传送至车上Company Logo –轨旁电子单元 轨旁电子单元是地面应答器与信号机之间的电子接口设备，其任务是将不同的信号显示转换为约定的数码形式–车载设备 车载设备由车载应答器，测速传感器，中央处理单元，驾驶台上的显示、操作与记录装置等部分组成。
Company Logo 车载应答器完成车-地的耦合联系，将能量送至地面应答器，接收地面应答器所储存的数据并传送至中央处理单元 测速传感器通常装在轮轴上，根据每分钟车轮的转数与车轮直径在中央处理单元内换算成列车目前的速度 中央处理单元的核心是安全型计算机，它负责对所接收到的数据进行处理，形成列车当前允许的最大速度，将此最大允许速度值与列车的现行速度值进行比较，以决定是否给出启动常用制动乃至紧急制动的信息此外，从车载应答器传向地面应答器的高频电磁能量也是由它产生的Company Logo •连续式ATC系统 按地-车信息传输所用的媒体分类，连续式ATC系统可分有线与无线两大类，前者又可分为利用轨间电缆与利用数字编码音频轨道电路两类–采用轨道电路的连续式ATC系统 按地-车之间所传输信息的内容，ATC系统有速度码系统和距离码系统两种不论是速度码系统还是距离码系统，其轨道电路都被用作双重通道：当轨道电路区段上无车时，轨道电路发送的是轨道电路检测信号或检测码，当列车驶入轨道电路区段，立即转发速度信号或者有关数据电码Company Logo »速度码系统 速度码系统通常使用频分制方法，采用的是模拟音频轨道电路。
即用不同的频率来代表不同的允许速度由控制中心通过信息传输媒体将列车最大允许速度直接传至车上，这类制式在信息传递与车上信息处理方面比较简单，速度分级是阶梯式的 上海地铁一号线从美国GRS公司引进的ATC系统是典型的频分制速度码系统无列车经过时，轨道电路用于检测列车占用当列车进入某轨道电路区段后，检测继电器失磁落下，向轨道电路改发来自控制中心的速度信息载频2250Hz；调制频率f1~f6分别6.83Hz, 8.31Hz, 10.10Hz, 12.43Hz, 15.30Hz和18.14Hz，六个调制频率各代表不同的允许速度这种速度分级比较粗略另外设置了两个调制频率（4.5Hz, 5.54Hz）用以给出左、右车门的门控信号Company Logo 速度码系统传递给的允许速度（限速值）是阶梯分级的，在轨道电路区段分界处的限速值是跳跃式的，这对于平稳驾驶、节能运行及提高行车效率非常不利因此，速度码系统已逐渐被能实时计算限速值的距离码系统所取代Company Logo »距离码系统 距离码系统使用时分制数字电码方式，按协议来组成各种信息该系统采用数字编码音频轨道电路，是使用最广泛的ATC。
距离码系统传输的是前方目标点的距离等一系列基本数据，车载计算机根据接收的各种信息（区间的最大限速、目标点的距离、目标点的允许速度、区间线路的坡度等）以及储存在车载单元内的列车自身固有数据（列车长度、常用制动及紧急制动的制动率、测速及测距信息等），实时算出允许速度曲线，并按此曲线对列车的实际运行速度进行监控 由于数据传输、实时计算以及列车车速监控都是连续的，所以速度监控是实时、无级的，可有效地实现平稳驾驶与节能运行但这种制式的信息传输比较复杂Company Logo –采用轨间电缆的ATC系统 该系统利用轨间铺设的电缆传输信息控制中心储存线路的固定数据：区间线路坡度、弯道、缓行区段的位置及长度等经联锁设备，将沿线的信号显示、道岔位置等信息传送至控制中心列车将其数据如：载重量、列车长度、制动率、所在位置、实际速度经电缆传给控制中心控制中心的计算机根据这些数据计算出该时刻的列车允许速度此速度值经电缆传送给运行路上的相应列车列车获得此速度值对列车速度进行监控这种方式统一指挥全部列车运行，遇有发生行车晚点或其他障碍，可迅速地将行车命令传给列车但控制中心故障则全线瘫痪。
因此采用另一种控制方式，控制中心将有关信息（线路坡度、缓行区段位置、目标距离或Company Logo 目标速度等）通过电缆送至列车，由车载计算机计算其允许速度 这类ATC系统主要由控制中心设备、轨间传输电缆及车载设备组成Company Logo 采用轨间电缆超速防护系统的室内室外设备联系用两级控制方式来实现，即控制中心与若干个沿线设置的中继器相连，在控制中心与敷设在轨间的电缆之间的信息交换将在中继器内进行中间变换（频率变换、电平变换、功率放大等） 轨间电缆每隔一定距离（例如每隔25m）作交叉配置，可以抗牵引电流的干扰以及实现列车定位事先约定点吗结构，包括：列车运行方向码，中继器的代码、粗地址代码、细地址代码列车定位地址解码后即可知道列车所在的确切位置 中继器是控制中心与轨道电缆之间的中间环节，它的功能是把控制中心的命令通过轨间电缆传给机车，将机车信息传到控制中心 Company Logo 车载设备包括接收天线、车在计算机、发送及接收电路、操作及指示盘、与制动机的接口、路程脉冲发生器等 采用轨间电缆的ATC系统的信息传递的连续性是以昂贵的轨间电缆为代价的维修费用也高，而且轨间电缆的存在给线路养护工作带来了不便。
Company Logo –无线ATC系统 无线ATC系统利用无线通信的方式传输信息地面编码器生成编码信息，通过天线向车上发送信号显示控制接口负责检测要发送的信号显示，并从已编程的数据中选出有用数据送编码器，同时选出与限制速度、坡度、距离等有关的轨道数据编码器用高安全度的代码将这些数据编码，经过载波调制，馈送至无线通道向机车发送车上接收设备接收限制速度、坡度、距离后，由车载计算机计算出目标速度，对机车进行监控 无线ATC系统能够实现真正意义上得移动闭塞无线通道可采用自由空间波、波导管或漏泄电缆Company Logo 无线移动闭塞系统以列车为中心，其主要子系统包括：区域控制器、车载控制器、列车自动监控（中央控制）、数据通信系统和司机显示等Company Logo 区域控制器通过数据通信系统保持与控制区域内所有列车的安全信息通信，并根据来自列车的位置报告跟踪列车并对区域内列车发布移动授权，实施联锁 ATS(列车自动监控)可与所有列车运行控制子系统通信，传输命令及监控子系统状况 车载控制器实现ATP和ATO的功能。
车载应答器查询器和天线与地面的应答器进行列车定位测速发电机用于测速和对列车定位进行校正 司机显示显示的信息包括最大允许速度、当前速度、到站距离、列车运行模式及系统出错信息等 数据通信系统实现所有列车运行控制子系统间的通信Company Logo §CBTC 采用轨间电缆感应通信和无线通信的列车控制系统称为基于通信技术的列车控制系统(CBTC)，该系统是城市轨道交通领域积极采用的一种移动闭塞方式，系统采用先进的通信、计算机技术，实现连续控制、监测列车运行CBTC具有更大的优越性：–实现列车与轨旁设备实时双向通信且信息量大；–可减少轨旁设备，便于安装维修，利于紧急状态下利用线路作为人员疏散的通道和降低成本；–确立“信号通过通信”的新理念，是列车与地面紧密结合、整体处理，改变以往车-地相互隔离、以车为主的状态Company Logo §ATC系统控制模式系统控制模式 ATC系统包括：控制中心自动控制模式（CA），控制中心自动控时的人工介入控制或利用CTC系统的人工控制模式(CM)，车站自动控制模式，车站人工控制模式 每种模式说明了操作对给定车站和归属控制地段中的列车运行所采取的控制等级，然而在同一时间只能处于一种模式。
以上控制等级应遵循的原则是：车站人工控制优先于控制中心人工控制、控制中心人工控制优先于控制中心的自动控制或车站自动控制Company Logo §列车驾驶模式列车驾驶模式 城市轨道交通列车的主要驾驶模式应包括：列车自动运行驾驶模式（ATO模式），列车自动防护驾驶模式（SM模式），限制人工驾驶模式（RM模式），非限制人工驾驶模式，自动折返驾驶模式（AR模式） 自动驾驶模式和无人驾驶模式可以提高列车行车效率，实现列车运行自动调整、维护列车运行次序、减少司机劳动强度和人员的数量然而，由于无人驾驶涉及车辆、行车组织、车辆段配置等多种因素，系统造价高，我国刚开始运用，需要在探索经验后逐渐采用Company Logo vATP子系统子系统 ATP子系统是保证行车安全、防止错误进路、防止列车进入前方列车占用区段和防止速度码升级的设备 ATP负责全部的列车运行保护，是列车安全运行的保障 ATP是ATC的基本环节，属于故障-安全系统，必须符合故障-安全的原则Company Logo §ATP功能功能 ATP子系统执行以下安全功能：速度限制的接收和解码、超速防护、车门管理、自动和手动模式的运行、司机控制台接口、车辆方向保证、永久车辆标识。
ATP功能分为ATP轨旁功能、ATP传输功能、ATP车载功能Company Logo •ATP轨旁功能：负责负责列车安全间隔和生成报文，完成对列车安全运行授权许可的发布和报文的准备•ATP传输功能：负责发出报文信号，包括报文和ATP车载设备所需要的其他数据•ATP车载功能：负责列车安全运行，自动驾驶，并提供信号系统和司机间的接口Company Logo §ATP设备组成设备组成 采用轨道电路传送ATP信息时，ATP子系统由设于控制站的轨旁单元，设于线路上各轨道电路、调谐单元和车载ATP设备组成，以及与ATS、ATO、联锁设备的接口设备Company Logo §ATP工作原理工作原理•列车检测 采用轨道电路等作为列车检测设备当轨道电路区段空闲时，发送轨道电路检测电码，此时轨道电路的功能是检测是否空闲，检测结果送往联锁装置Company Logo •列车自动限速 ATP轨旁单元根据获得的驾驶指令形成计划数据后传输至ATP车载设备，ATP车载设备通过此数据计算现有位置的列车允许速度ATP可对列车运行速度进行分级或连续监督当列车实际速度超过列车允许速度时，ATP车载设备发出制动命令，发出报警后控制列车进行常用全制动或实施紧急制动，使列车自动地制动；当列车速度降至ATP所指示的速度以下时，便自动缓解。
而运行操作仍由司机完成Company Logo •车门开关 当列车在站台停稳且停车点的误差在允许范围内时，车载对位天线和地面对位天线才能很好地感应耦合并进行车门开关操作这需要地面和车载ATC设备以及车辆门控电路共同配合 地面ATP设备还将列车停准、停稳信息送至控制中心作为列车到站的依据门关闭后，车载ATP才具备安全发车条件Company Logo §制动模式制动模式 列车制动控制模式分为分级制动模式和一级制动模式 分级制动是以闭塞分区为单元，根据与前行列车的运行距离来调整列车速度，各闭塞分区采用不同的低频频率调制，指示不同的速度等级，在此基础上确定限速值分级制动模式又分为阶梯型和曲线型 一级制动是按目标距离制动的根据距前行列车的距离或距运行前方停车站的距离，由控制中心根据目标距离、列车参数和线路参数计算出列车制动模式曲线，或由车载计算机予以计算，按制动模式曲线控制列车运行Company Logo Company Logo §测速与测距测速与测距•测速 列车运行速度的测量非常重要，列车实际运行速度是速度控制的依据。
该速度值的准确和精度直接影响调速效果 测速有车载设备自测和系统测量两种方法，车载设备自测有测速发电机、路程脉冲发生器、光电式传感器和霍尔式脉冲转速传感器等方法系统测量有卫星测速和雷达测速等方法•测距 如何测量距停车点的精确距离是列车运行超速防护系统的重要任务测距是通过测速与轮径完成的必须不断地对轮径进行修正Company Logo §设置速度设置速度限制限制 ATP通过设置区域限速或闭塞分区限速来设置速度限制•区域速度限制 区域限速由ATP轨旁设备设置，也可在需要时由控制中心控制设置限速后，ATP轨旁设备就将产生到限速区的新的“目标”距离和实际的目标限制速度，并传送给接近限速区域的列车•闭塞分区限速 闭塞分区限速是对单独的轨道电路设置最大的线路和目标速度通过ATP轨旁设备选择最大速度所选的速度作为轨道电路的最大速度Company Logo §紧急制动和常用制动紧急制动和常用制动•紧急制动 紧急制动是将压缩空气全部排入大气，使副风缸内压缩空气很快推动活塞，施行制动，使列车很快停下来紧急制动时，列车冲击大，中途不能缓解，充风时间长，不能使列车安全平稳地运行。
•常用制动 常用制动是直接控制列车主管压力使机车制动与缓解，不影响原有列车制动系统的功能它缩短了制动空走时间，大大减小了制动时的纵向冲击加速度，使列车运行更安全、舒适•在常用制动失效后，可施行紧急制动Company Logo vATO子系统子系统 ATO即列车自动驾驶，它代替司机操纵列车驱动、制动设备，自动实现列车的起动、加速、匀速惰行、制动等驾驶功能§ATO功能功能•自动驾驶–自动调整列车运行速度–停车点的目标制动–从车站自动发车–区间内临时停车–限速区间的行车控制Company Logo §ATO功能（续）功能（续）•无人自动折返•自动控制车门开闭•列车位置功能•允许速度功能•巡航/惰行功能•PTI支持功能Company Logo §ATO设备设备组成组成 ATO子系统包括地面和车载ATO单元两部分 ATO地面设备是设在每个车站ATC设备室内的车站停车模块或ATO通信器、沿每个站台设置的一组地面标志线圈或环路，以及和ATP、联锁系统的接口设备 ATO车载设备包括每一端司机室内的一个由微型计算机构成的ATO控制器，以及车底部的标志线圈和对位天线（接收、发送天线）。
Company Logo §ATO工作工作原理原理 ATO不能脱离ATP及ATS单独工作，必须从这两个系统得到系统工作的基础信息，共同构成ATC•列车自动运行 ATO系统接收来自ATP的信息，根据这些信息，ATO系统利用闭环反馈技术，通过牵引/制动线控制列车，使其维持在一个参考速度上运行 由ATO系统执行的自动驾驶过程是一个闭环反馈控制过程测速单元通过ATP向ATO发送列车的实际位置信息反馈环路的基准输入是从ATP数据和运营控制数据中得出的ATO向牵引和制动控制提供数据输出Company Logo Company Logo自动驾驶的闭环控制框图自动驾驶的闭环控制框图 §车站程序停车车站程序停车 线路上的车站都有预先确定的停站时间间隔控制中心ATS监督列车时刻表，计算需要的停站时间以保证列车正点到达下一个车站由集中站ATS通过ATO环线传送给ATO车载设备控制中心能通过集中站ATS缩短或延长车站停站时间在控制中心要求下，列车可跳过某车站这一命令由控制中心通过集中站ATS传给列车Company Logo §车站定位控制车站定位控制 设置站台屏蔽门，以方便乘客上下车。
车门的开度和屏蔽门的开度要配合良好，为此，ATO定点停车精度应为±0.25m 车站定点停车是靠一组地面标志线圈（或者环线）提供至停车点的距离信息Company Logo 350m和150m标志线圈成对布置，具有方向性无源标志线圈具有固定的谐振频率，列车经过时与车载标志线圈产生谐振有源标志线圈能发送特定的频率信号Company Logo –当列车正向运行经过350m标志线圈时，启动定点停车程序，列车按定点停车曲线运行–150m、25m标志线圈的作用是根据停车曲线对实际车速进行校正–当列车通过8m标志线圈时，收到一个频率信号，即转入停车模式，减速率进一步降低–当车载定位天线与地面定位天线对齐时，又收到一个频率信号，立即实施全常用制动，将车停住若列车停准（误差为±0.25m内），地面定位天线会收到车载定位天线发送的停稳信号，然后才能进行开关车门和屏蔽门的操作Company Logo §车门和屏蔽门控制车门和屏蔽门控制 在通常的运行中，当列车停在车站的预定停车区域以内，列车从ATP轨旁设备收到车门开启命令，并且确定其速度为零后，ATO自动打开车门，不用司机操作。
有了车门开启命令后，使ATP轨旁设备改发打开屏蔽门信号，当站台定位接收器收到此信号，使打开与列车车门相对的屏蔽门打开 Company Logo 列车停站时间结束（或人工终止），地面停站控制单元启动ATP轨旁设备，停发开门信号，由司机关闭车门，同时关闭屏蔽门 车站在检查了屏蔽门已关闭好以后，才允许ATP子系统向列车发送运行速度命令信息，列车收到速度命令，同时检查了车门已关闭后，可按车载ATP收到的速度命令出发Company Logo v列车识别系统（列车识别系统（PTI）） PTI系统不另设车载设备，而集中在ATO系统内，但有独立的软、硬件，负责PTI编码、调制及发送 由PTI传送的列车数据包括：车次号，驶往目的地（终点站名称），乘务员号，车门状态，列车状态（停车或运行） 机车上的PTI天线负责发送列车特征数据电码，钢轨间的回路环线（在区间内每隔一定距离设一个接收环线，停车站正线设一个接收环线）用于接收机车天线发送的数据，并将其由光缆或电缆传至控制中心Company Logo §ATO与与ATP的关系的关系•ATP系统主要负责“超速防护”，起保证安全的作用，是不可少的安全保障；•ATO系统主要负责正常情况下列车高质量地运行，是提高列车运行水平的质量（准点、平稳、节能）的技术措施。
•在ATP系统的基础上安装了ATO系统，列车就可采用手动方式或自动方式进行驾驶在选择自动驾驶方式时，ATO系统代替司机操纵然而，不论是由司机手动驾驶还是由ATO系统自动驾驶ATP系统始终是执行其速度监督和超速防护功能Company Logo vATS子系统子系统 ATS子系统能与ATP子系统、计算机联锁设备或继电联锁设备配套使用，并预留与时钟系统、旅客向导系统和综合监控系统的接口§ATS系统功能系统功能 ATS系统在ATP和ATO系统的支持下，根据运行时刻表完成对列车运行的自动监控，可自动或由人工监督和控制正线（车辆段、试车线除外），及向调度员和外部系统提供信息Company Logo ATS系统具有下列主要功能：•列车监视和追踪•时刻表处理•自动建立进路•列车运行调整•旅客信息显示系统•列车确实位置识别•服务操作•遥控联锁•报告、登记、档案、统计数据•监测与报警Company Logo §系统系统组成组成 ATS子系统应由控制中心设备、车站设备、车辆段设备、列车识别系统及列车发车计时器等组成因用户要求不同，ATS的硬件、软件配置差别很大•控制中心设备 控制中心设备属于ATS子系统，是ATC的核心，设于控制中心。
控制中心ATS设备主要包括中心计算机系统、综合显示屏、调度员及调度长工作站、运行图工作站、培训／模拟工作站、绘图仪和打印机、维修工作站、UPS及电池Company Logo •车站设备 车站分集中联锁站和非集中联锁站集中联锁站设有一台ATS分机，用于采集车站设备的信息、传送控制命令，车站联锁设备能接收ATS系统的控制，以实现车站进路的自动控制为从联锁设备取得所需数据，配备了可编程控制器型远程终端单元采用模块化设计，扩展十分容易它还控制站台上的列车目的显示器和下一列车到发和出发时间显示器Company Logo •车辆段设备–ATS分机 车辆段设一台ATS分机，用于采集车辆段内存车库线的列车占用及进/出车辆段的列车信号机的状态，以在控制中心显示屏上给出以上信息的显示–车辆段终端 车辆段派班室和信号楼控制台室各设一台终端，与车辆段ATS分机相连，建立车辆段作业计划 车辆段联锁设备，通过ATS分机与控制中心交换信息Company Logo §ATS系统基本原理系统基本原理•自动列车跟踪 列车追踪系统是监视受控区域内列车的移动的。
当某一列车出现在列车追踪系统所监视区域时，该列车识别号必须报告给列车追踪系统列车识别号报告给列车追踪系统的方法有：手动输人；用读点（PTI）读入；从列车时刻表中导出；在步进检测中产生 自动列车跟踪要完成：列车号定位、列车号的删除、车次号的处理Company Logo •列车自动进路排列 通过列车进路系统，将进路排列指令及时地输出到联锁设备中去，实现了进路的自动排列 调度员人工办理进路时，列车进路系统对其进行可用性检查，并把该列车转到被动状态，到列车到达一个新的运行触发点为止列车到达下一个运行触发点时又恢复了列车进路自动排列 由自动列车跟踪报告的列车位置、列车号，它决定了所要求的目的地；进路设置命令在被输出到联锁设备功能前要进行触发区段检查、进路可用性检查、办理进路检查等，该检查将决定执行或拒绝命令 列车自动进路排列功能不取消进路Company Logo •时刻表系统 时刻表系统要完成：时刻表数据管理、向其他ATS功能模块提供时刻表数据、向外部系统提供时刻表数据、为停站时间时刻表的装载设置界面、为时刻表的离线修改设置界面、为使用中的时刻表增加或删除一个列车行程设置界面、按自动列车追踪请求安排列车识别号。
时刻表的编制和修改在离线模式下用给定的数据在时刻表编辑器中编辑基本数据代表一列列车在某段线路上的运行 系统时刻表中列车运行图或列车运行档案通过列车运行图表示器显示出来Company Logo •自动列车调整 自动列车调整功能按当天时刻表调整列车运行自动列车调整功能的调整方式是当列车早点或晚点到达车站时，用改变列车停站时间的方式；当列车延误或提前发车时，用改变站间行车时间的方式 若没有重大的时刻表偏差，自动列车调整根据时刻表确定计划行车时间，包括列车出发、到达和停站时间Company Logo 当车站列车出发信息发出后，自动列车调整功能提供给ATP一个该列车根据时刻表应该到达下一站的有关信息此外，每当出发、到达后，自动列车调整功能向后续各站（直至终点站）的乘客信息显示盘提供预期到站时间和目的地名 操作员可调用或取消自动列车调整功能在不调用自动列车调整功能模式下，操作员可调整行车时间，提前发车或让列车直接过站Company Logo 。
