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城市轨道交通信号与通信系统-----区间闭塞内容提要1.了解列车定位技术的分类；2.掌握固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞的原理3.掌握无线移动通信、查询应答器定位；4.掌握移动闭塞与固定闭塞的区别；5.掌握移动闭塞列车行车间隔的分析；第一节、闭塞技术的发展区间所谓区间，是指两个车站之间的轨道交通线路。用信号或凭证，保证列车按照空间间隔运行的技术方法称为行车闭塞法，简称闭塞。电报或电话闭塞路签或路牌闭塞半自动闭塞自动闭塞行车闭塞制式发展过程电话闭塞把它作为一种最终的备用闭塞。路签和路牌闭塞在我国已经淘汰。半自动闭塞就是人工办理闭塞手续，列车凭信号显示发车后，出站信号机自动关闭的闭塞方法。其特征为：站间只准走行一列车；人工办理闭塞手续；人工确认列车完整到达和人工恢复闭塞。但是半自动闭塞一定程度上保证了行车安全，但不能充分发挥线路的能力。由于区间没有空闲检查设备，须由人工确认列车的整列到达，尤其是事故复原的安全操作得不到保证，所以，行车安全程度不高，影响行车效率。自动站间闭塞就是在有区间占用检查的条件下，自动办理闭塞手续，列车凭信号显示发车后，出站信号机自动关闭的闭塞方法。其特征为：有区间占用检查设备；站间区间只准走行一列车；办理发车进路时自动办理闭塞手续；自动确认列车到达和自动恢复闭塞。①由于两站间的区间允许续行列车追踪运行，就大幅度地提高了行车密度，显著提高了区间通过能力。②由于不需要办理闭塞手续，简化了接发列车的程序。③由于信号机的显示，直接反映了运行前方列车所在位置以及线路的状态，确保了列车在区间运行的安全。④自动闭塞还能为列车运行超速防护提供连续的速度信息，构成更高层次的列车运行的控制系统，保证安全。和半自动相比，自动闭塞有以下的有点第二节、列车定位技术轨道交通列车运行密度高，车站间距近，对安全性要求高，列车自动控制系统及列车本身需要实时了解列车在线路中的精确位置。根据位置，实时动态地对每一列车进行监督、控制、调度和安全防护。列车定位由地面设备和车载设备共同完成。列车定位信息的主要作用是：为保证安全列车间隔提供依据，CBTC系统对在线的每一列车，能计算出距前行列车尾部距离，或距进站信号点的距离，从而对它实施有效的速度控制；作为列车在车站停车后打开车门以及屏蔽门的依据。常用的列车定位技术1、基于轨道电路的列车定位2、基于里程计累加测距的列车定位3、基于查询/应答器的列车定位4、基于测速的列车定位5、基于卫星系统的列车定位6、基于无线通信的列车定位7、基于感应回线的列车定位一、自动闭塞的基本原理自动闭塞通过轨道电路（或计轴器等列车检测设备）自动地检查闭塞分区的占用情况，根据轨道电路的占用和空闲状态，通过信号机自动地变换其显示，以指示列车运行。第三节、自动闭塞原理二、自动闭塞的分类①按行车组织方法可分为单向闭塞和双向闭塞②按通过信号机的显示制式可分为三显示自动闭塞和四显示自动闭塞③按设备放置方式可分为分散安装自动闭塞和集中安装自动闭塞④按传递信息的特征分为交流计数电码自动闭塞、极频自动闭塞和移频自动闭塞⑤按是否设置轨道绝缘分为有绝缘自动闭塞和无绝缘自动闭塞。自动闭塞固定闭塞准移动闭塞移动闭塞四、固定闭塞固定闭塞将轨道划分为固定的闭塞分区，不论前车还是后车都是用轨道电路来监测的，所以系统只知道轨道车辆在哪个区段并不知道轨道车辆的具体位置，所以轨道车辆的控制必然是分级的，阶梯式的。在这种制式中，需要向被控制列车“安全”传送的只是代表少数几个速度级的速度码。固定闭塞方式无法满足提高系统能力、系统安全性和互用性的要求。传统ATP的传输方式采用固定闭塞，通过轨道电路判别闭塞分区占用情况，并传输信息码，需要大量的轨旁设备，维护工作量较大，并存在较多缺点。下面用三显示自动闭塞为例说明固定闭塞的工作原理。显示意义如下：红色灯光：前方闭塞分区有车占用，停车，不准越过信号机；黄色灯光：前方仅有一个闭塞分区空闲，减速通过；绿色灯光：前方至少有两个闭塞分区空闲，按规定速度通过；三显示自动闭塞在绿色灯光条件下，至少有两个闭塞分区空闲可供列车占用。因此，列车基本上是在绿色灯光或黄色灯光下运行。可以保持较高速度运行，或只需要短暂减速运行。三显示自动闭塞分两个速度等级（120km/h和0km/h）。信号对应的速度意义为：绿灯120/120km/h，黄灯120/0km/h，红灯0km/h。五、准移动闭塞准移动闭塞（也可称为半固定闭塞）是介于固定闭塞和移动闭塞之间的一种闭塞方式。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。准移动闭塞可解释为“预先设定列车的安全追踪间隔距离，根据前方目标状态设定列车的可行车距离和运行速度、介于固定闭塞和移动闭塞之间的一种闭塞方式”。六、移动闭塞方式移动闭塞是一种新型的闭塞制式。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”。在城市轨道交通中，移动闭塞是一种采用先进的通信、计算机、控制技术相结合的列车控制技术，所以国际上有习惯称为基于通信的列车控制系统CBTC（CommunicaitionBasedTrainContrl）。第四节、移动闭塞技术MB的概念：移动闭塞（MovingBlock，简称MB）是相对于固定闭塞而言的。固定闭塞有固定的闭塞分区，移动闭塞与固定闭塞相比最显著的特点是取消了以通过信号机分隔的固定闭塞分区。列车间的最小运行间隔距离由列车在线路上的实际运行位置和运行状态确定，闭塞分区随着列车的行驶，不断地向前移动和调整，所以称为移动闭塞。与传统闭塞方式的区别：移动闭塞的线路取消了物理层次上的闭塞分区划分，而是将线路分成了若干个通过数据库预先定义的线路单元，每个单元长几米到几十米不等。移动闭塞分区即由一定数量的线路单元组成，单元的数目可随列车的速度和位置而变化，分区的长度也是动态变化的。构成移动闭塞的基本要素列车定位TrainPosition目标点TargetPoint安全距离SafetyDistance安全距离（Safe-Distance）安全距离是后续追踪列车的命令停车点与其前方障碍物之间的一个固定距离。障碍物可以是确认了的前行列车尾部的位置或者无道岔表示(道岔故障)的道岔位置。该距离是基于列车安全制动模型计算得到的一个附加距离，它保证追踪列车在最不利条件下能够安全地停止在前行列车的后方不发生冲撞。所以，安全距离是移动闭塞系统中的关键，是整个系统设计的理论基础和安全依据。移动闭塞基本原理为：线路上的前行列车经ATP车载设备将本车的实际位置，通过通信系统传送给轨旁的移动闭塞处理器，并将此信息处理生成后续列车的运行权限，传送给后续列车的ATP车载设备。后续列车与前行列车总是保持一个“安全距离”。该安全距离是介于后车的目标停车点和确认的前车尾部之间的一个固定距离。在选择该距离时，已充分考虑了在一系列最坏情况下，列车仍能够被安全地分隔开来。目标点-TargetPoint目标点是列车运行的行车凭证，如同固定闭塞系统中的允许信号，列车只有获得了目标点，才能够向前移动。目标点通常是设在列车前方一定距离的某个位置点，一旦设定，即表明列车可以安全运行至该点，但不能超过该点。移动闭塞系统就是通过不断前移列车的目标点，引导列车在线路上安全运行。第五节、移动闭塞的技术特点和优势移动闭塞系统主要包括无线数据通信网、车载设备、区域控制器和控制中心等。如图所示是基于通信的CBTC系统框图。地面和车载设备通过“数据通信网络”连接起来，构成系统的核心。ATS系统联锁CBTC地面设备数据通信网络CBTC车载设备列车运行控制列车子系统至相邻联锁系统相邻CBTC地面设备无线数据通信是移动闭塞实现的基础。通过可靠的无线数据通信网，列车将位置、车次、列车长度、实际速度、制动潜能和运行状况等信息以无线的方式发送给区域控制器；区域控制器追踪列车并通过无线传输方式向列车发送移动授权。车载设备包括无线电台、车载计算机和其他设备（如传感器、查询器等）。列车将采集到的数据（如机车信息、车辆信息、现场状况和位置信息等）通过无线数据通信网发送给区域控制器，以协助完成运行决策；同时对接收到的命令进行确认并执行。1.线路没有固定划分的闭塞分区，列车间隔是动态的，并随前一列车的移动而移动。2.列车间隔是按后续列车在当前速度下所需的制动距离，加上安全余量计算和控制的，这样可确保不追尾。3.制动的起点和终点是动态的，轨旁设备的数量与列车运行间隔关系不大。4.可实现较小的列车运行间隔。5.采用地车双向数据传输，信息量大，易于实现无人驾驶。移动闭塞与传统的固定闭塞相比较具有以下特点：