11、城市轨道交通正线信号系统组成

十、城市轨道交通正线信号系统组成1、信号系统2号线信号系统是由卡斯柯信号有限公司提供的CBTC（基于无线通信的列车控制系统）系统，采用点式ATP和联锁两级后备模式。系统包含ATP（列车自动防护）、ATO（列车自动运行）子系统、ATS（列车自动监控）子系统、CBI(计算机联锁)子系统、DCS(数据通信)子系统、MSS(维护支持)子系统等。2、信号系统结构2号线采用卡斯柯提供的基于无线通信的移动闭塞系统，系统由五个主要的子系统组成：（1）ATP/ATO子系统（2）CBI子系统（3）ATS子系统（4）DCS子系统（5）MSS子系统（1）ATP/ATO子系统ATP/ATO子系统包括轨旁ATP设备和车载ATP/ATO设备。轨旁ATP设备对全部在线列车进行安全控制，它由ZC（区域控制器）、LC（线路控制器）、DSU（数据存储单元）和LEU（欧式编码器）等室内设备和信标室外设备组成。车载ATP/ATO设备主要包括CC（车载控制器）、DMI（司机显示单元）、编码里程计和信标天线。轨旁ATP设备：①ZC（区域控制器）ZC采用3取2冗余结构配置，主要功能是处理线路占用、自动防护和进路等信息。根据CC设备发送的列车精确位置信息，ZC设备为列车计算保护区域，并通过车地无线通信向ZC内每列车发送移动授权。②LC（线路控制器）LC和ZC配置一样，采用3取2冗余结构配置。LC控制ZC和CC的应用软件和配置数据版本的校核，并在通信过程中向ZC和CC提供内部时钟同步。LC主要功能：管理线路的TSR（临时限速）负责存储更新ATS发送的TSR信息③DSU（数据存储单元）DSU由一台式计算机组成，用于向CC设备上传新版本的应用软件和静态线路描述，并对这些文件进行升级管理。④信标信标用于实现列车在线路上的定位功能。当列车信标天线越过地面信标时，信标天线将发送能量信息激活信标，信标将预先存储的报文信息发送给车载设备。列车通过时，CC使用该信息初始化、重新修正列车位置、校准编码里程计。车载ATP/ATO设备：①CC（车载控制器）每列列车头尾各配置一套CC设备。两台CC计算机均运行在热备状态，每台都能够独立安全地驾驶列车。CC子系统主要实现下列功能：（1）列车运行防护（2）管理列车在车站准确停车（3）车站停车和发车时间管理（4）安全停车管理（2）CBI子系统CBI子系统的设备主要分布在设备集中站，主要由ZLC（联锁系统）、传输网络、HMI（现地工作站）、系统维护台（SDM）及继电接口电路组成。其具体构成如图所示：（3）ATS子系统ATS子系统是实现列车和信号设备监控、实现行车指挥和管理的重要子系统。主要分布于控制中心、正线设备集中站、正线非设备集中站和车辆段/停车场。系统采用热备冗余方式，保证系统有高度的可用性。ATS子系统设备组成：①控制中心：行车调度工作站、大屏接口计算机、ATS通信处理器（FEP）、CATS（中央ATS）数据库服务器、CATS应用服务器、系统管理/维护诊断工作站、运行图编辑工作站和打印机等；②设备集中站：主/备车站ATS分机、ATS工作站和DTI（发车计时器）等；③非设备集中站：DTI接口机、DTI和光电转换器等；④车辆段/停车场：车站ATS分机、ATS终端、打印机和光电转换器等。（4）DCS子系统DCS有线骨干网络用于连接轨旁和中心的信号设备，采用MSTP（基于SDH的多业务传送平台）技术，实现信息的传输，它是冗余的、多业务和高可靠性的系统。DCS通信系统由轨旁有线通信骨干网和车地无线通信网络组成。DCS无线通信网采用OFDM（正交频分复用）扩频技术，用波导管作为无线传输媒介，实现车-地信息传输。（5）MSS子系统MSS是整个信号系统的设备状态监测和维护辅助工具，主要用于维护信息的采集，帮助维修调度人员对故障设备进行定位，管理维修作业。调度员可借助信号维护监测子系统制定计划与安排维修工作，达到比传统人工方式更加有效的效果。3、信号各子系统功能（1）ATP子系统ATP子系统由车载设备和地面设备组成，必须符合故障-安全的原则，并具有自检和自诊断能力。其主要功能包括：(1)列车间隔控制功能(2)超速防护功能(3)列车定位/测速功能(4)倒退防护/零速监测功能(5)车门/屏蔽门控制安全监控功能(6)紧急制动(7)车轮空转/滑动补偿(8)站台非常情况下紧急停车功能(9)列车完整性监督(10)支持不同驾驶模式下列车控制功能(11)车载信号设备的人机界面，主要显示及报警功能(15)子系统车载设备日检(16)ATP子系统设备状态记录统计、打印（2）ATO子系统ATO子系统是自动控制列车运行的设备。在ATP的保护下，根据ATS的指令自动驾驶列车运行，自动完成启动、牵引、巡航、惰行和制动控制，确保达到列车运行的设计间隔及旅行速度。(1)根据ATS的指令实现列车自动驾驶(2)实现±0.25m的车站精确停车功能(3)列车区间运行时分的控制功能(4)车门、安全门/屏蔽门控制功能(5)与ATS、ATP交换信息及控制车载广播(6)合理控制列车运行满足乘客舒适度及节能要求的功能（3）ATS子系统ATS子系统完成运行图编辑、运行图自动调整、列车运行控制、列车运行状态显示、进路自动排列、运行历史记录、运行报表制作、行调人员培训等功能。ATS子系统在ATP、ATO子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：①根据计划运行图及列车位置自动生成进路控制命令，传送到车站联锁设备，设置列车进路。②自动完成正线区段内列车识别号(服务号，目的地号等)跟踪功能，列车识别号可由中央ATS根据时刻表自动生成或调度员人工设定、修改或删除。③列车计划运行图与实际运行图的比较功能和计算机辅助调度的功能，能够根据列车实际的偏离情况，自动生成调整计划供调度员参考。（对于单列车的运行偏离，在系统允许范围内将进行自动调整，而当全线的运行秩序被打乱时，应可按等间隔运行的原则生成调整计划，经调度员确认后对全线列车进行调整。自动或人工调整列车将与ATO结合进行。）④采用网络技术及密码授权措施，调度员可在ATS计算机上进行人工介入设置进路、对列车运行进行调整。⑤在计算机辅助下完成对列车基本运行图的编制及管理，具有较强的自动生成功能、冲突检查功能和人工介入修改功能。⑥与计算机联锁系统结合，能在中央控制状态下或车站控制状态下将部分或所有信号机置于自动进路模式。⑦ATS子系统通过OCC大屏幕显示系统及调度台操作工作站，能对在线运营列车位置进行监视功能。能对车站及区间轨道区段、道岔、信号机、列车等的状态进行监视，设备故障情况下能在行调工作站及维修工作站上给出报警及故障源提示。⑧在中央专用的设备上提供模拟和演示功能，用于培训及参观显示。⑨通过设在车辆段的终端，向车辆段运转室值班员及车辆派班人员提供列车运营计划信息，用于编制车辆运用计划。⑩ATS网络应具有可扩展性，其网络的通信协议应采用国际标准协议。11ATS子系统在控制中心与通信时钟系统接口，实现与整个地铁系统的时钟同步。12无论是中央控制还是车站控制，人工控制权限均高于自动控制权限。在各种模式转换过程中，新的控制模式转换成功前，原控制模式保持不变。13能自动进行运行统计，包括列车报告、车站报告、车次号报告以及各种运行记录等；具有自行制表功能，工作人员能对运行资料库进行访问，根据需求自行制表。所有报告均能根据要求进行显示和打印。（4）CBI子系统联锁设备是实现道岔、信号机、轨道区段间的正确联锁关系及进路控制的安全设备，必须符合故障－安全原则，并具有自检和自诊断能力。主要功能有：(1)自动按联锁关系排列、建立、解锁列车进路。(2)对敌对进路、延续进路、侧翼道岔、超限区段、ATP保护区段进行防护。(3)根据安全要求建立列车进路ATP保护区段。(4)向ATP提供信息(信号机状态、进路设置、保护区段建立、轨道区段的临时限速、区间运行方向)。(5)与ATS系统结合，实现车站和中央两级控制，实现自动和人工控制两种模式办理进路。人工控制分为中央人工和联锁站人工控制两级，自动控制分为ATS中央和ATS车站自动和车站联锁自动三级。(6)联锁系统具备完善自诊断、报警、远程诊断系统接口功能。(7)具有在联锁控制工作站上设置工作权限的功能。(8)与车辆段联锁系统和联络线信号设备之间具有逻辑照查接口功能。(9)当ATP功能尚不具备或完全丧失时，应具有联锁防护功能。5MSS子系统信号系统应具有完善的故障自诊断功能，对全线的中央设备、车站设备、轨旁设备、车载设备以及车-地通信设备进行实时监督和故障报警，其主要功能为：(1)实现基础信号设备如信号机、道岔、列车占用/空闲检测设备等的监测报警功能。(2)实现正线ATC系统设备的监测报警信息的处理功能。(3)实现所有信号设备状态信息的收集、存储、统计、显示、打印功能。(4)在控制中心和维修中心值班(调度)所在地，可利用维护监测终端监督、监测全线的所有信号设备的工作状态等。