城市地铁工程通信信号系统安全性研究

研究探讨

城市地铁工程

通信信号系统安全性研究

文/林天祥（福建省劳动保护科学研究所）

现代城市道路交叉纵横，交通日益拥挤。发展以城市地铁为骨干的大运量快速公共交通系统是解决城市客运交通问题的根本途径，这一点已成为业内人士的共识。目前，我国的城市轨道交通（主要是地铁）建设正面临史无前例的高潮。北京、上海、广州等城市每年都以40～50千米、百亿元以上的投资速度推进，目前已获批的15个城市也正在进行地铁建设。

但由于地铁运营环境的特殊性，地铁如突发安全事故，乘客紧急逃生十分困难，容易造成群死群伤。而通信、信号系统是城市地铁工程中的重要组成部分，用于指挥地铁列车运行、进行运营管理、公务联络和传递语音、文字、数据及图像等各种信息，是保证地铁列车安全、有序、快速、正常运行，提高运输效率，实现列车自动控制的关键系统设备。同时在发生事故情况下，也是应急处理、抢险救灾的基本保障措施之一。

通信系统由专用通信系统、民用通信系统和公安通信系统三部分组成。三套通信系统构成传送语音、文字、数据和图像等各种综合业务通信网，以满足城市地铁运营和管理的要求。

信号系统通常指地铁列车自动控制（AT C）系统。AT C系统可由三个子系统组成，即列车自动监控（AT S）子系统、列车自动防护（AT P）子系统（含联锁功能）和列车自动运行（AT O）子系统。信号系统必须以安全、可靠、技术先进实用和经济合理为宗旨，必须满足确保行车安全、提高运输效率和改善服务质量的

要求。

近年来，因通信、信号系统故障引发的事故时有发生，如：（1）2008年6月底，广州地铁3号线为了压缩行车间隔，在调试过程中系统不稳定，导致列车连续两天因故障停运。（2）2009年6月22日，美国华盛顿哥伦比亚特区发生一起两列地铁列车相撞事故，至少有9人丧生、70余人受伤。事故原因是电脑自动控制系统故障、刹车失灵等某一原因或多重因素所致。（3）2009年12月22日，上海地铁1号线发生两车侧撞导致一车冲出轨道和乘客受困的事故，引起地铁全线瘫痪。上海地铁方面称事故原因为信号或操作问题。

此外，在日常运营中因通信、信号系统故障引发的地铁列车延误等故障也不鲜见。如2009年9月16日上海地铁3号线上海南站往石龙路方向列车因信号故障造成列车晚点，影响时间10分钟以上。

一、通信、信号系统危险、有害因素分析

通信、信号系统可能存在的危险、有害因素主要有：

1）系统失灵影响行车安全。造成系统失灵的原因有：①系统设备受到电机牵引所产生的谐波电流、外界电磁波、静电、雷击、杂散电流腐蚀等干扰或破坏，引起系统故障或损坏，导致信息破坏或丢失。②在南方沿海的梅雨季节或台风暴雨季节，地铁内湿度增加，电子元件可能受潮、浸水等引起设备失灵或损

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坏。过高、过低的温湿度或温度剧烈变化也可能导致元件电参数变化、水汽凝结及尺寸变化等后果，对设备造成影响。（3）震动易造成弱电设备元件接点脱落、接插件松动、接触不良、部件损坏等。

2）系统硬件设施对系统运行环境的影响主要有：（1）系统设备质量低下、性能不稳定、元器件使用寿命短和抗干扰能力差等，容易使系统设备发生故障或损坏，轻则造成站点与控制中心失去通信联系，重则造成整个地铁线路瘫痪。（2）通信、信号系统均为电子设备和电子计算机设备组成的综合系统。电子元件及其设备由于散热不良、故障、电气线路老化短路及用电不当等人为因素会引起火灾。（3）系统设备接地不当，可能由于外界原因使通信、信号设备及其元器件损坏或击穿，导致通信、信号系统故障，甚至危及人身安全。（4）线路布置不当，容易引起线路故障。（5）隧道内托板架侵入设备限界或车载天线超出车辆限界等，都会引起车载通信、信号设备发生损坏，导致意外事故的发生。

3）人为因素导致系统故障、影响行车安全：（1）系统电源断电。（2）运营操作人员违章操作或操作失误，引起系统设备故障或烧毁，甚至发生人身伤亡事故。（3）敷设在控制中心及正线地下区段的通信、信号系统内外电缆遇明火、老鼠啮咬短路或其他原因存在火灾危险。（4）系统的计算机网络由于存在安全漏洞，很容易受到恶意软件、木马、病毒的破坏和黑客的攻击，可能导致网络系统故障、数据丢失或错乱直至系统瘫痪。（5）系统未经安全检测和调试合格就投入使用，难以保证系统正常运行，容易发生安全事故。

二、通信、信号系统安全性

根据以上危险、有害因素分析，结合现有国家及行业有关安全法律法规标准的要求，对通信、信号系统在系统设计、软硬件配置、安装维护等方面，提出一些合理可行的安全对策措施和建议。

1.通信系统

1）系统传输能力要求：地铁各种信息传输要求必须具有大容量、低成本、标准化和高可靠性的通信传输手段。为满足地铁通信各子系统和信号、电力监控、防灾、环境与设备监控系统和自动售检票等系统信息传输的要求，应建立以光纤通信为主的传输系统网络。

2）自愈性要求：⑴系统应具有网络自愈特性，光缆线路、传输设备的重要部件均应具有备份保护及故障自动切换功能，主要设备和网络需采用热备冗余配置。⑵传输系统应从网络安全可靠性考虑，在控制中心、停车场/车辆基地、各个车站各设置一套传输设备，通过隧道两侧光缆的光纤隔站跳接，组成两个传输系统自愈环网，确保各种行车安全信息及控制信息不间断

地可靠传送。

3）应急手段要求：⑴在各车站、车辆段综合控制室以及车辆段的消防控制室等地点应设置防灾、环境与设备监控系统调度电话分机。公务电话通信网的程控电话应自动将“119”、“110”等特种业务呼叫转接到市公众电信网的相应特服号，并具备电话跟踪功能。⑵地铁应设置无线通信系统，为控制中心调度员、列车司机、车站、车辆综合基地值班员和现场移动工作人员提供无线通信联络，且必须具有选呼、组呼、全呼几种方式、多级优先呼叫功能和网络管理功能，并具备显示、录音、检索等存储、监测功能。同时应将市网、公安无线系统和消防无线调度系统引入地下，以满足在火灾或紧急事故情况下抢险救灾的要求。

4）系统保障要求：在地铁沿线敷设的光缆、电缆等管线结构，应选择符合杂散电流腐蚀防护的材质、结构设计和施工方法。隧道内的通信电缆、光缆应以绝缘方式进行敷设。地铁敷设光缆不设屏蔽地线，但接头两侧的金属护套及金属加强件应相互绝缘，光缆引入室内应做绝缘接头。⑴系统电源设备应满足通信设备对电源的要求，必须是独立的供电设备并具有集中监控管理功能，保证对通信设备不间断、无瞬变地供电。地铁通信设备应按一级负荷供电，即由变电所接双电源双回路的交流电源至通信机房交流配电屏，当一路出现故障时，应能自动切换至另一路。采用综合不间断电源UPS对各通信设备供电时，不间断电源的蓄电池组容量应保证连续供电不少于4小时。⑵通信设备的接地系统设计，应做到确保人身、通信设备安全和通信设备的正常工作。建议在控制中心、各车站、停车场/车辆基地均设置一组地线接地装置，接地电阻≤1欧，并采用反屏蔽接地方式。

2.信号系统

1）系统的形式与完整性要求：⑴系统（特别是最大通过能力不小于30对的运营线路）应采用完整的AT C闭环系统，以实现列车完整的无人驾驶自动控制，满足行车指挥自动化和列车超速防护的要求。⑵系统设备按所处地域应包括控制中心系统、车站及轨旁系统、车载设备系统和车辆段及停车场系统。若缺少其中任一区域子系统，就无法实现地—车控制结合、现地控制与中央控制结合，也就构不成一个完整的列车自动控制系统。⑶当前地铁信号系统可具有下列主要AT C制式：固定闭塞式、准移动闭塞式和移动闭塞式。固定闭塞和准移动闭塞以轨道电路、信标作为车—地通信媒介，只能实现连续的轨旁至车载的单向通信，无法实现连续的车对地的信息传输，因而地面无法连续、实时地了解列车及设备的运行情况，也就无法实现地面对列车的连续监测，无法满足无人驾驶的要求。所以，为实现地铁交通网络最大限度地互联互通，根据信号技术发展的主

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流，应选择无线移动闭塞AT C系统。

2）“故障—安全”原则：⑴凡涉及行车安全的信号设备必须满足“故障—安全”原则。即地铁信号设备在发生障碍、错误、失效的情况下，应具有导致减轻以至避免损失的功能，以确保行车安全。其措施主要有：①为防止人的错误操作而出现的各种联锁及闭塞技术等。②故障后使功能软化或降级使用技术，满足故障复原的需要。如自动闭塞中绿灯烧坏改亮黄灯的技术。

③应急顶替技术，如电源故障时利用蓄电池供电的技术。④检测、报警和预防性养护的技术。⑤冗余技术，如多重设备。⑥器件的降额使用技术，如信号灯泡的降压使用等。⑵系统应具有较高的安全性和可靠性，并具备多级后备降级模式。当信号系统发生故障时，AT C系统控制等级应遵循降级运行，按车站人

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的原则来确保运营安全。系统须经安全检测、认证并批准后使用。⑶在AT C控制区域内使用限制模式或非限制模式时，应有破铅封、记录或特殊控制指令授权等技术措施。⑷导致列车停车是AT P系统设计的最高安全准则。任何车—地通信中断以及列车非预期移动（含退行）、列车完整性电路的中断、列车超速（含临时限速）、车载设备故障等应产生安全性制动。在车站站台及车站控制室应设置站台紧急关闭按钮；在车站控制室应设置具有备份、监视和紧急处理功能的综合后备控制IBP盘，以支持发生紧急事件时的控制。⑸AT O系统在AT P系统的安全防护下实现列车自动驾驶、完成运行自动调整，在设有屏蔽门的情况下，应能控制站台屏蔽门与列车车门的开、闭按预定顺序动作，AT O的定点停车精度要求在±0.25米以内，以免发生上下车的乘客被车门或屏蔽门夹住等机械伤人事故。

3）系统保障要求：⑴系统设备应由综合不间断电源UPS设备统一供电，并按一级负荷供电。车上设备应由车上直流电源直接供电或经变流设备供电。⑵为防止火灾发生时引起电线电缆燃烧，产生浓烟雾、毒气等，给救援和乘客逃生带来严重困难，信号系统线路宜采用阻燃、低毒、防腐蚀护套电缆。地面电缆应采用直埋或管道方式敷设。⑶高架和地面线的室外信号设备、与外线连接的室内信号设备必须设置防雷设施。信号设备应设工作地线、保护地线、屏蔽地线和防雷地线等；地铁信号设备的接地宜接入综合接地系统，也可采用分设接地方式；信号设备室应通过主接地板接地。室外电缆屏蔽和防雷器的接地，宜通过设于电缆引入口的接地板与主接地板相连。车载信号设备的地线应经车辆的接地装置接地。控制中心、车站、车辆综合基

地、停车场信号系统地线应接入各系统共用的综合接

地系统，综合接地系统接地电阻值应≤1欧。

三、通信、信号设备用房安全性

良好的机房环境是通信、信号系统正常运行的重要保证。合理有效地充分利用通信机房，提高通信、

信号网络安全防护水平，对于设备的运行维护、快速

处理设备故障、降低成本等具有十分重要的意义。

设备用房可能存在的缺陷有：（1）机房环境不符合或者达不到要求，可能存在粉尘、潮湿、静电、火灾

和震动等危害。（2）安全配套设施跟不上通信建设扩

容或超负荷运行的要求。（3）人为因素造成损害，如

维护不良、操作不当和人为破坏等。

针对可能存在的安全问题，应采取的安全技术措施主要有：（1）设备用房的位置安排，应做到经济合

理、运转安全，并考虑满足线路远期扩展的需要，预留适当的运营间隔，以备设备增加、更新倒换等。（2）在机房装修、安全设施配置等方面，应满足设备及各种元器件的防尘、防潮、隔音、防火、防震和防静电等要求。特别是应设置通风空调系统，在区间阻塞和火灾时与事故风机联合运行，保证区间事故通风要求。（3）设置火灾报警探测器和气体自动灭火装置。（4）加强对机房环境的维护管理。

四、结束语

城市地铁工程具有周期长、技术复杂、不可预见风险因素多和对社会环境影响大等特点，属于高风险工程。只有进行科学的规划、设计和施工，构建通信、信号系统的本质安全，加强通信、信号系统日常管理，并建立突发事件的应急救援体系，才能减少甚至杜绝城市地铁工程安全事故的发生，降低事故灾害造成的危害和损失，确保城市地铁的可持续发展。（编辑/陈志华

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地铁信号系统转辙机的选型及分析

地铁信号系统转辙机的选型及分析 发表时间：2016-08-22T10:23:49.183Z 来源：《低碳地产》2015年第15期作者：梁明治 [导读] 城市地铁具有着车站配线复杂、行车密度大以及运行间隔短等特征。 梁明治 南京地铁运营有限责任公司江苏南京 210012 【摘要】转辙机是地铁信号系统的重要基础设备，本文对信号系统转辙机的选型进行了一定的研究与分析。 【关键词】地铁信号；转辙机；选型 1 引言 城市地铁具有着车站配线复杂、行车密度大以及运行间隔短等特征，信号系统设备是保证地铁行车安全、提高运营效率的主要技术装备。转辙机是信号系统的重要基础设备，是实现道岔转换改变列车进路方向完成线路两端折返的关键设备。转辙机工作状态的好坏直接影响道岔能否正常转换，影响地铁行车的安全和效率。为了能够在确保行车安全的同时提高运营效率提升服务质量，就需要我们能够做好转辙机的选择。 2 转辙机的分类 2.1按动作能源和传动方式分类，转辙机可分为电动转辙机、电动液压转辙机和电空转辙机。 电动转辙机由电动机提供动力，采取机械传动的方式，是我国铁路及城市地铁普遍采用的机型，包括ZD6系列、ZD（J）9（包含ZD9和ZDJ9两种型号）系列和S700K型电动转辙机。 电动液压转辙机简称电液转辙机，由电动机提供动力，采用液力传动的方式，ZY（J）系列转辙机即为电液转辙机。 电空转辙机由压缩空气作为动力，由电磁换向阀控制，ZK系列转辙机即为电空转辙机，主要用于铁路驼峰调车场。 2.2按供电电源种类，转辙机可分为直流转辙机和交流转辙机 直流转辙机采用直流电动机，工作电源是直流电。ZD6、ZD9系列电动机转辙机就是直流转辙机，由直流220V供电。 交流转辙机采用三相交流电源或单相交流电源，由三相异步电动机或单相异步电动机（现大多采用三相异步电动机）作为动力。ZDJ9和S700K型电动转辙机为交流转辙机。 2.3按锁闭道岔的方式，转辙机可分为内锁闭转辙机和外锁闭转辙机 内锁闭转辙机依靠转辙机内部的锁闭装置锁闭道岔尖轨，是间接锁闭的方式。ZD6系列等大多数转辙机均采用内锁闭方式。 外锁闭转辙机虽然内部也有锁闭装置，但主要依靠转辙机外的外锁闭装置锁闭道岔，将密贴尖轨直接锁于基本轨，斥离尖轨锁于固定位置，是直接锁闭的方式。S700K型电动转辙机采用外锁闭方式。 3 不同类型转辙机的对比分析 3.1电动转辙机与电液转辙机 电动转辙机以电能为介质，电机驱动齿轮组经减速装置变旋转运动为直线运动带动传动装置实现道岔的转换。电动转辙机的机械传动结构较电液转辙机复杂，但具有工作稳定，受温度、环境影响较小的优点。 电液转辙机采用电机驱动、液压传动的方式来转换道岔。液压式转辙机取消了齿轮组和减速装置，简化了机械结构，将机械磨损减至最低程度，减少了维修工作量，适用于提速道岔。它具有无极调速、表面自行润滑以及调速范围大等特点。但以油为介质，存在空气渗透、液压油泄漏、受温度变化影响大、油质易受污染等缺点，而且电液转辙机尺寸较电动转辙机大。 3.2直流转辙机与交流转辙机 直流转辙机驱动电源为220V直流电，交流转辙机驱动电源主要为380V三相交流电。 直流转辙机采用直流电机，使用广泛，主要用于普速铁路，成本较低。但由于直流电机存在换向器和碳刷，电机工作产生金属碳粉如清理不及时会造成碳刷短路烧坏电机转子导致电机断相无法正常转换，因此电机故障率较高，使用寿命短，维修工作量大。 交流转辙机采用感应式交流电动机，不存在换向器和电刷，因此故障率低。特别是三相交流电动机，从根本上解决了原直流电动转辙机必须设置整流子而引起的故障率高、使用寿命短、维修工作量大的不足，而且相比较直流电而言，交流电传输过程中衰耗较小，单芯电缆控制距离远，可达2.5公里。 3.3内锁闭转辙机与外锁闭转辙机 内锁闭是在转辙机内部进行锁闭，由转辙机动作杆经外部杆件对道岔实现位置固定。内锁闭具有以下特点：（1）结构简单，便于日常维护保养，且转换比较平稳，属定力锁闭；（2）道岔尖轨为框架结构，反弹和抗劲较大，外部连接杆件受外力冲击如发生弯曲变形会使密贴尖轨与基本轨分离，严重威胁行车安全；（3）列车通过时，转辙机部件直接面对外力冲击易于受损，使用寿命短。 外锁闭不依靠转辙机内部的锁闭装置，而是依靠转辙机外部的锁闭装置直接把尖轨与基本轨夹紧并固定。外锁闭具有以下特点：（1）改变了传统的框架式结构，尖轨的反弹和抗劲大幅下降，转换阻力减小；（2）由于两根尖轨间无连接杆，密贴尖轨很难在外力作用下与基

轨道交通地铁信号系统设计技术要求规范-(信号系统)

轨道交通地铁防灾设计信号系统 ●一般要求 信号系统应采用成熟、先进的技术装备，满足近、远期列车不同行车间隔的运营要求。系统接口及相关协议应与一、二、三期工程信号系统完全兼容。 1.系统构成应经济合理、安全可靠、易于扩展、操作方便、维修简单，并具有较高的性能价格比。凡涉及行车安全的系统、设备必须满足故障——安全原则。 2.设备配置应有利于行车组织和运营管理，实现行车指挥的自动化和科学化，并应考虑和预留延伸线的接口条件。选用的设备、器材应适用于哈尔滨寒冷地区的自然环境。 3.系统设备在满足功能与安全的条件下，应优先选用国内产品，需要引进的系统设备，应具有较高的国产化率。 4.所有室外设备的选用必须满足设备限界的要求，地面线路的室外设备应采取必要的防雷措施。 5.道床漏泄电阻：整体道床2.0Ω·km；碎石道床1.0Ω·km。 6.正线区段系统采用综合接地，接地电阻不大于0.5Ω。 ●遵循的规范及标准 1.国家标准《地铁设计规范》GB50157-2013； 2.国家标准《城市轨道交通工程项目建设标准》（建标104-2008）； 3.铁道部标准《铁路信号设计规范》(TB10007-2006)； 4.铁道部标准《计算机联锁技术条件》（TB/T3027-2002）； 5.铁道部标准《铁路信号站内联锁设计规范》（TB10071－2000）； 6.铁道部标准《信号微机监测系统技术条件》(运基信号【2010】709号文)； 7.国家标准《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）； 8.国际无线咨询委员会标准（CCIR）；

9.国际电讯联盟（ITU-T）的有关建议； 10.国际电工学会标准（IEC）； 11.国际铁路联盟UIC规程； 12.国际电气与电子工程师学会标准（IEEE）； 13.ATC系统引进国相关标准； 14.《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）； 15.《地铁运营安全评价标准》（GB/T50438-2007）。 基本技术要求 1. 信号系统应由正线列车自动控制（ATC）系统和停车场信号改造设备组成。 (1)ATC系统包括列车自动防护（ATP）、列车自动运行（ATO）、列车自动监控（ATS）三个子系统和正线区段车站联锁设备。 (2)停车场信号设备将在二期工程既有设备上改造，结合停车线和咽喉区道岔的增加，对软、硬件进行局部修改及扩容。主要包括停车场联锁设备、ATS终端设备、车载信号动态试验设备和维修设备。 2. 正线列车运行通常由控制中心集中自动监控，必要时调度员可进行人工控制。特殊情况下，在办理必要的手续后或紧急情况下，可转为车站控制。 停车场列车运行由停车场控制室集中人工控制。有关列车信号机、股道状态信息，必须反映给控制中心。 3. 列车通过能力及始、终点站的折返能力，应与1号线全部工程相适应。 4. 正线区段应按双线双方向运行设计，对反向进路须有ATP防护功能。 5. 正线区段道岔处应设防护信号机，在线路尽头应设阻挡信号机，列车以车载信号为主体行车信号。 停车场应设调车信号机，列车以地面信号显示作为行车信号。 6. 正线区段应采用无绝缘轨道电路，渡线道岔区段和停车场可采

地铁CBTC信号系统

地铁CBTC信号系统 北京地铁通号公司赵炜 概述： 移动闭塞是基于通信技术的列车控制（简称CBTC）ATC系统是利用通信技术实现“车地通信”并实时地传递“列车定位”信息。系统通过建立车地之间连续、双向、高速的通信，使列车命令和状态可以在车辆和地面之间进行实时可靠的交换，并确定列车的准确位置及列车间的相对距离，保证列车的安全间隔。 地铁CBTC信号系统技术交流 北京地铁通号公司 总工 赵炜 2010年5月

地铁CBTC信号系统 地铁信号系统是地铁运输系统中，保证行车安全、提高区间和车站通过能力的手动控制、自动控制及远程控制技术的总称，是地铁行车调度依据行车计划或运力需求组织行车，并按一定的闭塞方式指挥列车安全、正点运行的重要设备系统，具有下达行车指令、办理列车进路、开放信号并指挥行车的基本功能。北京地铁信号系统随着核心技术的不断进步，其设备构成、主要功能均不断得到了完善和提高，尤其是列车运行控制方式和信号系统闭塞方式发生了根本性的变革。 ? 简介CBTC信号系统构成及原理 ? 目前面临的问题及对策 ? CBTC信号系统的优点 北京地铁2009年运营线路图

地铁CBTC信号系统列车自动控制系统 城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统： —列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS） —列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP） —列车自动运行系统（Automatic Train Operation，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 1.列车自动监控系统ATS 2.列车自动防护子系统ATP 3.列车自动运行系统ATO 列车自动控制系统构成图

城市轨道交通信号系统的安全性

城市轨道交通信号系统的安全性 摘 要 1. 简要介绍城市轨道交通信号系统 2. 简要分析影响信号系统安全性的因素（RAMS 3. 4. 简要分析信号系统与其他系统的相互影响 5. 总结(与第四点融合阐述) 引 言 , 因此,正1. 简要介绍城市轨道交通信号系统 信号系统包括信号设备、联锁设备、闭塞设备三部分（如图1-1所示）。轨道交通信号设备指挥列车运行；连锁设备保证轨道交通车站（包括车辆基地）列车运行的安全；闭塞设备则是保证区间列车运行安全的专门装置。 设备部分

其中信号基础设备包括： 其中联锁设备组成如图2-2所示 系统部分：列车自动控制系统（包括列车自动防护系统ATP，列车自动监控系统ATS，列车自动运行系统ATO）。 2.简要分析影响信号系统安全性的因素及解决安全问题采取的措施 总体来说，影响信号系统安全性的因素如图3-3所示： 详细及重点分析如下： 联锁设备 信号 信 号 道 岔 道 岔 进 路 进 路 图2-2 控制台及表示盘 信号系统RAMS 图3-3

设备部分 信号机：如图3.1-3.目前城市轨道交通采用的 信号机主要采用发光二极管半导体发光器件作为 光源。因此在选择发光二极管半导体发光器件时 应该考虑安全问题，除材料外还有窜光、灯丝断 裂、点灯冲击电流等安全隐患。 解决办法：选择材料器件时应该满足轨道交通RAMS 标准；而选择组合式色灯信号机或者透镜式色灯信号机能够有效避免窜光问题；LED 色灯信号机可以消除灯丝突然断丝和点灯冲击电流等问题。信号机电灯电路是安全电路，设计电路时既要考虑断线保护，又要考虑混线防护。信号机电灯电路断线即要灭灯；信号机电灯电路要具有灯丝报警电路。 继电器: 如图3.2-3.它在电路中起着自动调节、安 全保护、转换电路等作用。信号继电器室组成信号系 统的基本器材，必须符合“故障—安全”准则（即当 设备、器材、元件发生故障时，其后果必须是导向安 全侧），除此之外还有在继电器所处的环境温度下，对于所承受的电流来说如散热不良，会损坏输出半导体器件；由于交变的dv/dt 问题，会有半周波动等。 解决方法：当控制信号机开关的灯丝继电器故障时，一定只能导致信号机点红灯，强制停车；散热不良时应使用较大的或 更有效的散热片；有半周波动时采用缓冲器是有 帮助的。 图3.1-3 图3.2-3

地铁信号系统的现状及发展趋势

地铁信号系统的现状及发展趋势Nowadays Situation and Development Tendency of Mass Transit Signaling System 南京电子技术研究所三思实业公司　(南京210013) 蔡爱华　季锦章 【摘要】　分析了地铁信号系统的现状,其中着重论述了列车自动控制、自动驾驶、自动防护和自动监督方面的情况。在发展趋势部分,文章指出利用通信、计算机、自动控制及数字信号处理等技术的最新成果开发出来的先进列车自动控制系统必将得到越来越广泛的应用。 关键词:列车自动控制,列车自动驾驶,列车自动防护,列车自动监督,联锁 【Abstract】　T his paper analyzed the now adays situation of mass transit signaling sy stem w ith emphasis on AT C,ATO,AT P and AT S.In the part of development tendency of mass transit sig naling system,the article pointed out w hat the advanced autom atic train contro l sy stem w ith the new technolog y o f comm unication, co mputer,automation and dig ital signal pr ocessing(DSP)w ill be used ex tensiv ely. Key words:　automatic train control(ATC), automatic train operation(ATO),automatic train protection(ATP),automatic train supervision (ATS),interlocking 1　引言 地铁信号系统,已从早期的固定闭塞发展到了准移动闭塞,正在向移动闭塞方向发展。目前普遍使用的是基于数字轨道电路的准移动闭塞系统,数字轨道电路是列车自动控制(AT C)的基础。 世界上大多数新建的地铁系统都或多或少地配置了先进的列车自动控制(AAT C)设备,以保证列车运行的安全性以及操作的方便性和灵活性。AT C系统由ATP(列车自动防护)、ATO(列车自动驾驶)、AT S(列车自动监督)三个子系统组成。AT P是ATC系统最重要的部分,ATP根据故障-安全原则,执行列车间安全间距的监控、列车的超速防护、安全开关门的监督和进路的安全监控等功能,确保列车和乘客的安全。ATO主要执行站间自动运行、列车在车站的定点停车、在终点的自动折返等功能。AT S的主要作用是监督列车状态、产生列车时刻表、自动调整列车运行时刻和保证列车按时刻表正点运行。 目前的AT C系统基本上能满足当前客运量对行车安全、行车密度等的要求,但这种AT C系统所含设备的品种多、设备量大、接口关系复杂,在安全性、可靠性等方面尚有需完善的空间,随着科学技术的进步,它必将发展成为更先进、更可靠、服务性能更佳、 智能化程度更高的系统。 图1　典型的AT C系统框图 2　目前普遍使用的ATC系统 早期地铁信号系统以音频轨道电路为基础,但音频轨道电路由于信息量、可靠性、抗干扰等性能不能满足高密度行车的要求,故逐渐被报文式数字轨道电路取代,目前应用得最多的地铁信号系统是基于数字轨道电路的AT C系统。 ? 1 ?

地铁CBTC信号系统原理及分类

地铁CBTC信号系统原理及分类 移动闭塞是基于通信技术的列车控制（简称CBTC—Communication Based Train Control）ATC系统，该系统不依靠轨道电路向列控车载设备传递信息，而是利用通信技术实现“车地通信”并实时地传递“列车定位”信息。通过车载设备、轨旁通信设备实现列车与车站或控制中心之间的信息交换，完成速度控制。系统通过建立车地之间连续、双向、高速的通信，使列车命令和状态可以在车辆和地面之间进行实时可靠的交换，并确定列车的准确位置及列车间的相对距离，保证列车的安全间隔。 移动闭塞技术是通过车载设备和轨旁设备不间断的双向通信来实现。列车不间断向控制中心传输其标识、位置、方向和速度等信息，控制中心可以根据列车实时的速度和位置动态计算列车的最大制动距离。列车的长度加上这一最大制动距离并在列车后方加上一定的防护距离，便组成了一个与列车同步移动的虚拟分区。由于保证了列车前后的安全距离，两个相邻的移动闭塞分区就能以很小的间隔同时前进,这使列车能以较高的速度和较小的间隔运行，从而提高运营效率。 1.基于基于交叉感应环线技术 2.基于无线电台通信技术 3.基于漏泄电缆无线传输技术 4.基于裂缝波导管无线传输技术 1.基于基于交叉感应环线技术 以敷设在钢轨间的交叉感应环线作为传输媒介的CBTC系统，在城市轨道交通中已经应用了较长时间。交叉感应环线的缺点在于，安装在钢轨中间，安装困难且不方便工务部门对钢轨的日常维修，车－地通信的速率低。但由于环线具有成熟的使用经验，使用寿命长以及投资少等优点，目前仍继续得到应用。 2.基于无线电台通信技术 随着无线通信技术的发展，基于自由空间传输的无线传输技术的在CBTC 系统中得到了应用。无线的频点一般采用共用的2.4GHz或5.8GHz频段，采用接入点（AP）天线作为和列车进行通信的手段。AP的设置保证区间的无线重叠覆盖。自由空间传输的无线具有自由空间转播，对于车载通信设备的安装位置限制少；传输速率高；实现空间的重叠覆盖，单个接入设备故障不影响系统的正常工作；轨旁设备少，安装与钢轨无关，方便安装及维护的特点。 基于无线电台通信传输方式CBTC系统，已经在北京地铁10号线成功应用。 3.基于漏泄电缆无线传输技术 Alstom的CBTC系统在需要的时候也可采用漏泄电缆传输方式，而新研发的系统采用的不多。漏泄电缆方式特点是场强覆盖较好、可控，抗干扰能力强。

地铁信号系统设备安装

地铁信号系统设备安装

目录 第一章 CBTC移动闭塞系统 .............................. 错误！未定义书签。 第一节 CBTC移动闭塞系统概述..................... 错误！未定义书签。 1. 基于通信的列车控制（CBTC）系统......... 错误！未定义书签。 2. 移动闭塞............................... 错误！未定义书签。 3. CBTC移动闭塞系统 ...................... 错误！未定义书签。 4. 系统设备组成........................... 错误！未定义书签。 第二节基无线的CBTC系统组成 .................... 错误！未定义书签。 1. 西门子的无线CBTC系统.................. 错误！未定义书签。 2. 泰雷兹的无线CBTC系统.................. 错误！未定义书签。 3. 阿尔斯通的无线CBTC系统................ 错误！未定义书签。第二章施工准备.. (2) 第一节项目前期准备 (2) 第二节施工安装前期准备 (3) 第三章信号系统设备施工工序流程和标准工艺 (4) 第一节电源屏和UPS电源安装 (4) 1. 工序流程 (4) 2. 施工工艺 (4) 第二节 CTF和FID安装 (6) 1. 工序流程 (6) 2. 施工工艺 (6) 第三节机架机柜安装 (8) 1. 工序流程 (8) 2. 施工工艺 (8) 第四节信号电缆敷设 (12) 1. 工序流程 (12) 2. 施工工艺 (12) 第五节电缆接续施工 (HGM型免维护电缆接续盒) (14) 1. 工序流程 (14) 2. 施工工艺 (14) 第六节信号机安装 (16) 1. 工序流程 (16) 2. 施工工艺 (16) 第七节转辙装置安装 (20) 1. 工序流程 (20) 2. 施工工艺 (20) 第八节环线支架安装和环线调整 (22) 1. 工序流程 (22) 2. 施工工艺 (22) 第九节站台紧急停车按钮安装 (24) 1. 工序流程 (24)

简析地铁信号系统的施工技术要点与调试

简析地铁信号系统的施工技术要点与调试 发表时间：2019-02-21T10:43:53.470Z 来源：《防护工程》2018年第32期作者：李雪枝[导读] 对设备做统一的施工验收和调试管理是非常有必要的，会对相关标准做以补充和完善，使得轨道交通可以更加规范化。成都地铁运营有限公司四川成都 610000 摘要：地铁是现代人工作、生活中重要的交通工具，地铁信号系统的施工质量与地铁的运行效率和运行安全性息息相关。对地铁工程而言，地铁信号系统的施工质量很大程度决定了地铁的运行效率和地铁运行的安全性，同时也对城市地铁线网的顺利运行产生不可忽视的影响。基于此，相关部门必须不断提升地铁信号系统的建设水平，多应用先进的施工技术和施工设备，最大限度地提升地铁信号系统的安全性和准确性，如此才能够优化地铁信号系统的施工质量，进而使之为我国铁路事业的发展注入源源不竭的动力。 关键词：地铁；信号系统；施工技术要点；调试 1地铁信号系统 地铁的正常运行需要依赖地铁信号系统进行综合控制与管理，地铁的每日运输乘客数量巨大，人员流动性也较大，所以只有保证地铁运行的安全稳定，才能保障地铁乘客的生命与财产安全。我国的地铁信号系统已经经历了多个更新换代阶段，同时地铁的客流量与列车的运行速度也在不断增加，所以如果不及时进行信号系统的更新升级，就很难支持地铁安全高效的运行。如果将整个地铁比作为一个有机体，信号系统则等同于中枢神经控制系统，对地铁的行车产生直接的影响，所以需要重视并保障各个子系统的安全性能。信号系统不仅仅在地铁系统中发挥重要影响，同时也在其他轨道交通运输领域起到重要作用。 2地铁信号系统的施工技术要点与调试 某地铁一号线的一期工程中信号系统按子系统可分为：停车场（车辆段）信号子系统；正线ATC系统；培训子系统；试车线信号子系统；电源子系统和维护监测子系统。按地域可分为：车站及轨旁设备；控制中心设备；试车线设备；车载设备；培训中心设备；维修中心设备和停车场（车辆段）信号设备。停车场（车辆段）所采用的是相对独立的计算机联锁系统，配备有微机监控设备。最主要的工作是：对正线车站和区间的运营控制中心、外正线的信号系统设备、车辆段与正线有关的所有室内进行安装；对停车场（车辆段）连锁信号的所有室内以及外信号设备进行安装；安装车载信号的有关设备；信号系统和综合监控、屏蔽门以及通信系统的接口安装；对国铁联络线的接口进行安装；对运营控制中心里信号系统和二、三号线的信号系统施工接口的安装；全部线缆的测试、敷设、成端、配线和接续；各种槽、沟、洞和管的预埋和预留；和相关专业进行安装配合；定期提交各阶段的施工计划和进度报告等。 2.1地铁信号系统的室外设备施工技术要点 （1）电缆线路施工。在地铁信号系统中，电缆线路发挥着巨大的作用。电缆线路施工内容包括电缆敷设、电缆支架施工、扁钢施工等。电缆架设共有五层，负责信号的是下三层电缆，负责通信的是上两层电缆。隧道区间内使用矩形、弧形架设方式，站内使用矩形架设方式。在施工过程中，不仅要严格按照相对应的施工要求和施工标准落实施工，以保证电缆线路施工质量，而且要在施工过程中即时测量与架设相关的数据，以保证施工与实际相符。（2）转辙施工。转由于转辙部分的施工会受地铁空间的限制，在配合工务施工时关键的就是打眼和放置长基础角钢，在进行工务制作整个道床时要对转辙机所预留的尺寸和基坑进行核实，长角钢要使用先放后打眼的方法。另外，将发车表示器安装到每个站台上，各两个，其支架是特制的。（3）安装轨道设备。对地铁信号系统而言，轨道设备安装施工是施工中的一个重点，设备安装的质量直接影响地铁信号系统的质量。因此，安装钢轨部分时，要确保轨底紧固于轨腰；在遭遇水沟时，要使用钢管对相应的设备进行防护。（4）停车应急按钮和发车表示器的安装。在进行工务整体道床施工时，要对敷设钢管的位置和长度进行核实。每个站台需安装4个停车应急按钮以及4个发车表示器。在安装时位置的选择很重要。停车应急按钮，其安装位置应选在站台的楼梯口的墙壁上（具体是指，上下行线的站台）。发车表示器，其安装位置应选在站台上，所用的支架都是特制的。（5）确定均回流线位置。对地铁信号系统而言，工作电流、回流电流相对较大，所以在进行施工时，尽可能的采取较为有效的安装方式，以有效的缩短两者之间的安装距离。 2.2地铁信号系统的室内设备施工技术要点 （1）定测时要和接触网进行专业联系，测出接触网坠拓的具体位置，要使用特殊的支架，否则会发生坠拓的现象；制作弧形支架时要测量隧道内的弧度，使产品与实际相符；定测电缆的长度时，要注意地铁和国铁的差别，避免造成电缆浪费。（2）运输系统能否正常运行取决于在轨道的施工技术水平的高低。最初用来检测列车位置的检测设备是轨道电路。轨道电路可以依据列车的不同位置选用不同的检测系统并且可以控制列车的密度。在施工时，列车、环线以及轨道电路的位置要进行具体的确定，在计轴设备上打眼后，可具体实施在钢轨上，要是辅轨专业的长度也确定好了，就可以具体施工。（3）站台内安装的应急停车按钮和发车表示器一般都安装在站台的柱子上或者楼梯口的墙壁上，以有效提高使用的便捷性。（4）信号机的安装除了要满足地铁信号机构的施工要求之外，还需要考虑实际的施工环境。信号机安装有两处位置，一处位于分隧道内，另一处位于站台或是站内两侧墙壁。为保证信号机使用效果，信号机需安装于行车方向的右侧。为了降低外界对信号机的影响，还需要将确定好的位置记录下来。在安装无线设备的过程中：①做好定测的工作，保证设备间的距离合适。②在安装时，其安装位置可依据现场环境确定。③控制施工成本在合理的范围内。 2.3地铁信号系统的调试 完成了地铁信号系统相关设备的安装后，需要对完成安装的设备进行联机调试，确保安装效果及设备安装的可靠性。地铁信号系统安装后的调试需要按照：信号联锁调试-静态调试-动态调试，先局部后整体的调试顺序来完成对于地铁信号系统的调试。在地铁信号系统调试的室内模拟试验调试时，做好对于分线盘上制作轨道、信号机、道岔假条件作为室内模拟试验。在对地铁信号系统设备进行室外设备局部调试时，对于轨道电路需要调整计轴设备的技术参数，使得轨道能够正常工作，将信号机从分线盘上与外界断开，并对每个灯位送电，测试灯丝报警。在对道岔进行局部调试时需要在室内模拟试验完毕后进行，通过室内来对道岔进行单独操作，测试道岔的反应是否正常。并做好对于紧急停止信号的调试，测试其工作是否正常。完成了对于地铁信号系统设备的局部调试后，需要对地铁信号系统进行系统调试，通过办理进路，查看地铁信号系统中所显示的信号、道岔位置是否正常。在进行地铁信号系统中的动车调试时，将车载软件装入列车中，对于列车在运行的过程中注意检测车地通信是否正常，同时还需要注意检查轨旁设备是否能够正常工作，并在动车调试时注意检测系统中所设置的各项技术参数是否正常，以此来达到动车调试的目的。

浅谈城市轨道交通信号系统工程设计

浅谈城市轨道交通信号系统工程设计

摘要:城市交通运输是影响和制约城市发展的重要因素，轨道交通信号系统是保障运输安全，提高运营效益的重要工具。本文结合城市轨道交通信号系统的发展趋势，以基于通信的移动闭塞制式实际工程设计当中所遇到的实际情况对目前城市轨道交通信号系统的闭塞制式比较，系统构成等进行分析。 关键词:城市轨道;信号系统;工程设计;CBTC 1 引言 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。城市轨道交通信号工程造价高,高科技内容含量高,涉及到通信技术、计算机技术、网络技术和远程控制技术等。从事这一领域的企业,要求企业的拥有较高的技术水平和自主创新能力。 2 城市轨道交通信号系统方案 一般城市轨道交通线路在城市交通疏解任务中担当非常重要的角色，为满足以上要求，地铁信号系统应采用完整的、先进的、高效的列车控制系统。 (1)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。 (2)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。

a)闭塞方式分析 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。 1.基于目标距离模式的准移动闭塞ATC系统 目标距离模式一般采用音频数字无绝缘轨道电路，具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。列车车载设备根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，对列车追踪运行以及折返作业进行连续的速度监督，实现超速防护，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传输信息量大，可向车载设备提供目标速度、目标距离（指从占用音频轨道电路始端至停车点的距离）、线路状态（坡道、弯道数据等），使ATP车载设备结合固定的车辆性能数据计算出适合于本列车运行的模式速度曲线。 2.移动闭塞系统（CBTC） 基于通信的移动闭塞列车控制系统技术先进，是列车控制技术的发展方向，代表了国际ATC的先进水平。 ★ 独立于轨道电路的高精度列车定位； ★ 连续、大容量的车－地双向数据通信； ★ 车载和轨旁的处理器执行安全功能。 CBTC系统采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实现车-地、地-车间双向数据通信。轨旁ATP设备根据列车的位置信息和进路情况计算出每一列车的移动权限，并动态更新，通过连续车地通信设备发送给列车。车载设备根据接收到的移动授