城市轨道信号系统.ppt

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(METROCHINA2011)”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？,