武漢地鐵1號線信號系統(tǒng)概述(ppt)

武漢地鐵1號線

信號系統(tǒng)概述課程內容信號系統(tǒng)簡介1管理層SMC設備2操作層VCC設備3執(zhí)行層設備4車場、車輛段接口52信號系統(tǒng)簡介信號系統(tǒng)概述武漢地鐵1號線正線信號系統(tǒng)引進了泰雷茲公司（原ALCATEL加拿大運輸自動化公司）基于交叉感應電纜環(huán)線通信的移動閉塞信號系統(tǒng)（SeltracS40），它是CBTC

（CommunicationBasedTrainControlSystem，基于通信的列車自動控制系統(tǒng)）的一個應用實例，最早應用于加拿大的SkyTrain。該系統(tǒng)主要分為：管理層：SMC設備操作層：VCC設備執(zhí)行層：STC、VOBC、道岔、信號機及通信環(huán)線等3ATC系統(tǒng)層次圖系統(tǒng)管理中心（SMC）車輛控制中心（VCC）車站控制器（STC）車載控制器（VOBC）管理層操作層執(zhí)行層感應環(huán)線（LOOP）道岔、信號機4SMC的功能系統(tǒng)管理中心（SMC，SystemManagementCentre）提供列車自動監(jiān)督（ATS）功能，對列車自動控制系統(tǒng)ATC進行全面的協調管理，能連續(xù)地監(jiān)視列車運行狀態(tài)獲取信號系統(tǒng)信息并進行圖形化顯示，提供報警信息。SMC還向站臺旅客向導系統(tǒng)PPG提供列車服務信息，以便通知車站上的乘客；現地SMC工作站在授權后也可以進行運營控制，比如扣車、現地模式時操作道岔、為線路重新復位計軸閉塞分區(qū)ACB?，F地SMC工作站還向站臺發(fā)車指示器提供距離發(fā)車還有多少時間的信息。SMC提供下列各項功能從服務隊列中增加或刪除列車分配列車進路對道岔位置進行正確設定在系統(tǒng)中調整列車運行監(jiān)督列車運行狀況VCC終端輸出顯示與外部系統(tǒng)的數據交換SMC發(fā)給VCC的命令有：進路辦理請求、計劃的速率、臨時限速、車站開放/關閉等等。反之，SMC從VCC接收運行狀態(tài)，如列車位置、設備狀態(tài)。SMC的功能是非安全的?。?！5SMC的設備構成在控制中心，SMC的主要設備有：局域網絡設備、運行圖調整服務器SRS、系統(tǒng)數據記錄服務器Datalogger、系統(tǒng)維護工作站、通信傳輸單元、調度長工作站、調度員工作站、運行圖編輯工作站、仿真模擬系統(tǒng)、投影模擬顯示屏系統(tǒng)、運行圖打印設備等。6SMC部分設備外觀SMC工作站界面：7SMC部分圖標說明非控制區(qū)域SMC工作站控制

中央控制(調度員)現地控制(車站控制)（黃色）(綠色)(藍色)(灰色)早點列車準點列車晚點列車(綠色)(黑色)(紅色)8VCC的功能車輛控制中心（VCC，VehicleControlCentre）提供列車自動防護（ATP）和列車自動運行（ATO）功能，VCC負責計算列車的安全間隔和移動限制。列車移動與列車辦理進路所要求的道岔位置進行聯鎖。這些功能通過報文發(fā)給VOBC和STC的命令來完成。VCC從SMC接收排路和服務運營命令，然后向SMC提供服務和設備的狀態(tài)。VCC計算每列車的目標點并相應地向VOBC發(fā)送指令。VCC還定期從VOBC和STC取得狀態(tài)報告（主要是列車位置和道岔位置）。VCC根據實時信息給控制區(qū)域內的每列列車發(fā)布命令報文最新的列車速度和位置信息運行方向最新確認的前行列車的位置軌旁設備的狀態(tài)列車前方未鎖閉或未占用的道岔列車限速和停站、VCC的功能是安全的?。?！9VCC的設備構成VCC的物理組成如下：VCC中央計算機架;VCCI/O機架;VCC數據通信（DT）架;VCC調度員終端（CCOT）;中央緊急停車按紐（CESB）儀表盤。VCC中央計算機系統(tǒng)由3個互相連結的中央處理單元（CPU）組成。每個CPU接收來自列車及現場設備的相同輸入報文。在確認輸入報文有效后，每個CPU產生相應的指令報文。原則是3取2，即在至少2個CPU的運算結果一致時執(zhí)行操作。10VCC中央計算機架外觀VCC中央計算機架是重要的子系統(tǒng)提供列車安全距離控制車輛運行和路徑設定是位于中央的計算機房間的柜裝儀器3個CPU處理器，分別實時獲取列車數據進行計算，運算結果至少2個CPU相符時才會執(zhí)行操作命令。11CCOT界面CCOT是調度員操作VCC的控制終端，通過輸入相應的VCC命令來完成對列車、道岔等設備的安全控制。12STC的功能車站控制器（STC，StationController）是ATC系統(tǒng)的安全型軌旁子系統(tǒng)，提供軌旁設備的控制功能，從道岔和信號機采集狀態(tài)信息并把它們轉發(fā)給VCC及現地SMC工作站。它還根據VCC或現地SMC工作站的命令來轉動道岔，STC根據運營模式（ATC自動控制模式或后退模式）的需要來控制信號機。為車輛控制中心VCC提供聯鎖邏輯信息、控制道岔轉動、控制地面信號機信號開/閉、計軸區(qū)段的信息傳遞、控制站臺緊急停車按鈕等其它軌旁設備。13感應環(huán)線的功能感應環(huán)線電纜敷設于軌道之間，每25米交叉一次。車載VOBC在其經過每個交叉時檢測到信號相位的變化，并以此來進行其定位計算，列車位置的最小精度為1個交叉的1/4，即6.25米。通信環(huán)線（LOOP）提供雙向通信和列車定位功能。感應環(huán)線數據通信系統(tǒng)是VCC和車載控制器VOBC之間交換信息的媒介。14感應環(huán)線的設備構成感應環(huán)線通信系統(tǒng)由以下設備組成：饋電設備（FID，Feed-InDevice）；入口饋電設備（EFID，EntryFeed-InDevice）；遠端環(huán)線盒（遠程終端盒和遠程饋電盒）；感應環(huán)線電纜和支架。15感應環(huán)線部分設備外觀感應環(huán)線每25M一個交叉，安裝于軌旁，最長不超過3.2KM。饋電設備FID編解碼VOBC對VCC數據電文并監(jiān)督感應環(huán)線的完整性（監(jiān)聽9kHz環(huán)線完整性信號），安裝于信號設備房。16VOBC的功能車載控制器（VOBC，VehicleOn-BoardController）通過通信環(huán)線與VCC通信,控制列車實現ATP及ATO功能。每列列車配備2個車載控制器VOBC（熱備冗余配置），當其中1個出現故障時自動切換到冗余的備用VOBC上繼續(xù)進行列車控制，若2個均發(fā)生故障將對列車實施緊急制動確保安全。

通過控制列車的牽引和制動系統(tǒng)來控制列車運行。把列車位置、速度、運行方向和設備狀態(tài)數據傳送給VCC。當停車到站時控制列車門開閉。通過轉速計和加速度計來測量列車速度。從VCC接收旅客向導信息并將其轉發(fā)給車載旅客向導系統(tǒng)（列車廣播、到站信息等）。與車載列車管理系統(tǒng)TMS（TrainManagementSystem）交換健康狀態(tài)和性能數據信息。在列車司機操作面板TOD上顯示列車運營狀態(tài)（如實際速度、最高限速等）以及報警信息來指導司機。17

VCC和VOBC間的通信VCCVOBC通信流程圖VCC和VOBC間通過感應環(huán)線通信命令報文運行方向最大速度目標點車門指令制動曲線回應報文運行方向位置速度系統(tǒng)狀態(tài)36kHz信號56kHz信號18其他軌旁設備正線采用9號道岔在ATC模式下，道岔是分動的，即每1副道岔單獨動作在后退模式下，道岔是聯動的，一條渡線上的2副道岔同時動作正線信號機采用4色燈信號機在ATC模式下顯示藍燈，與列車運行無聯鎖關系，僅有指示作用在后退模式下顯示紅、綠、黃等色燈信號，與計軸區(qū)段、列車位置、道岔位置均有聯鎖關系19車場、車輛段接口車場位于崇仁路與硚口路區(qū)間，車場西口與正線交界處設有轉換區(qū)（軌）車輛段位于古田一路與竹葉海區(qū)間，車輛段出段線、入段線分別設有2處轉換區(qū)（軌）列車由車場、車輛段進入正線運行，或由正線退回車場、車輛段均須經過轉換區(qū)（軌），并在轉換區(qū)（軌）內停車完成正線與車場、車輛段信號系統(tǒng)的轉換20列車投入車場、車輛段內列車進入正線時的列車投入：車場、車輛段轉換軌正線人工車開啟VOBC駛入轉換軌停穩(wěn)請求自動駕駛模式系統(tǒng)開始自檢列車通過自檢信號系統(tǒng)給出速度碼、目標點駛入正線運行21列車退出正線列車返回車場、車輛段時的列車退出：正線轉換軌車場、車輛段自動車駛入轉換軌停穩(wěn)請求變更為人工駕駛關閉VOBC列車轉為人工模式車場、車輛段開放入庫信號駛入車場、車輛段庫內注意：車場必須先開放入庫信號，使轉換軌防護進路取消，方能使自動列車正常駛入轉換軌；車輛段無需開放接車信號，自動列車亦能正常駛入轉換軌。22謝謝!附錄1移動閉塞（MovingBlock）在移動閉塞系統(tǒng)中，與前一列車之間的安全間隔是根據列車當前運行速度、制動曲線以及列車在線路上的位置而動態(tài)計算出來的。由于列車位置定位精度高，因此后續(xù)列車可以在該線路區(qū)段最大允許速度安全地接近前一列車最后一次確認的尾部位置，并與之保持安全制動距離。移動閉塞安全列車間隔原理詳細解釋見下圖：返回24附錄2CBTC：該系統(tǒng)不依賴傳統(tǒng)的軌道電路向列車車載控制設備傳遞信息，而是利用通信技術實現“車地通信”并實時傳遞“列車定位”信息。通過車載設備、軌旁通信設備實現列車與車站或控制中心之間的信息交換，完成速度控制。系統(tǒng)通過建立車地之間連續(xù)、雙向、高速的通信，使列車命令和狀態(tài)可以在車輛和地面之間進行實時可靠的交換，并確定列車的準確位置及列車間的相對距離，保證列車的安全間隔。實現方式有：基于交叉感應環(huán)線技術基于無線電臺通信技術基于泄漏電纜無線傳輸技術基于裂縫波導管無線傳輸技術返回25附錄3列車自動防護系統(tǒng)ATP包含了ATC系統(tǒng)中的安全功能，并負責列車安全運行。ATP系統(tǒng)將防止列車敵對移動造成的沖突。ATP系統(tǒng)將防止道岔錯誤轉動/設置而造成的沖突。ATP系統(tǒng)將防止因車門意外打開、列車倒溜而造成的乘客傷害。ATP系統(tǒng)將防止因列車超過線路限速或指令速度而造成對線路的損害。ATP系統(tǒng)通過車地雙向通信系統(tǒng)連續(xù)不斷地監(jiān)督列車在整個系統(tǒng)中的位置。ATP系統(tǒng)根據所需的最短安全停車距離來提供安全列車間隔。安全距離根據線路限速、車輛和ATC特性進行計算。ATP系統(tǒng)提供道岔聯鎖以確保當列車通過道岔時，該道岔不會轉動；且只有當確認道岔已排列好并鎖閉在正確位置時，列車才可以進入該道岔區(qū)段；ATP系統(tǒng)提供排列、鎖閉進路并監(jiān)督列車在進路匯合或分歧處運行。ATP系統(tǒng)按照安全行車和線路限速要求對列車限速。ATP系統(tǒng)監(jiān)督整個系統(tǒng)內的列車運行方向。ATP系統(tǒng)監(jiān)督列車倒溜；ATP系統(tǒng)檢測列車運行方向中的障礙物；ATP系統(tǒng)提供車門控制安全聯鎖；ATP系統(tǒng)對中央和站臺緊急停車按鈕監(jiān)督；和ATP系統(tǒng)檢測列車完整性并監(jiān)督列車線。

返回26附錄4列車自動運行系統(tǒng)ATO列車自動運行系統(tǒng)（ATO）功能包括ATC系統(tǒng)中諸如速度調整、按計劃停站和門控制等功能。ATO指令總是從屬于ATP監(jiān)控功能。ATP功能施加的限制范圍內調整列車速度，并在保證乘客舒適度的前提下運行列車；計劃停站包括開/關門；車