城市軌道交通車輛運行控制 課件匯 臧利國 第4-10章 列車運行控制的技術(shù)與方法-非正常情況下列車運行

第三章列車運行控制的技術(shù)與方法主要內(nèi)容：3.1測速技術(shù)3.2

列車定位技術(shù)3.3無線通信技術(shù)3.4閉塞方式1.列車測速與列車定位1）列車測速目前存在多種列車測速方式，根據(jù)速度信息獲取的來源，我們可以把測速方式分成兩大類，一類是利用輪軸旋轉(zhuǎn)信息獲取列車速度的測速方法，另一類是利用無線方式直接檢測列車的速度的測速方法。

3.1測速技術(shù)

（1）輪軸旋轉(zhuǎn)測速方法

測速電機方式：包括一個齒輪和兩組帶有永久磁鐵的線圈。齒輪固定在機車輪軸上，隨車輪轉(zhuǎn)動。線圈固定在軸箱上。輪軸轉(zhuǎn)動，帶動齒輪切割磁力線，在線圈上產(chǎn)生感生電動勢，其頻率與列車速度（齒輪的轉(zhuǎn)速）成正比。這樣列車的速度信息就包含在感應(yīng)電動勢的頻率特征里。經(jīng)過頻率—電壓變化后，把列車實際運行的速度變換為電壓值，通過測量電壓的幅度得到速度值。3.1測速技術(shù)3.1測速技術(shù)

城市軌道交通中的列車速度信息在ATC系統(tǒng)中具有重要的地位。對列車的控制需要檢測列車的速度，并由即時速度測算出列車位置，將這些信息匯集到控制中心?？刂浦行母鶕?jù)線路上的列車流量的情況，生成對車流中各列車和地面設(shè)備的控制命令。

一、測速的作用測速的作用

地面設(shè)備接收到控制命令后完成相應(yīng)操作。列車根據(jù)控制命令，結(jié)合列車的速度信息、位置信息、線路地理及列車狀況等信息，對列車上的各種設(shè)備進行具體的控制。由此可見，幾乎所有ATC功能的實現(xiàn)都需要列車的速度信息的支撐。2、常用測速方法

常用的測速方法有以下幾種：測速發(fā)電機脈沖速度傳感器多普勒雷達測速發(fā)電機工作原理

測速發(fā)電機是速度信號電機的代表，其工作原理實質(zhì)上是一種將轉(zhuǎn)速變換為電信號的電磁元件，其輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比。從工作原理上講，它屬于“發(fā)電機”的范疇。測速發(fā)電機工作原理

輸出電動勢與轉(zhuǎn)速成比例的微型電機。測速發(fā)電機的繞組和磁路經(jīng)精確設(shè)計，其輸出電動勢E和轉(zhuǎn)速n成線性關(guān)系，即E＝kn，其中k是常數(shù)。改變旋轉(zhuǎn)方向時輸出電動勢的極性即相應(yīng)改變。當(dāng)被測機構(gòu)與測速發(fā)電機同軸聯(lián)接時，只要檢測出輸出電動勢，即能獲得被測機構(gòu)的轉(zhuǎn)速，故又稱速度傳感器。測速發(fā)電機廣泛應(yīng)用于各種速度或位置控制系統(tǒng)。。測速發(fā)電機工作原理

現(xiàn)代的列車控制功能需要監(jiān)督列車的速度和確定列車與參考點的距離，同時應(yīng)提供有用的與列車加速度、速度、車軸旋轉(zhuǎn)方向有關(guān)的數(shù)據(jù)。因此，電子測速電機得到了使用，它安裝在車軸上，快速的檢測轉(zhuǎn)速(數(shù)/分)的變化和旋轉(zhuǎn)的方向。測速發(fā)電機工作原理測速電機給ATP功能提供輸入信息。該信息對于計算列車的速度、距離、方向信息和保證列車安全都是必需的。每個駕駛室/車載計算機單元配置一個測速電機，也就是說每列車需要裝備兩個測速電機。

測速發(fā)電機安裝在車輪外側(cè)，發(fā)電機所產(chǎn)生交流電壓的頻率與列車速度（主輪的轉(zhuǎn)速）成正比。經(jīng)過頻率－電壓的變換，把列車實際運行的速度變換為電壓。

測速發(fā)電機工作原理為了確保發(fā)電機線圈斷線的故障-安全，在頻率變換電路中使機車速度為零時也產(chǎn)生一定的頻率，這樣就可以區(qū)分機車速度為零還是故障。當(dāng)頻率為零時（或某頻率以下），設(shè)備就可以報警或自動停車。

測速發(fā)電機工作原理

?=×

測速發(fā)電機所產(chǎn)生的頻率

頻率－電壓變換原理

測速發(fā)電機工作原理測速發(fā)電機工作原理脈沖速度傳感器OPG

采用霍爾效應(yīng)原理實現(xiàn)的一種測速方法。其基本原理是對車輪旋轉(zhuǎn)計數(shù)。霍爾效應(yīng)（HallEffect）是一種磁電效應(yīng)，是德國物理學(xué)家霍爾1879年研究載流導(dǎo)體在磁場中受力的性質(zhì)時發(fā)現(xiàn)的。脈沖速度傳感器OPG根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成霍爾元件，它具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。脈沖速度傳感器OPG

將一塊半導(dǎo)體或?qū)w材料，沿Z方向加以磁場，沿X方向通以工作電流I，則在Y方向產(chǎn)生出電動勢，稱為霍爾電壓。脈沖速度傳感器OPG

基本原理是對車輪旋轉(zhuǎn)計數(shù)。因此需在軸承蓋上安裝信號發(fā)生器。車輪每轉(zhuǎn)一周，發(fā)生器輸出一定數(shù)量的脈沖或方波信號，對信號發(fā)生器輸出信號計數(shù)，測出脈沖或方波的頻率即可得出列車運行速度。V=π×D×?×3.6/N

（km/h）

霍爾脈沖速度傳感器由鋁盤和霍爾傳感器探頭組成。鋁盤外緣有規(guī)則粘接了若干磁鋼片，鋁盤安裝在機車動輪軸頭的頂端，傳感器探頭安裝在軸箱蓋上。

脈沖速度傳感器OPG多普勒雷達測速

利用多普勒效應(yīng)測量列車的運行速度。多普勒效應(yīng)（Dopplereffect）是為紀(jì)念奧地利物理學(xué)家及數(shù)學(xué)家克里斯琴·約翰·多普勒（ChristianJohannDoppler）而命名的，他于1842年首先提出了這一理論。多普勒雷達測速多普勒認為，物體輻射的波長因為光源和觀測者的相對運動而產(chǎn)生變化。在運動的波源前面，波被壓縮，波長變得較短，頻率變得較高(藍移，blueshift)。在運動的波源后面，產(chǎn)生相反的效應(yīng)。波長變得較長，頻率變得較低(紅移，redshift)。波源的速度越高，所產(chǎn)生的效應(yīng)越大。根據(jù)光波紅/藍移的程度，可以計算出波源循著觀測方向運動的速度。

在車頭位置安裝多普勒雷達，雷達向地面發(fā)送一定頻率的信號，并檢測反射回來的信號。由于列車的運動會產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，所以檢測的信號頻率與發(fā)射的信號頻率是不完全相同的。

多普勒雷達測速

如果列車在前進狀態(tài)，反射的信號頻率高于發(fā)射信號頻率；反之，則低于發(fā)射信號頻率。而且，列車的運行速度越快，兩個信號之間的頻率差越大。通過測量兩個信號之間的頻率差就可以獲取列車的運行方向和即時運行速度。

多普勒雷達測速多普勒雷達測速多普勒雷達測速

雷達傳感器和測速電機一起用于速度和距離的測量。通過使用雷達傳感器，可以提高速度測量的精度。如將F=24.125GHz微波輻射到軌道，然后經(jīng)過反射后被雷達傳感器檢測到。根據(jù)多普勒效應(yīng)，將會發(fā)生隨列車速度變化的頻率漂移，由此檢測實際列車速度和行駛距離，并且不受車輪空轉(zhuǎn)/打滑的影響。多普勒雷達測速此方法對于列車測速的精度和頻率要求都比較高。采用此種方法的設(shè)備相對于采用脈沖速度傳感器方法的較為復(fù)雜，如果地面不平導(dǎo)致電波的散射較厲害時，測量難度會加大。但它的優(yōu)點在于克服了車輪磨損、空轉(zhuǎn)、滑行等造成的誤差，可以連續(xù)測速。速度控制模式在城市軌道交通領(lǐng)域中，列車運行自動控制系統(tǒng)主要是依靠控制列車運行的速度來實現(xiàn)的。其特點是列車從地面獲取信息和命令，控制列車運行，確保在安全的前提下實現(xiàn)最小列車運行間隔。從列車速度控制方式的角度，列車運行自動控制系統(tǒng)可分為分級速度控制和速度－目標(biāo)距離模式曲線控制兩種。1、分類1、分級速度控制分級速度控制是以一個閉塞分區(qū)為單位，根據(jù)列車運行的速度分級，對列車運行進行速度控制。分級速度控制系統(tǒng)的列車追蹤間隔主要與閉塞分區(qū)的劃分、列車性能和速度有關(guān)，而閉塞分區(qū)的長度是以最壞性能的列車為依據(jù)并結(jié)合線路參數(shù)來確定的。

分級速度控制又可分為階梯式和分段曲線式。1）、階梯式分級速度控制

超前速度控制方式示意圖2）、階梯式分級速度控制

滯后速度控制方式示意圖2）、曲線式分級速度控制

曲線式分級速度控制根據(jù)列車運行的速度分級，每一個閉塞分區(qū)給出一段速度控制曲線，對列車運行進行速度控制。從最高速至零速的列車控制減速線為分段曲線組成的一條不連貫曲線組合，列車實際減速運行線只要在控制線以下就可以了，萬一超速碰撞了速度控制線，設(shè)備自動引發(fā)緊急制動。2、速度－目標(biāo)距離模式曲線控制

速度－目標(biāo)距離模式曲線控制采取的制動模式為連續(xù)式一次制動速度控制的方式，根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)速度及列車本身的性能確定列車制動曲線，不設(shè)定每個閉塞分區(qū)速度等級。2、速度－目標(biāo)距離模式曲線控制

連續(xù)式一次速度控制模式若以前方列車占用的閉塞分區(qū)入口為追蹤目標(biāo)點，則為準(zhǔn)移動閉塞；若以前方列車的尾部為追蹤目標(biāo)點，則為移動閉塞。速度－目標(biāo)距離模式曲線控制方式2、速度－目標(biāo)距離模式曲線控制

3.2列車定位技術(shù)列車定位的意義

實時、精確地確定列車在線路中的位置是保證安全、發(fā)揮效率、提供最佳服務(wù)的前提。在軌道交通行車安全和指揮系統(tǒng)中，列車定位是一項關(guān)鍵性的技術(shù)。準(zhǔn)確、及時地獲取列車位置信息，是列車安全、有效運行的保障。3.2列車定位技術(shù)（1）

、城市軌道交通定位技術(shù)的基本功能和作用1）列車定位系統(tǒng)的基本功能：能夠在任何時刻、任何地方按要求確定列車的位置，包括列車行車安全的相關(guān)間隔、速度；對軌旁設(shè)備和車載設(shè)備等資源進行分配和故障診斷；在局部出現(xiàn)故障時，能夠在滿足一定精度要求的前提下，降級運行。3.2列車定位技術(shù)列車定位方式按照空間可用性分為離散方式、連續(xù)方式和接近連續(xù)方式。按照產(chǎn)生定位信息的不同部分分為完全基于軌旁設(shè)備的方式、完全基于車載設(shè)備的方式和基于軌旁設(shè)備和車載設(shè)備的方式。3.2列車定位技術(shù)

（2）列車定位是列車控制系統(tǒng)中一個非常重要的環(huán)節(jié)，它使調(diào)度指揮和行車控制一體化，實現(xiàn)綜合自動化稱為可能，并更加有效地提高行車效率和安全性。列車的位置信息在列車控制系統(tǒng)中的作用主要體現(xiàn)在：3.2列車定位技術(shù)1）地面控制中心根據(jù)列車的位置信息，進行間隔控制，保證追蹤運行列車的安全間隔?；谲壍离娐返牧熊囘\行控制系統(tǒng)中，地面控制中心通過軌道電路獲得的列車位置，以軌道電路的分區(qū)為單位?；谕ㄐ诺牧熊囘\行控制系統(tǒng)，可以通過無線通信，獲得列車的準(zhǔn)確位置。3.2列車定位技術(shù)2）車載設(shè)備獲得列車的位置和速度信息，可以根據(jù)速度——距離模式曲線進行控制，與僅根據(jù)速度進行的階梯控制相比，可避免列車的多次制動。

3.2列車定位技術(shù)列車定位方法的機理和采用的傳感器是影響列車運行控制系統(tǒng)制式的重要因素之一，關(guān)系到可采用的閉塞制式，影響到列車運行控制系統(tǒng)的兼容性和生命周期。目前，控制系統(tǒng)中使用的列車定位方式主要有軌道電路、計軸器、測速定位、查詢應(yīng)答器定位、交叉感應(yīng)回線定位、衛(wèi)星定位等等。列車定位技術(shù)要求精確性：列車定位系統(tǒng)的精確性需滿足兩種不同的要求，一個是列車在同一軌道上縱向的定位精確性，另一個是列車在不同軌道之間的橫向的定位精確性。連續(xù)性：定位系統(tǒng)必須具有執(zhí)行列車定位而不發(fā)生任何間斷的能力，即在時間上有很好的可用性。列車定位技術(shù)要求覆蓋性：不管列車運行在任何地理區(qū)域，定位信息必須不間斷地提供給ATC系統(tǒng)，即在空間上有良好的可用性。可靠性和安全性：定位系統(tǒng)與列車自動控制系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)相互獨立，其具有連續(xù)正常工作的能力，并能夠檢測和報告本身發(fā)生的失效和故障。列車定位技術(shù)要求可維護性：定位系統(tǒng)的設(shè)計和使用必須綜合考慮預(yù)防性維護和校正性維護等因素，從而使定位系統(tǒng)的生命周期成本最小。故障-安全性：當(dāng)定位系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)不能驗出"無車"的通報信息，而必須有保證列車安全的相應(yīng)措施。1.軌道電路定位軌道電路是最簡單的列車定位設(shè)備，其優(yōu)點是無需對當(dāng)前設(shè)備做大的改動即可實現(xiàn)列車定位。它的定位精度取決于軌道電路的長度。軌道電路分為機械絕緣和電氣絕緣兩種類型。1.軌道電路定位目前城市軌道交通系統(tǒng)中普遍采用“S棒”進行電氣隔離的數(shù)字音頻軌道電路。利用數(shù)字音頻軌道電路對列車進行定位是目前城市軌道交通系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍的技術(shù)手段。S型聯(lián)接音頻軌道電路

音頻軌道電路的級聯(lián)方式基于軌道電路的列車定位在線路設(shè)計時，根據(jù)用戶對列車運行密度的要求，將整個線路用S棒分割成若干個軌道區(qū)段，并對所有軌道區(qū)段進行統(tǒng)一編號。對線路地形及線路設(shè)備進行數(shù)字化描述后形成線路地圖，儲存在軌旁和/或車載計算機中。基于軌道電路的列車定位對軌道電路占用狀態(tài)的連續(xù)跟蹤，就實現(xiàn)了對列車在線路中所處位置的連續(xù)跟蹤。軌道電路定位的優(yōu)點軌道電路原理簡單，安全性較高。既可以實現(xiàn)列車定位，又可以檢測軌道的完好情況，滿足故障-安全原則。軌道電路采用列車的運行軌道——鋼軌作為列車定位的信息傳輸通道，這個通道同時又可以作為列車ATC信息傳輸?shù)耐ǖ?，?jié)省了大量設(shè)備，具有較高的性價比。軌道電路定位的優(yōu)點技術(shù)成熟。軌道電路是目前使用最多、使用時間最長的列車定位方法，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，積累了豐富的施工、維護經(jīng)驗。地理環(huán)境適應(yīng)性強，在隧道、地下都可以使用該方法。適用速度范圍寬，無論高速還是低速均可使用該方法。軌道電路定位的缺點定位誤差大。由它所實現(xiàn)的定位是以軌道電路長度作為最小定位單元，車在區(qū)段的始端還是終端是無法判斷的。在需要對列車實施精確控制的場合，必須輔之以其他的列車定位方式，如測速定位、設(shè)置信標(biāo)等。軌道電路定位的缺點傳輸距離有限。軌道電路的電氣特性是與傳輸?shù)男畔㈩l率相關(guān)的，頻率越高，傳輸衰耗越大，信息傳輸距離越短。設(shè)備維護量大。繼電器使用壽命有限(平均為1萬次左右)，因此維護費用較大。為了保證軌道電路的良好電氣特性，需要經(jīng)常進行測試與調(diào)整。2、計軸定位計軸技術(shù)是以計算機為核心，輔以外部設(shè)備，利用統(tǒng)計車輛軸數(shù)來檢測相應(yīng)軌道區(qū)段占用或空閑狀態(tài)的技術(shù)。

計軸系統(tǒng)工作原理電子計軸器列車定位系統(tǒng)主要包括室內(nèi)和室外兩部分：室內(nèi)部分包括信號處理電路和計數(shù)器處理電路；室外部分主要包括地面?zhèn)鞲衅?、電纜盒、傳輸電纜等。計軸系統(tǒng)工作原理計軸點是計軸系統(tǒng)的車輪識別點。它位于軌道區(qū)段分界點處。裝在這個位置上的傳感元件、軌旁設(shè)備、電纜接線盒組成一個功能單元，稱為計數(shù)點。因車輪作用而在計數(shù)點中形成的脈沖或信號經(jīng)由區(qū)間電纜傳送至位于控制中心計數(shù)單元。計軸系統(tǒng)工作原理通過對區(qū)段兩端傳感器計數(shù)值的比較就可以得到占用情況并判斷出列車的位置。就其功能而言，電子計軸器是與軌道電路相同。電子計軸器本身不具備向列車傳輸信息的通道，機車上要獲取位置信息必須要另外增加信道。計軸點常見故障及處理方法一般來說，計軸點的故障主要有兩類：設(shè)備故障導(dǎo)致不能計數(shù)或計數(shù)故障導(dǎo)致計數(shù)出錯。計數(shù)點故障。解決的方案是取消該計軸點，而將與該計軸點相連的兩個區(qū)間合并為一個區(qū)間。計軸點常見故障及處理方法計數(shù)錯誤。解決的方案是連續(xù)比較出錯計數(shù)點前后相鄰多個技術(shù)點的計數(shù)結(jié)果。構(gòu)成具有糾錯功能計軸設(shè)備的前提是有一臺中央計軸計算機來處理多個相鄰計軸點的數(shù)據(jù)，即具有與多個計數(shù)點相連的中央處理機。計軸定位特點計軸定位技術(shù)的關(guān)鍵在于車輪識別點(計軸點)的可靠工作，要求車輪識別點能夠適應(yīng)列車高速運行的機械應(yīng)力、牽引電流、磁軌制動造成的電磁干擾等。計軸定位特點計軸定位繼承了軌道電路定位的很多特點，和前述的軌道電路法一樣，這種方法的定位安全性較高，精度較差，通常也需與測速裝置結(jié)合起來使用。計軸定位特點由于不依賴于軌道電路，對環(huán)境的適應(yīng)性更強，維護量相對較小；但不能作為車-地通信的通道，也無法檢測斷軌故障。3、查詢-應(yīng)答器列車定位基于應(yīng)答-查詢器的定位方法也是廣泛采用的列車定位方式，它可以點式地給出列車定位信息。查詢應(yīng)答器工作原理在地面應(yīng)答器內(nèi)存儲地理位置信息，機車上的查詢器經(jīng)過耦合以后，就可以得到列車的精確位置。顯然，為了準(zhǔn)確定位就必須大量設(shè)置地面應(yīng)答器。查詢應(yīng)答器工作原理采用應(yīng)答器定位技術(shù)的信息傳遞是間斷的，即當(dāng)列車從一個信息點獲得地面信息后，要到下一個信息點才能更新信息，若期間地面情況發(fā)生變化，就無法立即將變化的信息實時傳遞給列車。因此，應(yīng)答器定位技術(shù)往往作為其他定位技術(shù)的補充手段。如與測速設(shè)備配合，用地面應(yīng)答器來校準(zhǔn)因測速設(shè)備產(chǎn)生的累積誤差。查詢應(yīng)答器定位的特點

可以提供準(zhǔn)確的初始位置信息。精度是可以調(diào)節(jié)的，根據(jù)不同的精度需要安裝應(yīng)答器，但是精度的提高是以犧牲成本為代價的。維護量大，沿線分布大量的應(yīng)答器，需要大量的人工，且不便于設(shè)備的維護保養(yǎng)和線路的養(yǎng)護。查詢應(yīng)答器既可以實現(xiàn)列車定位，也可以作為點式信息傳輸?shù)耐ǖ?，提供?地通信。4、測速定位測速定位就是通過不斷測量列車的即時運行速度，對列車的即時速度進行積分(或求和)的方法得到列車的運行距離。由于測速定位獲取列車位置的方法是對列車運行速度進行積分或求和，故其誤差是累積的，而且測得的速度值誤差對最終距離值的誤差影響也非常直接。4、測速定位利用該種定位方法的關(guān)鍵在于兩點：速度測量的準(zhǔn)確性和求位移算法的合理性。測速定位法總體來說屬于相對定位，它無法獲取列車的初始位置，要獲得列車的絕對位置僅僅依靠這種方法本身幾乎是不可能的。測速定位方法輪速法（里程表法）:利用里程計測得列車的運行速度，進而得出列車的位移。該方法主要缺點在于：當(dāng)列車輪對出現(xiàn)磨損、空轉(zhuǎn)、滑行等情況時，其誤差會較大。但這種方法非常簡便，易于實現(xiàn)。測速定位方法多普勒雷達法：利用多普勒效應(yīng)測量列車運行速度，對列車的速度進行積分就可得到列車的運行距離（位移）。這種方法對列車測速的精度和頻率要求都比較高。多普勒雷達法的設(shè)備相對于輪速法較為復(fù)雜，如果地面不平整導(dǎo)致電波的散射較厲害時測量難度會加大。但它的優(yōu)點是克服了車輪磨損、空轉(zhuǎn)或滑行等造成的誤差，可以連續(xù)測速、測向和定位。5、交叉感應(yīng)回線定位通常采用的方法是在兩根鋼軌之間敷設(shè)交叉感應(yīng)回線：一條線固定在軌道中央的道床上，另一條線固定在鋼軌的頸部下方，它們每隔一定距離作交叉，中央回線就像一個天線。5、交叉感應(yīng)回線定位當(dāng)列車駛過一個交叉點時，通過車載設(shè)備檢測環(huán)線內(nèi)信號的相位變化，并對相位變化的次數(shù)進行計數(shù)。利用信號極性的變化引發(fā)地址碼加1，由機車控制中心根據(jù)地址碼計算出列車的地理位置，并對從列車轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化的里程記錄進行誤差修正。

交叉感應(yīng)回線定位原理

6、GPS列車定位GPS全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem)是美國從本世紀(jì)70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成。早期僅限于軍事，現(xiàn)已開放給民間作為定位使用。全球定位系統(tǒng)由空間部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收機三大部分組成。6、GPS列車定位該系統(tǒng)的空間部分使用24顆高度約2.02萬千米的衛(wèi)星組成衛(wèi)星星座。21+3顆衛(wèi)星均為近圓形軌道，運行周期約為11小時58分，分布在六個軌道面上（每軌道面四顆），軌道傾角為55度。衛(wèi)星的分布使得在全球的任何地方，任何時間都可觀測到四顆以上的衛(wèi)星，并能保持良好定位解算精度。這就提供了在時間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰ΑPS列車定位原理利用GPS實現(xiàn)列車定位已是一種比較成熟的技術(shù)。只要在列車兩端安裝GPS接收機和差分誤差信息接收器，接收多顆導(dǎo)航定位衛(wèi)星發(fā)送來的定位信息，就可以計算出自己確切的位置，從而通過導(dǎo)航衛(wèi)星實現(xiàn)列車的精確定位。GPS列車定位原理衛(wèi)星發(fā)射出無線電信號，該信號包括載波信號、測距碼。待定位的物體(如列車)上的接收器可以同時接收四顆以上衛(wèi)星的信號，根據(jù)測定這些信號傳播的單程時間延遲或相位延遲，進而確定從觀測點至GPS衛(wèi)星間的距離，就可計算出觀測點位置。差分GPS列車定位示意圖可實現(xiàn)全球、全天候連續(xù)地實時導(dǎo)航與定位，操作簡單，抗干擾性能好。GPS定位方法設(shè)備簡單、精度高、成本低、體積小、維護方便。GPS列車定位方法的缺點在周圍阻擋物多的地方，例如城市、樹林、山區(qū)、隧道等，列車的定位精度受到影響，甚至無法定位(如列車在隧道中無法接收衛(wèi)星信號)，因此在這些地方要加地面設(shè)備輔助定位，如回線、查詢應(yīng)答器等。裝有接收機的列車與差分臺的距離不宜太遠，否則會影響定位精度，所以要有差分臺接續(xù)措施。GPS列車定位方法的缺點GPS對衛(wèi)星的故障十分敏感，一旦一顆衛(wèi)星失效，就會出現(xiàn)GPS性能惡化，所以不能單一地將GPS定位信息作為列控安全防護系統(tǒng)的位置參數(shù)。這個系統(tǒng)是由美國國防部操縱的，過于依賴該系統(tǒng)其實就是受制于人。7、無線擴頻列車定位擴展頻譜通信（SpreadSpectrumCommunication）簡稱擴頻通信，其特點是傳輸信息所用的帶寬遠大于信息本身帶寬。擴頻通信技術(shù)在發(fā)送端以擴頻編碼進行擴頻調(diào)制，在接收端以相關(guān)解調(diào)技術(shù)收信。7、無線擴頻列車定位這一過程使其具有諸多優(yōu)良特性：抗干擾性能好，隱蔽性強、干擾小，易于實現(xiàn)碼分多址和抗多徑干擾。擴頻通信是以各用戶使用不同的擴頻編碼來共用同一頻率。采用擴頻通信多址方式的頻譜利用率高于采用頻分多址方式的頻譜利用率。而且擴頻碼分多址還易于解決增加新用戶的問題。擴頻無線電定位的基本原理在地面沿線路設(shè)置無線基站，無線基站不斷發(fā)射帶有其位置信息的擴頻信號。列車接收到由無線基站發(fā)送的擴頻信息后，求解列車與信息之間的時鐘差，并根據(jù)該時鐘差求出與無線基站之間的距離，同時接收3個以上無線基站的信息就可以求出列車的即時位置?？梢钥闯觯瑪U頻無線電定位與GPS定位原理幾乎完全一樣，只是將衛(wèi)星“挪”到了地面，由無線基站實現(xiàn)了GPS衛(wèi)星的功能。8、IPS列車定位IPS是慣性列車定位系統(tǒng)(InertialPositioningSystem)的英文簡寫。它根據(jù)牛頓力學(xué)定律,通過測量列車的加速度，將加速度進行一次積分后得到列車的運行速度，再進行一次積分即可得到列車的位置(包括經(jīng)度、緯度和高度)，從而實現(xiàn)了對列車的定位。8、IPS列車定位IPS定位的顯著優(yōu)點是環(huán)境適應(yīng)性強，它不受天氣、電磁場等影響，屬于一種高安全性的定位方式。它隨時可以采集列車的位置信息(連續(xù)采集、連續(xù)積分)，在小范圍內(nèi)其測量精度也較高，而且用該種方法獲取的信息種類較多，如列車的方向、位置、速度等。IPS定位的不足之處這種方法是一種相對定位方式，必須獲得列車的初始位置信息后方可得到列車的即時位置。與其他相對定位方式一樣，它也存在誤差積累的缺陷。所以，這種定位方式一般都是與其他定位方式，如查詢一應(yīng)答器定位、GPS定位等結(jié)合起來使用，可以作為提高定位精度的手段或用來解決某些定位方法固有的缺陷。

9、航位推算系統(tǒng)定位航位推算系統(tǒng)定位(DeadReckoning，簡稱DR),該定位方法基于相對位置修正。9、航位推算系統(tǒng)定位由于列車的運動可以看作是在二維平面上的運動，因此如果已知車輛的起始點和初始航行角，通過實時測量和遞增積累列車的行駛距離和航向角的變化，就可以實時推算列車的位置。航位推算系統(tǒng)原理航位推算系統(tǒng)由測量航向角的傳感器和測量距離的傳感器構(gòu)成。典型的航位推算系統(tǒng)包括位移和航向傳感器。常用的位移傳感器有加速度計、里程計等，航向傳感器為陀螺。這些傳感器都稱為慣性傳感器。航位推算系統(tǒng)原理陀螺測得的是角速度，需積分得出角度。加速度計的情況也類似，需2次積分才得到位移。從成本、應(yīng)用環(huán)境和現(xiàn)實條件等方面考慮，一般采用角速度陀螺和里程儀組成了航位推算系統(tǒng)。航位推算系統(tǒng)傳感設(shè)備能夠測量出正在行駛的車輛的運行距離、速度和方位，在短時間內(nèi)這些傳感器的精度較高，但如果時間長就需采取措施，以避免累積誤差。10、地圖匹配定位地圖匹配是一種基于軟件技術(shù)的定位修正方法。其基本思想是將列車定位軌跡與數(shù)字地圖中的道路網(wǎng)信息聯(lián)系起來，并由此確定列車相對于地圖的位置。地圖匹配技術(shù)的應(yīng)用基于以下兩條假設(shè)：用于匹配的數(shù)字化地圖包含高精度的道路位置坐標(biāo)，以及被定位列車正在道路上行駛。10、地圖匹配定位要得到精確的地圖匹配結(jié)果，下列三個基本要素必須加以考慮：①距離要素，即當(dāng)前估計位置到所匹配路段的距離應(yīng)為最短；②方向要素，即相鄰兩匹配位置的連線具有與對應(yīng)估計位置連線最接近的方向；③連通性要素，即如果前一時刻的匹配結(jié)果在某一路段，則當(dāng)前時刻的匹配結(jié)果應(yīng)在同一路段。地圖匹配定位原理當(dāng)上述條件滿足時，就可以把定位數(shù)據(jù)和列車運行軌跡同數(shù)字地圖中的道路位置信息相比較，通過適當(dāng)?shù)哪Ｊ阶R別和匹配過程，確定出列車最可能的行駛路段以及列車在該路段中的最大可能位置。一般認為用于匹配的數(shù)字地圖誤差不應(yīng)超過15m。地圖匹配定位原理由于陸地車輛在除進入停車場等地之外的絕大多數(shù)時間內(nèi)都處于路網(wǎng)中，因此應(yīng)用地圖匹配技術(shù)的條件是滿足的。采用地圖匹配技術(shù)不僅可以滿足導(dǎo)航功能的需要，還可以利用較高精度的道路信息來修正定位系統(tǒng)的誤差，從而使得系統(tǒng)性能得到改善。其精度取決于地圖的精度和地形的變化情況。幾種典型定位法的優(yōu)缺點比較：軌道電路定位方式

軌道電路定位方式的優(yōu)點是經(jīng)濟、方便、可靠性高,既可以實現(xiàn)列車定位,又可以檢測軌道的完好情況;缺點是定位精度取決于軌道電路的長度,不精確,無法構(gòu)成移動閉塞。3.2列車定位技術(shù)信標(biāo)（計軸器、查詢應(yīng)答器）定位的優(yōu)點是在地面應(yīng)答器安裝點的定位精度較高,在復(fù)線鐵路上可以正確區(qū)分列車的行駛股道,維修費用低、使用壽命長且能在惡劣條件下穩(wěn)定工作;缺點是只能給出點式定位信息。3.2列車定位技術(shù)測速定位

基于測速的列車定位是一種典型的增量式相對定位,缺點是存在累計誤差,在定位精度要求較高的地點,需要用其他的方法不斷校正其位置信息。3.2列車定位技術(shù)GPS定位利用GPS

實現(xiàn)列車定位,優(yōu)點是設(shè)備簡單、成本低、體積小、維護方便;缺點是目前運動定位精度遠低于靜止定位精度,

當(dāng)可捕獲衛(wèi)星的數(shù)目少于4顆，將導(dǎo)致定位精度顯著下降，甚至無法應(yīng)用。在并行線路上易發(fā)生認錯股道的現(xiàn)象

,在隧道等區(qū)段存在定位盲區(qū),并且易受到美國衛(wèi)星政策的影響。3.2列車定位技術(shù)無線擴頻列車定位

無線擴頻列車定位的優(yōu)點是定位比較精確,準(zhǔn)確性高，保密性好，抗干擾性好。但需要在沿線設(shè)置專用擴頻基站,投資成本較高。3.2列車定位技術(shù)3.3無線通信技術(shù)背景：運營中的列車處于移動狀態(tài)

為了使處于移動狀態(tài)的列車，以及列車上的工作人員能夠與車站、控制便捷可靠的通信聯(lián)絡(luò)，必須設(shè)置無線通信系統(tǒng)。3.3無線通信技術(shù)當(dāng)前流行的無線通信技術(shù)有Bluetooth、CDMA2000、GSM、Infrared(IR)、RFID、UWB、WiMAX、Wi-Fi和ZigBee等。各種無線通信技術(shù)的適用頻段、調(diào)制方式、最大作用距離、數(shù)據(jù)率和應(yīng)用領(lǐng)域。這些無線通信技術(shù)的作用距離與數(shù)據(jù)率的關(guān)系，數(shù)據(jù)率越高，作用距離就越短?？捎镁W(wǎng)絡(luò)技術(shù)擴展作用距離而仍然保持數(shù)據(jù)率。3.3無線通信技術(shù)藍牙（

Bluetooth?

）：是一種無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可實現(xiàn)固定設(shè)備、移動設(shè)備和樓宇個人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換（使用2.4—2.485GHz的ISM（IndustrialScientificMedical）波段的UHF（

UltraHighFrequency）無線電波）。藍牙技術(shù)最初由電信巨頭愛立信公司于1994年創(chuàng)制，當(dāng)時是作為RS232數(shù)據(jù)線的替代方案。藍牙可連接多個設(shè)備，克服了數(shù)據(jù)同步的難題。3.3無線通信技術(shù)

CDMA2000（CodeDivisionMultipleAccess2000）是一個3G移動通訊標(biāo)準(zhǔn)，國際電信聯(lián)盟ITU(InternationalTelecommunicationUnion)的IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)認可的無線電接口，也是2GcdmaOne標(biāo)準(zhǔn)的延伸，不需要新的頻段分配，可以穩(wěn)定運行在現(xiàn)有PCS(PersonalCommunicationsService,1900MHz)頻段。CDMA2000與另一個3G標(biāo)準(zhǔn)UMTS(UniversalMobileTelecommunicationsSystem,通用移動通信系統(tǒng))不兼容。3.3無線通信技術(shù)

GSM即全球移動通信系統(tǒng)(GlobalSystemforMobileCommunications)，縮寫為GSM，它的空中接口采用時分多址技術(shù)。自90年代中期投入商用以來，被全球超過100個國家采用。GSM標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備占據(jù)當(dāng)前全球蜂窩移動通信設(shè)備市場80%以上。GSM屬于第2代（2G）蜂窩移動通信技術(shù)。模擬蜂窩技術(shù)被稱為一代移動通信技術(shù)，寬帶CDMA技術(shù)被稱為三代移動通信技術(shù)，即3G。3.3無線通信技術(shù)

紅外（Infrared，IR）通信方式，屬于無線通信方式的一種。通信時，發(fā)送端將基帶二進制信號調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。接收端將接收到的紅外信號光脈轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過放大、濾波等處理后發(fā)送給解調(diào)電路進行解調(diào)，還原為二進制數(shù)字信號后輸出。紅外通信技術(shù)適合于低成本、跨平臺、點對點高速數(shù)據(jù)連接，尤其是嵌入式系統(tǒng)。其主要應(yīng)用：設(shè)備互聯(lián)、信息網(wǎng)關(guān)。設(shè)備互聯(lián)后可完成不同設(shè)備內(nèi)文件與信息的交換。信息網(wǎng)關(guān)負責(zé)連接信息終端和互聯(lián)網(wǎng)。3.3無線通信技術(shù)射頻識別：RFID（RadioFrequencyIdentification）技術(shù)，又稱無線射頻識別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機械或光學(xué)接觸。射頻的話，一般是微波，1-100GHz，適用于短距離識別通信。RFID讀寫器也分移動式的和固定式的，目前RFID技術(shù)應(yīng)用很廣，如：圖書館，門禁系統(tǒng)，自動收費、識別車輛身份、食品安全溯源等。3.3無線通信技術(shù)

UWB(UltraWideband)，又名超寬帶，是一種無載波通信技術(shù)，利用納秒至微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。有人稱它為無線電領(lǐng)域的一次革命性進展，認為它將成為未來短距離無線通信的主流技術(shù)?？偟膩碚f，UWB在早期被用來應(yīng)用在近距離高速數(shù)據(jù)傳輸，近年來國外開始利用其亞納秒級超窄脈沖來做近距離精確室內(nèi)定位。3.3無線通信技術(shù)全球互通微波訪問（英語：WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，縮寫為WiMAX）是一項高速無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，主要用在城域網(wǎng)，WiMAX能夠借由較寬的頻帶以及較遠的傳輸距離，協(xié)助電信運營商與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商業(yè)者建置無線網(wǎng)上的最后一英里。3.3無線通信技術(shù)WIFI是當(dāng)今使用最廣的一種無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。雖然由Wi-Fi技術(shù)傳輸?shù)臒o線通信質(zhì)量不是很好，數(shù)據(jù)安全性能比藍牙差一些，傳輸質(zhì)量也有待改進，但傳輸速度非常快，可以達到54Mbps，符合個人和社會信息化的需求。Wi-Fi最主要的優(yōu)勢在于不需要布線，可以不受布線條件的限制，因此非常適合移動辦公用戶的需要，并且由于發(fā)射信號功率低于100mw，低于手機發(fā)射功率，所以Wi-Fi上網(wǎng)相對也是最安全健康的。3.3無線通信技術(shù)ZigBee，也稱紫蜂，是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)上協(xié)議。主要特色有低速、低耗電、低成本、支持大量網(wǎng)上節(jié)點、支持多種網(wǎng)上拓撲、低復(fù)雜度、快速、可靠、安全。適合的應(yīng)用領(lǐng)域為傳感和控制3.3無線通信技術(shù)（1）

、無線通信系統(tǒng)的組成與分類無線通信（Wirelesscommunication）是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式。在移動中實現(xiàn)的無線通信又通稱為移動通信，人們把二者合稱為無線移動通信無線通信系統(tǒng)主要由發(fā)射機、接收機和天線等設(shè)備組成。如下圖所示。信道為自由空間。話筒和揚聲器代表通信系統(tǒng)的終端設(shè)備，分別為信源和信宿。3.3無線通信技術(shù)1）無線通信系統(tǒng)組成a發(fā)送部分3.3無線通信技術(shù)1）無線通信系統(tǒng)組成b接收部分3.3無線通信技術(shù)

對于城市軌道交通，無線通信系統(tǒng)由控制中心內(nèi)、車站內(nèi)和車輛基地的基地臺、車站內(nèi)的天線以及射頻電線、隧道內(nèi)（或者高架的線路旁）的漏泄同軸電纜，列車無線電臺設(shè)備、天線、控制板、電源及電纜，控制中心、各個車站和列車上的無線通信控制臺、控制中心的自動指示設(shè)備，電源及帶有電池及充電器的便攜式無線電臺等組成。2)分類：無線通信主要包括微波通信和衛(wèi)星通信。微波是一種無線電波，它傳送的距離一般只有幾十千米。但微波的頻帶很寬，通信容量很大。微波通信每隔幾十千米要建一個微波中繼站。衛(wèi)星通信是利用通信衛(wèi)星作為中繼站在地面上兩個或多個地球站之間或移動體之間建立微波通信聯(lián)系。2)分類：無線通信系統(tǒng)按照不同的分類方式可以分為：（a）固定通信和移動通信一類是固定點與固定點之間的通信，稱為固定通信。比如，控制中心與車站、固定的軌旁設(shè)備之間的信息傳輸；另一類是固定點與移動點或者移動點之間的通信，稱為移動通信，比如控制中心與運行列車的車載設(shè)備之間的通信。2)分類：（b）公用移動通信和專用移動通信根據(jù)無線通信系統(tǒng)的覆蓋范圍，可以分為公用移動通信和你敢信兩大類。由于城市軌道交通系統(tǒng)內(nèi)部通信具有封閉性，所以通常采用專用移動通信系統(tǒng)。（c）單向通信和雙向通信城市軌道交通專用移動通信中采用的都是雙向通信方式。所謂雙向通信是指通信雙方均能相互發(fā)送信息和接受信息。2)分類：（d）單工制和雙工制在雙向通信方式的系統(tǒng)中無線電臺有單工制和雙工制兩種。單工制電臺在發(fā)送信號時不能接收，而在接收信號時不能發(fā)送。雙工制電臺是指發(fā)送信號的同時也能接收。在城市軌道交通中由于運輸繁忙、車流密度高，一般采用雙工制。城市軌道交通通信系統(tǒng)中，常用到的無線通信技術(shù)有無線局域網(wǎng)、漏泄波導(dǎo)通信技術(shù)、擴頻技術(shù)等。（2)、無線局域網(wǎng)

無線局域網(wǎng)絡(luò)英文全名：WirelessLocalAreaNetworks；簡寫為：

WLAN。它是相當(dāng)便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它利用射頻（RadioFrequency；RF）的技術(shù)，使用電磁波，取代舊式的雙絞銅線（Coaxial）所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，在空中進行通信連接。

（2)、無線局域網(wǎng)

1）WLAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)WLAN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有兩種：一種是無中心網(wǎng)絡(luò)，也稱對等網(wǎng)絡(luò)，IBSS，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、組網(wǎng)靈活，圖3-7；另一種是有中心網(wǎng)絡(luò)，也稱為結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中各個移動終端都與接入點AP通信，通過接入點與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他移動終端通信，如圖3-8。（2)、無線局域網(wǎng)

AP在網(wǎng)絡(luò)中起著中心協(xié)調(diào)實體的關(guān)鍵作用，提供移動終端在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本業(yè)務(wù)集（BBS）內(nèi)的注冊、認證和管理等功能。也可以包括很多附加屬性，比如防火墻，網(wǎng)絡(luò)地址、動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP）服務(wù)器等。（2)、無線局域網(wǎng)

典型的小型WLAN應(yīng)用是由1個AP和多個移動終端構(gòu)成的覆蓋網(wǎng)絡(luò)（BSS），允許移動終端在BSS內(nèi)移動。隨著WLAN的擴大，也可以配置多個BSS來提供由骨干網(wǎng)連接的擴展覆蓋，形成分布式系統(tǒng)。如圖3-9所示。（2)、無線局域網(wǎng)在城市軌道交通中的實現(xiàn)

現(xiàn)階段無線局域網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于城市軌道交通系統(tǒng)中車-地之間數(shù)據(jù)通信。1）旅客信息系統(tǒng)：由中央控制中心、信息制作中心、車載子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成，如3-10所示。

旅客信息系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體信息傳輸技術(shù)、顯示技術(shù)，采用多種方式為乘客提供各類服務(wù)，在指定時間，將指定信息顯示給相關(guān)人員。實現(xiàn)高效運營。

（2)、無線局域網(wǎng)在城市軌道交通中的實現(xiàn)

2）列車控制系統(tǒng)：運行過程中，需要車-地之間實時通信，交換來自控制中心、車站的命令信息、列車運行的速度、位置信息、線路狀況及前行列車的相關(guān)信息等。如3-11所示。

（2)、無線局域網(wǎng)在城市軌道交通中的實現(xiàn)

無線電臺是WLAN的一種主要應(yīng)用方式。目前廣泛采用的是2.4GHz的ISM（工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用）頻帶，無線電臺傳輸?shù)淖畲缶嚯x為400m。城市軌道中由于彎道、坡道較多，為了保證通信的質(zhì)量和可靠性，無線電臺一般在地下線路200m左右設(shè)置一套，在地面和高架線路300m左右設(shè)置一套。

基于無線電臺的通信系統(tǒng)框圖如圖3-12所示。

（2)、無線局域網(wǎng)在城市軌道交通中的實現(xiàn)

無線電臺的體積較小，安裝比較靈活，受其他因素的影響較小，安裝和維護較容易。但在隧道內(nèi)受彎道和坡道影響較大，同時隧道內(nèi)反射比較嚴重，需要考慮多徑干擾等問題。

無線電臺的傳輸距離小，為了保證一個無線接入點故障時通信不中斷，往往需要在同一個地點設(shè)置雙網(wǎng)覆蓋，進一步縮短了AP布置間距。使得列車在各個AP間的漫游和切換比較頻繁，大大降低了無線傳輸?shù)倪B續(xù)性和可靠性，同時相應(yīng)的電纜使用量也會增加。

3.3.3漏泄波導(dǎo)通信技術(shù)

1、漏泄波導(dǎo)通信方式

1）基于漏泄波導(dǎo)的無線傳輸方式，由于在設(shè)計上極為簡單、費用較低，技術(shù)上先進、施工更加簡便，兼容性好等優(yōu)點，越來越多地應(yīng)用于地鐵系統(tǒng)。

3.3.3漏泄波導(dǎo)通信技術(shù)

2）漏泄同軸電纜的特點：一根超寬頻帶漏泄電纜可以在多個頻段上同時實現(xiàn)跳屏、消防、報警、移動通信等多種通信。此種電纜的截面積很小不會侵入地鐵運行限界。信號場強在隧道內(nèi)分布較均勻，選擇合適的漏泄同軸電纜參數(shù)及輸入功率，在地鐵隧道內(nèi)能保證較高的通信概率。可以實現(xiàn)地-車間的雙向大容量即時通信，實現(xiàn)移動閉塞，縮短列車運行間隔，提高運營效率。

3.3.3漏泄波導(dǎo)通信技術(shù)

3）漏泄同軸電纜的工作原理：漏泄電纜的設(shè)計目的是減小橫向屏蔽，使得電磁能量可以部分從電纜內(nèi)穿透到電纜外，電纜外的電磁能量也將感應(yīng)到電纜內(nèi)。這種特殊的電纜稱為漏泄同軸電纜，簡稱漏纜。這種方向的通信稱為漏泄通信。

3.3.3漏泄波導(dǎo)通信技術(shù)

2、漏泄波導(dǎo)通信在城市軌道交通中的工作方式如圖3-13，有兩條漏泄電纜分別負責(zé)上行和下行的車-地通信，車上天線和漏泄電纜之間的距離很近，約40cm左右，漏泄電纜還連接著基地臺；通過漏泄同軸電纜，各種安全調(diào)度信息和語音信息可以在地面和車輛之間雙向傳輸。

3.3.3漏泄波導(dǎo)通信技術(shù)

2、漏泄波導(dǎo)通信在城市軌道交通中的工作方式漏泄波導(dǎo)信息傳輸方式示意圖如圖3-14所示，圖中連線均為漏泄電纜；單向放大器上下連接；濾波器BPFR和BPFT分別為上行頻帶貸通濾波器和下行頻帶帶通濾波器。

3.3.3漏泄波導(dǎo)通信技術(shù)

2、漏泄波導(dǎo)通信在城市軌道交通中的工作方式工作過程：基站欲發(fā)信號或者由基站接收機接受到的上行信號，均可由基站發(fā)射機以下行頻帶進入漏泄電纜，沿濾波器BPFT和單向放大器規(guī)定的方向向終端傳輸，供沿途移動車載無線通信設(shè)備接收，而車載設(shè)備發(fā)送信號可耦合進入電纜以上行頻帶頻率沿濾波器BPFR和單向放大器規(guī)定方向向基站方向傳輸，最終進入基站接收機完成雙工移動通信。

3.3.3漏泄波導(dǎo)通信技術(shù)

3、基于漏泄波導(dǎo)通信的列車控制系統(tǒng)

如圖3-15所示，主要由三部分組成：漏泄波導(dǎo)通信系統(tǒng)、列車定位子系統(tǒng)和列車控制系統(tǒng)等。列車控制系統(tǒng)又包括中央控制室、無線閉塞中心和車載子系統(tǒng)。

（1）漏泄波導(dǎo)通信系統(tǒng)是RBC、車載子系統(tǒng)和列車定位子系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

（2）列車定位子系統(tǒng)是該列車控制系統(tǒng)的重要組成部分。

（3）該列車控制系統(tǒng)將整個地鐵線路按站分為若干個控制區(qū)域。

3.3.3漏泄波導(dǎo)通信技術(shù)

3、基于漏泄波導(dǎo)通信的列車控制系統(tǒng)

（2）基于漏泄波導(dǎo)通信的列車控制系統(tǒng)的優(yōu)點

基于漏泄波導(dǎo)通信方式的列車控制系統(tǒng)，上行線和下行線分別由兩條漏泄同軸電纜來傳輸，這樣就避免了上行線和下行線之間信息的混合問題。

3.3.3漏泄波導(dǎo)通信技術(shù)

3、基于漏泄波導(dǎo)通信的列車控制系統(tǒng)

（2）基于漏泄波導(dǎo)通信的列車控制系統(tǒng)的優(yōu)點同時該系統(tǒng)中可以實現(xiàn)語音通話功能，在基地臺與移動列車之間進行語音通話，這樣可以減輕列車司機的工作量，不需看駕駛臺的顯示屏，通過語音即可獲得有關(guān)列車的信息。

3.3.3漏泄波導(dǎo)通信技術(shù)

3、基于漏泄波導(dǎo)通信的列車控制系統(tǒng)

（2）基于漏泄波導(dǎo)通信的列車控制系統(tǒng)的優(yōu)點波導(dǎo)布置在物理上使得各控制區(qū)彼此重疊，以波導(dǎo)信息網(wǎng)作為傳輸媒介，站間可以被無線電可靠地覆蓋，不會出現(xiàn)盲區(qū)，可以實現(xiàn)連續(xù)信息的傳輸；

利用裂縫波導(dǎo)對列車進行定位，可以大幅度提高列車定位精度，從而實現(xiàn)移動閉塞，縮短列車運行間隔，提高效率。

3.3.4擴頻技術(shù)

擴展頻率通信簡稱擴頻通信。

擴頻通信技術(shù)來源于香農(nóng)定理，其基本思想是可以通過擴頻的方法以寬帶傳輸信息來換去信噪比上的優(yōu)勢。

擴頻通信的基本特征是使用比發(fā)送信息數(shù)據(jù)速率高許多的偽隨機碼把載有信息數(shù)據(jù)的基帶信號的頻譜進行擴展，形成寬帶的低功率頻譜密度的信號來發(fā)射。

擴頻通信技術(shù)具有強抗干擾能力、良好的安全保密性，還可以進行多址通信。

3.3.4擴頻技術(shù)

擴頻通信在列車定位中的應(yīng)用

擴頻無線電列車定位系統(tǒng)由無線總站、無線分站（包括地面無線基站）和車載無線設(shè)備組成，如圖3-17所示。無線總站設(shè)在控制中心、提供控制中心與控制分區(qū)之間的信息的通信接口，協(xié)調(diào)相鄰無線分區(qū)的工作。在控制分區(qū)設(shè)置無線分站，實現(xiàn)地面與列車的通信、控制中心與控制分區(qū)的通信以及列車發(fā)送的定位信息。3.3.4擴頻技術(shù)

擴頻通信在列車定位中的應(yīng)用

無線總站和無線分站之間通過兩種方式連接：安全相關(guān)（如數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)）的信息通道和非安全相關(guān)的數(shù)據(jù)通道（如基礎(chǔ)通信網(wǎng)）。

3.3.4擴頻技術(shù)

擴頻通信在列車定位中的應(yīng)用定位信息和命令信息必須通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)傳輸。沿線布置無線基站，通常基站的間隔為14~116km，基站位置的選擇確保在沿線個點，至少能與4個基站建立無線聯(lián)絡(luò)。

基站與自己的無線分站之間通過高速的雙光纜環(huán)連接。在列車行裝置車載無線設(shè)備，通過無線通道與BS通信，并使基站、列車時鐘實現(xiàn)精確同步。3.3.4擴頻技術(shù)

擴頻通信在列車定位中的應(yīng)用車載無線設(shè)備不斷接收來自地面無線基站的信息，選取這些信息中的3個實現(xiàn)定位，其余的信息用于驗證定位無誤，確保運行安全。

車載接收機將這些位置信息經(jīng)過處理生成報告信息，經(jīng)擴頻、調(diào)試后由車載無線設(shè)備向地面發(fā)送。

3.3.4擴頻技術(shù)

擴頻通信在列車定位中的應(yīng)用無線分站協(xié)調(diào)控制域內(nèi)各個基站和列車的工作，并通過基站內(nèi)部從控制分區(qū)來的控制命令和存儲在基站的自身位置信息及其他必要信息加工后，在規(guī)定時隙向列車發(fā)送。

車-地通信采用時分-碼分相結(jié)合或者頻分-時分相結(jié)合的方式。相鄰的無線分站采用不同的偽隨機序列進行擴頻，而在無線分站控制區(qū)域內(nèi)部的基站和列車被分配不同的時隙。

3.4閉塞方式閉塞(Block)就是用信號或憑證，保證列車按照空間間隔制運行的技術(shù)方法?？臻g間隔制就是前行列車和追蹤列車之間必須保持一定距離的行車方法。列車運行自動控制(ATC)系統(tǒng)是依靠控制列車運行速度的方式來保證列車按照空間間隔制運行的。運行列車間必須保持的空間間隔首先是滿足制動距離的需要，同時還要考慮適當(dāng)?shù)陌踩嗔亢痛_認信號時間內(nèi)的運行距離。列車間的追蹤運行間隔越小，運輸能力就越大。1、閉塞的概念

列車運行間隔是軌道交通系統(tǒng)的主要指標(biāo)之一反映了系統(tǒng)最大載客量。影響系統(tǒng)的復(fù)雜程度、造價及系統(tǒng)的適應(yīng)性或靈活性。

列車運行間隔的控制是列車控制的核心故障--安全原則及故障--安全的量化?？煽啃?、安全性、可用度。故障--安全的認證(硬件/軟件/系統(tǒng))。安全與效率的統(tǒng)一。閉塞的分類

目前用于城市軌道交通系統(tǒng)的閉塞方式有三種：固定閉塞、準(zhǔn)移動閉塞、移動閉塞。固定閉塞：以固定的閉塞分區(qū)為單位作為追蹤列車間的安全間隔，現(xiàn)已不適合城市軌道交通發(fā)展的要求。準(zhǔn)移動閉塞：閉塞分區(qū)是用軌道電路或計軸裝置來劃分的，它具有列車定位和占用軌道的檢查功能。在城市軌道交通中使用較普遍。移動閉塞：代表目前閉塞技術(shù)的發(fā)展方向，正在發(fā)展完善之中。在我國城市軌道交通系統(tǒng)中已有應(yīng)用，如武漢輕軌一期、廣州地鐵3號線、北京地鐵10號線等。固定閉塞線路被劃分為固定位置、某一長度的閉塞分區(qū)。一個分區(qū)只能被一列車占用。閉塞分區(qū)的長度按最長列車、滿負載、最高速、最不利制動率等最不利條件設(shè)計。列車間隔為若干閉塞分區(qū)，而與列車在分區(qū)內(nèi)的實際位置無關(guān)。采用階梯式速度控制模式。制動的起點和終點總是某一分區(qū)的邊界。要求運行間隔越短，閉塞分區(qū)(設(shè)備)數(shù)也越多?；谲壍离娐返墓潭ㄩ]塞系統(tǒng)

采用軌道繼電器的吸起和落下來檢測軌道區(qū)段的空閑/占用，根據(jù)列車在該軌道區(qū)段的占用與出清來點亮軌旁設(shè)置的信號機。列車將根據(jù)軌旁的信號機顯示來行車，信號機的顯示定義是帶有速度含義的，列車上的司機必須根據(jù)信號機的顯示來控制列車，在這期間，出現(xiàn)了三顯示和四顯示的固定閉塞系統(tǒng)。

軌道電路原理（空閑）軌道電路原理（占用）三顯示自動閉塞四顯示自動閉塞準(zhǔn)移動閉塞線路被劃分為固定位置、某一長度的閉塞分區(qū)。通常用軌道電路或計軸裝置來劃分。一個分區(qū)只能被一列車占用。采用速度－目標(biāo)距離控制模式。追蹤目標(biāo)點是前行列車所占用閉塞分區(qū)的始端（留有一定的安全距離），即制動的終點總是某一分區(qū)的邊界。但制動的起點是隨線路參數(shù)和列車本身性能不同而變化的?？臻g間隔的長度是不固定的。由于要與移動閉塞相區(qū)別，所以稱為準(zhǔn)移動閉塞。顯然其追蹤運行間隔要比固定閉塞小一些。要求運行間隔越短，閉塞分區(qū)(設(shè)備)數(shù)也越多。準(zhǔn)移動閉塞原理移動閉塞線路沒有被固定劃分的閉塞分區(qū)。列車間的間隔是動態(tài)的、并隨前一列車的移動而移動。該間隔是按后續(xù)列車在當(dāng)前速度下所需的制動距離、加上安全裕量計算和控制的，確保不追尾。采用速度-目標(biāo)距離控制模式。制動的起始和終點是動態(tài)的。后行列車從最高速開始制動的計算點是根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)速度及列車本身的性能計算決定的。目標(biāo)點是前行列車的尾部，與前行列車的走行和速度有關(guān)，是隨時變化的。軌旁設(shè)備的數(shù)量與列車運行間隔關(guān)系不大。移動閉塞原理移動閉塞速度控制移動閉塞的技術(shù)優(yōu)勢

基于通信的移動閉塞列車控制技術(shù)是發(fā)展方向，代表了國際最先進水平?？蓪崿F(xiàn)雙向、連續(xù)通信，且信息量大。進一步縮短行車間隔，提高載客量。可以節(jié)省基建投資(短車、高密度、短站臺)。最大限度減少不必要的制動、平衡全線加速（或減速、停站時間等）實現(xiàn)節(jié)能。支持無人駕駛。可靠性高。固定閉塞準(zhǔn)移動閉塞移動閉塞制動的起點某一分區(qū)邊界變化動態(tài)變化制動的終點某一分區(qū)邊界某一分區(qū)邊界動態(tài)變化追蹤目標(biāo)點閉塞分區(qū)始端閉塞分區(qū)始端前車尾部空間間隔長度固定不固定動態(tài)變化移動閉塞、準(zhǔn)移動閉塞與固定閉塞比較移動閉塞、準(zhǔn)移動閉塞與固定閉塞比較項目制式固定閉塞準(zhǔn)移動閉塞移動閉塞系統(tǒng)組成簡單較復(fù)雜簡單功能簡單較強大強大列車定位技術(shù)軌道電路/計軸軌道電路/計軸列車自身定位列車定位精度一個軌道分區(qū)，幾百米幾十米幾米地-車信息傳輸模擬軌道電路，單向傳輸數(shù)字軌道電路，單向傳輸環(huán)線/無線/波導(dǎo)管等，雙向傳輸?shù)?車傳輸信息量小，十幾個信息較大，幾百個信息內(nèi)大，達到幾兆正線間隔最小2.5分鐘達到90秒最小70秒易實施性難難容易技術(shù)先進性落后較先進先進項目制式固定閉塞準(zhǔn)移動閉塞移動閉塞成熟度成熟成熟較成熟初期投入成本小較大較大全生命周期成本小大較大國家可持續(xù)發(fā)展有優(yōu)勢（非大運量交通）優(yōu)勢不明顯優(yōu)勢明顯（可實現(xiàn)跨越式發(fā)展）維護量大大小管理要求（人員和水平）低較高高RAMS低較高高智能化程度低較高高互聯(lián)互通的支撐性弱較強強移動閉塞、準(zhǔn)移動閉塞與固定閉塞比較移動閉塞原理移動閉塞系統(tǒng)中列車和軌旁設(shè)備必須保持連續(xù)的雙向通信。列車不間斷地向軌旁控制器傳輸其標(biāo)識、位置、方向和速度，軌旁控制器根據(jù)來自列車的信息計算、確定列車安全行車間隔，并將相關(guān)信息（如先行列車位置、移動授權(quán)等）傳遞給列車，控制列車運行。列車定位（列車位置報告）、軌道空閑檢測及車-地雙向通信是實現(xiàn)移動閉塞技術(shù)的基礎(chǔ)。列車追蹤是一個軌旁的安全功能。該功能根據(jù)列車的位置報告，計算線路可變空閑狀態(tài)，為移動授權(quán)提供依據(jù)。移動閉塞原理在車-地雙向通信通道正常，列車位置報告由車載設(shè)備發(fā)送到軌旁設(shè)備。列車追蹤功能計算線路可變的安全空閑信息，作為移動授權(quán)計算的基礎(chǔ)。ATP軌旁計算機單元追蹤列車，評估所有列車的移動條件，并通過連續(xù)式車-地通信系統(tǒng)發(fā)送一個連續(xù)式通信級移動授權(quán)報文到車載ATP。該功能同時監(jiān)督其他的防護點，比如道岔的狀態(tài)，并考慮在連續(xù)式通信級移動授權(quán)內(nèi)。列車追蹤以列車的位置信息為主要輸入，同時和軌道空閑檢測裝置建立通信通道。移動閉塞列車分離原理移動閉塞列車分離功能負責(zé)保持列車間的安全距離。在移動閉塞下，列車同樣運行在聯(lián)鎖設(shè)定的進路。PoP：PointofProtection防護點。移動閉塞列車分離功能需要監(jiān)督聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如道岔位置。當(dāng)?shù)啦砦恢脕G失時，就要縮短移動授權(quán)。前行列車報告新位置后移動授權(quán)的延伸MAS系統(tǒng)設(shè)備DCCOFNMR移動自動閉塞系統(tǒng)組成OBE的基本功能防超速：測速比較VMAX緊急制動常用制動VMAX報警報警點自動實施常用制動報警點自動實施常用制動追加緊急制動

防超越停車目標(biāo)計算距離確定制動方式OBE的硬件基本結(jié)構(gòu)ATP其它控制I/O數(shù)據(jù)處理(編碼/發(fā)碼)移動通信接口1.滿足安全行車等各功能2.實施與SCC等之間數(shù)據(jù)和語音通信3.采用高可靠/高可用/安全用2/3核心記錄司機前顯示控制臺控制DGPS信息

查詢應(yīng)答器接口

數(shù)據(jù)鍵入4.抗干擾，滿足電磁兼容要求5.適應(yīng)環(huán)境變化6.有足夠接口列車完整性檢測車內(nèi)溫度檢測與控制簡易車站道岔遙控及檢測測速接口車門控制SCC的基本功能對區(qū)間所有列車運行核實計算：是否超速。證實各列車是否建立了移動閉塞分區(qū)。與區(qū)間各OBE數(shù)據(jù)通信與上/下行相鄰車站通信聯(lián)絡(luò)建立接/發(fā)車關(guān)系與區(qū)間各列車通信中的編碼/譯碼(取得行車運行實跡和發(fā)送命令)與車站聯(lián)鎖聯(lián)絡(luò)構(gòu)成列車進路與DCC通信取得行車命令與DCC通信反饋管轄范圍內(nèi)列車運行實跡行車中特殊情況處理顯示區(qū)間和車站行車實跡記錄和打印所有管轄內(nèi)列車行車實跡SCC的基本功能SCC的硬件基本結(jié)構(gòu)對各列車形成閉塞分區(qū)的計算I/O移動通信接口1.采用高可靠2/3核心2.抗干擾3.有足夠接口4.適應(yīng)環(huán)境變化記錄/查詢控制臺前顯示控制臺控制上/下行車站數(shù)據(jù)通信

DCC雙向通信

電源數(shù)據(jù)處理(編碼/發(fā)碼)車站聯(lián)鎖

I/O實現(xiàn)移動自動閉塞的基礎(chǔ)—移動通信功能:——雙向移動數(shù)據(jù)通信

……可能方式:——無線移動通信(WLAN、GSM-R等)——漏泄波導(dǎo)/電纜——衛(wèi)星通信

——軌間電纜

……移動無線通信方式區(qū)間SCCSCC車站移動通信控制內(nèi)容

車載設(shè)備OBE車站控制中心SCC安全信息（VitalMessage)

1.本信息給SCC編號

2.本列車編號

3.現(xiàn)在什么地方，里程標(biāo)

4.發(fā)信時間

5.什么速度前進

6.加/減速度

7.特殊應(yīng)急信息

……

非安全信息（NonvitalMessage)

1.列車長度

2.列車編組

3.始發(fā)/目的站

4.司機乘務(wù)組編號

5.列車迂到正常/異常情況

……

車站控制中心SCC車載設(shè)備OBE本信息給哪個列車編號本SCC編號該車前進的最大允許速度距前車/進站信號機的距離進車站正線停車/側(cè)線停車/正或側(cè)線通過前方某里程標(biāo)到某里程標(biāo)為限速區(qū)段，限速值為公里/小時

……安全信息

(VitalMessage)

非安全信息(NonvitalMessage)該車前方區(qū)段坡道值，彎道值其它該告知的信息

……DCC的基本功能利用“移動”功能充分發(fā)揮調(diào)度作用達到最佳調(diào)度采集管轄區(qū)段內(nèi)所有列車運行的實時信息，為旅客和貨主應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)提供信息顯示全調(diào)度區(qū)段的站場和列車運行的動態(tài)實跡

記錄全調(diào)度區(qū)段列車運行實跡能靈活地查詢列車運行，為貨主/旅客提供信息，用以提高鐵路運輸業(yè)的競爭力

緊急控制管轄區(qū)段內(nèi)某段發(fā)生事故時的列車運行協(xié)調(diào)全調(diào)度區(qū)段電力/橋隧/水位/雷電/暴風(fēng)雪等多因素對列車運行控制組織好軍事運輸或某種特種緊急運輸?shù)牧熊囘\行組織充分利用智能技術(shù)來組織運輸與各類乘務(wù)組工作組織協(xié)調(diào)良好的通信接口遙控/遙測簡易車站道岔轉(zhuǎn)轍功能緊急列車運行控制DCC的硬件基本結(jié)構(gòu)電力供應(yīng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)小屏幕顯示及控制橋隧/水位系統(tǒng)協(xié)調(diào)智能化短期運行圖編制各類實時信息送相應(yīng)MIS系統(tǒng)DCC核心大屏幕顯示各類乘務(wù)組工作組織系統(tǒng)協(xié)調(diào)記錄/查詢MAS的基本結(jié)構(gòu)MAS的標(biāo)準(zhǔn)完整結(jié)構(gòu)——三層式:(適用于有車站作業(yè))MAS的簡化結(jié)構(gòu)——二層式:MAS的中間形式結(jié)構(gòu)——二層/三層交叉式:即:有的地方用三層——較大車站有的地方用二層——小車站及較少車站作業(yè)

應(yīng)用移動自動閉塞系統(tǒng)后，它肯定會帶來一定的效益，因為由于車站管理中心和車載移動體之間不間斷地、大量地雙向數(shù)據(jù)傳輸，以及充分應(yīng)用智能技術(shù)等會帶來的好處，具體而言，MAS應(yīng)用效益可以歸納如下：

1．區(qū)間通過能力可以獲得最佳值，使其潛在的通過能力充分地發(fā)揮。

2．區(qū)段調(diào)度/車站調(diào)度/任意一級調(diào)度都可以隨時清晰地了解區(qū)間列車的狀態(tài)，以及其各種參數(shù)，各級調(diào)度可以直接指揮行車。移動自動閉塞系統(tǒng)應(yīng)用效益的初步分析3．在區(qū)間運行的各類列車參數(shù)（包括列車號、機車號、去向、所在地點、起/止點、車輛數(shù)、載重量等）自動地送向各種管理系統(tǒng)，如：TMIS、DMIS或其它MIS系統(tǒng)，不需要人工鍵入，減少各類MIS系統(tǒng)的業(yè)務(wù)人員，避免對參數(shù)的漏鍵、錯鍵、遲鍵和其它人為錯誤。4．鑒于區(qū)間列車可清楚列車實際所在地及車速等參數(shù)，所以MAS的行車安全要比FAS更得以保證。5．在線路上，不需要另外電纜等投資而實現(xiàn)雙向運行。6.在多股道線路上定時地實現(xiàn)多車單向運行而不需要任何其它設(shè)備，便于組織滿足旅客的某段時間高峰運輸?shù)男枰?．在按正常運行圖運行狀態(tài)打亂后，在區(qū)段調(diào)度處，根據(jù)區(qū)段內(nèi)實際運輸情況，實現(xiàn)3小時的自動化運行調(diào)整。8．MAS所用的基層通信系統(tǒng)中，可以實現(xiàn)多媒體通信。9．MAS的基礎(chǔ)通信層中也完全可以納入鐵路工務(wù)、機務(wù)、安全衛(wèi)生等多種信息的傳輸，達到信息共享。

CBTC—MAS控制系統(tǒng)中靈活適應(yīng)區(qū)間行車不同速度、不同載重及各種密度等。

11.

遭受自然災(zāi)害，如：地震、海嘯、暴風(fēng)雪、水災(zāi)等以及戰(zhàn)爭破壞，鐵路遭受這些破壞后只要公務(wù)、機務(wù)恢復(fù)，MAS恢復(fù)控制比較容易，因為減少了電纜和軌道電路的恢復(fù)過程。

12.減少雷電對軌道電路、電纜等受雷擊的可能性。

13.減少電務(wù)人員原來必須沿線維護軌道電路和信號機等的維護。

14.對于人煙稀少地區(qū)，運量又較小，則應(yīng)用CBTC后，可以在某段時間內(nèi)封閉部分車站擴大兩站間運輸距離而直接組織行車，減少維護及人員的費用。第四章城市軌道交通聯(lián)鎖系統(tǒng)主要內(nèi)容：4.1聯(lián)鎖基本概念4.2

聯(lián)鎖內(nèi)容4.3進路控制4.46502電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)4.5

計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)4.1聯(lián)鎖基本概念

聯(lián)鎖是保證城市軌道交通行車安全的重要技術(shù)措施，是指信號設(shè)備與相關(guān)因素的制約關(guān)系。廣義的聯(lián)鎖泛指各種信號設(shè)備所存在的相互制約關(guān)系；狹義的聯(lián)鎖一般指車站信號設(shè)備之間的相互制約關(guān)系。在城市軌道交通的車站和車輛段，為保證行車安全，聯(lián)鎖關(guān)系必須十分嚴密，并采用技術(shù)措施加以保證。4.1聯(lián)鎖基本概念

列車或調(diào)車車列在站內(nèi)運行時所經(jīng)過的路徑稱為進路。進路由道岔的位置決定，根據(jù)道岔的不同位置可以構(gòu)成不同的進路。建立進路就是把進路上的道岔轉(zhuǎn)到進路所要求的位置上，然后再將該進路的防護信號機開放。列車或調(diào)車車列必須依據(jù)信號開放而通過進路。如果進路上道岔的開通位置不正確，或有車占用，或出現(xiàn)敵對進路已經(jīng)建立等情況，相應(yīng)的信號就不能開放；信號一旦開放后，所防護的進路不能變動，即此時進路內(nèi)的道岔不能再轉(zhuǎn)換，直至信號機關(guān)閉或列車、調(diào)車車列越過道岔為止。聯(lián)鎖與聯(lián)鎖設(shè)備

4.1聯(lián)鎖基本概念圖4-1多列車進路示意圖

進路的種類及劃分

4.1聯(lián)鎖基本概念

進路的種類及劃分

4.1聯(lián)鎖基本概念

進路的種類及劃分

4.1聯(lián)鎖基本概念

進路的種類及劃分

4.1聯(lián)鎖基本概念

進路的種類及劃分

4.2聯(lián)鎖內(nèi)容

道岔與進路之間的聯(lián)鎖

4.2聯(lián)鎖內(nèi)容

道岔與進路之間的聯(lián)鎖

4.2聯(lián)鎖內(nèi)容

道岔與進路之間的聯(lián)鎖

4.2聯(lián)鎖內(nèi)容

道岔與信號機之間的聯(lián)鎖

4.2聯(lián)鎖內(nèi)容

進路與進路之間的聯(lián)鎖

4.2聯(lián)鎖內(nèi)容

進路與進路之間的聯(lián)鎖

4.2聯(lián)鎖內(nèi)容

進路與信號機之間的聯(lián)鎖

4.2聯(lián)鎖內(nèi)容

進路與信號機之間的聯(lián)鎖

4.2聯(lián)鎖內(nèi)容

進路與信號機之間的聯(lián)鎖

4.3進路控制

根據(jù)進路是否建立，可以將進路狀態(tài)分為鎖閉和解鎖兩種狀態(tài)。進路鎖閉是指進路已經(jīng)辦理，進路上的所有道岔都被鎖閉在規(guī)定位置不能轉(zhuǎn)換，且敵對信號機被鎖閉在未建立狀態(tài)；進路解鎖是指進路沒有辦理，或使進路上的所有道岔都處于位置可以轉(zhuǎn)換且敵對信號機處于未被鎖閉的狀態(tài)。

進路狀態(tài)

4.3進路控制1進路建立過程（1）進路選擇（2）進路鎖閉（3）開放信號2進路解鎖過程（1）取消進路

（4）調(diào)車中途折返解鎖（2）人工解鎖

（5）故障解鎖（3）正常解鎖進路控制過程

4.46502電器集中聯(lián)鎖系統(tǒng)（1）采用組合式電路（2）采用雙按鈕選路方式（3）采用逐段解鎖方式（4）電路動作層次清晰主要技術(shù)特征

4.46502電器集中聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)備組成

4.46502電器集中聯(lián)鎖系統(tǒng)6502電氣集中聯(lián)鎖電路的動作層次是：先選擇進路，再鎖閉進路，然后開放信號，最后解鎖進路。工作原理

4.5計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)1.計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展概況2.計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的特點與繼電集中聯(lián)鎖系統(tǒng)相比，計算機聯(lián)鎖具有顯著優(yōu)點計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)概述

4.5計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

4.5計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)

4.5計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)

4.5計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)

4.5計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)

4.5計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)舉例

4.5計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)舉例

4.5計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)舉例

4.5計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)舉例

4.5計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)舉例

4.5計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)舉例

思考題1.什么叫聯(lián)鎖?聯(lián)鎖有哪些基本條件?2.聯(lián)鎖設(shè)備有哪些功能?有哪些基本要求?3.什么叫進路?如何劃分?4.城市軌道交通進路可分為哪幾種?5.說明道岔、進路和信號機之間的基本聯(lián)鎖的內(nèi)容。6.什么叫進路控制過程?7.進路有哪些解鎖方式?8.6502電氣集中聯(lián)鎖的主要技術(shù)特征有哪些?9.6502電氣集中聯(lián)鎖由哪些設(shè)備構(gòu)成?10.什么叫計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)?有哪些優(yōu)越性?11.說明計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。12.計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)有哪些冗余結(jié)構(gòu)?13.查閱資料，簡述各城市地鐵線路采用的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)。第五章列車自動控制系統(tǒng)主要內(nèi)容：5.1ATC系統(tǒng)綜述5.2

ATC系統(tǒng)的分類5.3ATC系統(tǒng)的選用原則5.4

ATC系統(tǒng)的控制模式5.1ATC系統(tǒng)綜述初期:

六十年代之前，列車運行控制系統(tǒng)由路旁信號機來傳遞信息，列車運行安全取決于司機的視覺駕駛技術(shù)和經(jīng)驗，前后列車間的空間間隔由相鄰信號機之間的距離來實現(xiàn)。國外發(fā)展情況

一、ATC系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r5.1ATC系統(tǒng)綜述初步發(fā)展時期:

七十年代之后，列車速度的提高對列車運行控制系統(tǒng)在安全和效率方面提出了更高的要求，隨著地面信息傳輸技術(shù)和列車信息