信号系统解析课件.ppt

1、系统概述系统配置系统功能系统接口系统设计注意事项系统典型故障分析系统概述在城市轨道交通系统中，信号系统是一个集行车指挥和列车运行控制为一体的非常重要的机电系统，它直接关系到城市轨道交通系统的运营安全、运营效率以及服务质量。它保证乘客和列车的安全，实现列车快速、高密度、有序运行的功能。地铁信号系统的核心是列车自动控制（ATC）系统。它由计算机联锁子系统（CBI）、列车自动防护（ATP）子系统、列车自动驾驶（ATO）子系统、列车自动监控（ATS）子系统构成。各子系统之间相互渗透，实现地面控制与车上控制相结合，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自动控制系统

2、。它是现代城市轨道交通核心控制技术之一。ATC系统构成示意图计算机联锁（CBI）子系统列车自动防护（ATP）子系统列车自动监控（ATS）子系统列车自动运行（ATO）子系统ATC系统信号系统分类 尽管各类信号系统在实现列车控制方式、车地数据传输方式、列车定位方式和信息量等方面各有不同，但基本上可按以下方式分类：按各信号设备所处地域、实现功能又可分为：控制中心ATS子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统。基于固定闭塞阶梯式速度控制方式示意图固定闭塞ATC系统：固定闭塞将线路划分为固定的闭塞分区，无论是前后列车位置还是前后列车的间距，都是用轨道电路来检测的，由于列车定位是以固定区段为单位的，系统只

3、知道列车在哪个区段，而不知道在区段中的具体位置，所以固定闭塞的速度控制是阶梯式的。在这种制式中，需要向列车安全传送的只是代表少数几个速度级的速度码。基于准移动闭塞连续曲线速度控制方式示意图准移动闭塞ATC系统：准移动闭塞对前后列车采取不同的定位方式。前面的列车定位仍采用固定闭塞方式，而后续列车定位采用移动的方式。为了提高后续列车的定位精度，在地面每隔一段距离设置1隔定位标志（可以是轨道电路的分界点或信标等），列车通过时提供绝对位置信息。在相邻标志之间，列车的相对位置由列车上的速度传感器测得。准移动闭塞在控制列车的安全间隔上比固定闭塞迈进了一步。可以告之后续列车可以前行的距离，后续列车可根据这一

4、距离合理采取牵引或制动控制，从而缩短列车安全间隔。但准移动闭塞中后续列车的最大目标制动点仍必须在先行列车占用分区的分隔处，因此并没有完全突破轨道电路的限制。基于移动闭塞连续曲线速度控制方式示意图移动闭塞ATC系统：移动闭塞是前后两列车都采用移动定位的方式。不存在安全分区，列车间的安全追踪间距随着列车的运行不断移动和变化。目前，大多数移动闭塞系统都采用无线通信系统实现各子系统间的通信，构成基于无线通信技术的移动闭塞。轨旁ATC设备根据控制区列车的连续位置、速度及其它信息计算出列车移动授权，并传送给列车，车载ATC设备根据接收到的移动授权信息和列车自身运行状态计算出列车运行速度曲线，对列车进行牵引

5、、巡航、惰行、制动控制。在移动闭塞ATC系统 中，列车之间保持最小“安全距离”进行追踪运行。该安全距离是指后续列车安全行车间隔停车点与前行列车尾部位置之间的动态距离。由于在移动闭塞制式下，列车安全行车间隔停车点较准移动闭塞和固定闭塞更靠近前行列车，因此安全行车间隔距离也较短，在保证安全的前提下，能最大程度地提高列车区间通过能力。系统配置系统功能2.信号各子系统功能（1）列车自动监控（ATS）子系统 列车识别号追踪、传递和显示 列车运行图编制及管理 列车运行的自动调整 列车进路的控制 实时监视在线列车运行和信号设备的状态(其中含道岔、信号机、电源等)实现与无线通信、乘客导向、综合监控等系统的接口

6、 提供司机发车指示 统计、管理与记录等（2）列车自动保护（ATP）（含正线联锁）子系统 列车定位/测速 安全列车间隔控制 列车速度和方向的监督防护 经济制动使能（实施）列车完整性监督 轮径确认及磨损补偿 车门/屏蔽门监控 轨道终点、工作区域和折返作业的防护 列车筛选（3）列车自动运行（ATO）子系统 列车在区间运行的自动控制及调整 控制列车按运行图规定的区间走行时分行车，自动实现对列车的启动、加速、巡航、惰性、减速和停车的合理控制。在正线车站、折返线和试车线自动实现列车的精确停车控制。在ATP子系统的允许下，向列车和屏蔽门控制系统发送开/关车门和屏蔽门的命令。向车辆自动广播系统提供相关信息。记

7、录和统计系统事件的时间和日期。16APCCAPZCRadioRadioATS1.联锁控制轨旁道岔动作，并将道岔的状态信息传递给ZC。2.ZC(基于列车位置和道岔状态信息)给车载传送移送授权，并将列车位置信息传递给ATS联锁3.CC计算制动曲线，防止列车超速。ATO模式：受ATP完全防护的ATO自动驾驶模式。ATP模式：受ATP完全防护的人工驾驶模式。RM模式：受ATP防护的限制人工驾驶模式。NRM 模式：无ATC防护的全人工驾驶模式。AR模式：无人自动折返。p 驾驶模式驾驶模式p 门控模式门控模式 半自动模式：自动开门/手动关门 人工模式：手动开门/手动关门 自动模式：自动开门/自动关门系统接

8、口系统设计注意事项机械接口1ATC机柜外形尺寸尺寸应该尽量小，满足车辆安装要求合同谈判阶段初步设计阶段2ATC机柜安装方式初步设计阶段3ATC机柜的密封等级一般不做特殊要求初步设计阶段4ATC机柜的重量初步设计阶段5ATC机柜重心位置初步设计阶段6ATC机柜检修空间需保证机柜能够取出更换初步设计阶段7ATC机柜出线位置、出线数量及线径大小、接地位置等初步设计阶段8ATC机柜连接器相关要求满足车辆关于连接器整体要求合同谈判阶段初步设计阶段9速度传感器、TWC及ATP天线外形尺寸初步设计阶段10速度传感器、TWC及ATP天线安装方式初步设计阶段11速度传感器、TWC及ATP天线安装位置、振动冲击相

9、关要求考虑振动冲击相关要求，安装在底架或转向架初步设计阶段12速度传感器、TWC及ATP天线的密封等级初步设计阶段13速度传感器、TWC及ATP天线的重量如装在转向架应特别注意初步设计阶段14速度传感器、TWC及ATP天线检修空间初步设计阶段15速度传感器、TWC及ATP天线出线位置、出线数量及线径大小、接地位置等初步设计阶段16速度传感器、TWC及ATP天线连接器相关要求满足车辆关于连接器整体要求初步设计阶段17速度传感器、TWC及ATP天线电缆保护及弯曲半径等要求初步设计阶段18速度传感器、TWC及ATP天线配线是否为特殊电缆相关要求建议特殊电缆由信号供货初步设计阶段19HMI外形尺寸初步

10、设计阶段20HMI安装方式初步设计阶段21HMI安装位置、振动冲击相关要求初步设计阶段22HMI密封等级初步设计阶段23HMI重量初步设计阶段24HMI检修空间及散热要求如自然风冷，需在司机台有足够散热空间；司机台相应开散热孔初步设计阶段25HMI出线位置、出线数量及线径大小、接地位置等初步设计阶段26HMI连接器相关要求初步设计阶段27HMI电缆保护及弯曲半径等要求初步设计阶段28HMI配线是否为特殊电缆相关要求初步设计阶段29天线馈线的长度要求注意是否可以截断等要求初步设计阶段电气接口1信号系统供电电压范围日本系统电压范围（77V-121V）;欧洲系统（77V-137.5V）合同谈判阶段2

11、速度传感器精度初步设计阶段3是否有里程计功能信号如果有里程计，车辆则可省掉 初步设计阶段4输入及输出接口功能确定初步设计阶段5是否有10mA以下小电流输入点详细设计阶段6各输入及输出触点容量初步设计阶段7配电空开的选择注意信号的特殊要求详细设计阶段8连接器针脚定义详细设计阶段9配线的屏蔽及接地要求详细设计阶段10线号及色标的确定详细设计阶段11接线图确认详细设计阶段12列车换向、开门侧等确认初步设计阶段13ATP切除相关要求确认考虑ATP切除时，相关输出信号的旁路初步设计阶段14紧急制动控制特殊确认满足车辆电路统一要求初步设计阶段功能接口1ATO模式牵引指令传输方式应与车辆匹配网络传输、硬线传

12、输、PWM传输合同谈判阶段2门控制模式（A/A,A/M,M/M）合同谈判阶段3驾驶模式（ATO,ATP,RM,NRM）各模式下的控制信号是否有效，各模式下司机如何操作合同谈判阶段4自动折返步骤及相关要求（分站前折返与站后折返）注意折返时，门、照明、制动、辅助的控制初步设计阶段5输入及输出信号触点容量详细设计阶段6保持制动控制相关要求ATO模式，信号是否需要控制保持制动详细设计阶段7超速防护方式，最大常用制动建议采用单独输出硬线线号控制方式初步设计阶段8信号系统与制动系统接口初步设计阶段9信号系统与TCMS系统接口，初步设计阶段10信号系统与牵引系统接口初步设计阶段11信号系统构成及冗余方式信号

13、系统必须有冗余设计初步设计阶段12EMC相关要求是否满足合同要求，是否与牵引系统匹配，轨道电路的信号系统EMC要求要特殊注意合同谈判阶段初步设计阶段13信号系统与门系统接口初步设计阶段14信号系统与PIS系统接口，报站信息等初步设计阶段15限速及备用模式初步设计阶段系统典型故障分析1.列车冲标或欠标：信号联调牵引制动力配合出现问题，导致车辆在ATO模式下无法满足停车精度要求2.部分信号功能在车辆出现故障隔离时不能发挥作用 车辆给出的关键信号状态没有与信号系统澄清清楚，导致信号降级工作3.车门与屏蔽门开闭不同步 软件原因，调整软件开关门延时时间。4.ATO自动报站错误 ATO自动报站时与TCMS软件接口问题，需定义清出站代码，发出时间，报站时序。