軌道交通系統(tǒng)一般指城市軌道交通信號系統(tǒng)
城市軌道交通信號系統(tǒng)是保證列車運(yùn)行安全，實現(xiàn)行車指揮和列車運(yùn)行現(xiàn)代化领曼，提高運(yùn)輸效率的關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備鸥鹉。
原? ? 理
列車自動控制系統(tǒng)
目? ? 的
提高運(yùn)輸效率的關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備
分? ? 類
分為連續(xù)式和點式
城市軌道交通信號系統(tǒng)
城市軌道交通信號系統(tǒng)是保證列車運(yùn)行安全，實現(xiàn)行車指揮和列車運(yùn)行現(xiàn)代化庶骄，提高運(yùn)輸效率的關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備毁渗。
城市軌道交通信號系統(tǒng)通常由 列車自動控制系統(tǒng)（AutomaticTrain Control，簡稱 ATC）組成单刁，ATC系統(tǒng)包括三個子系統(tǒng)：
— 列車自動 監(jiān)控系統(tǒng)（Automatic TrainSupervision灸异，簡稱 ATS）
— 列車自動防護(hù)子系統(tǒng)（Automatic Train Protection，簡稱 ATP）
— 列車自動運(yùn)行系統(tǒng)（Automatic Train Operation，簡稱ATO）
三個子系統(tǒng)通過信息交換 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)肺樟，實現(xiàn)地面控制與車上控制結(jié)合檐春、現(xiàn)地控制與中央控制結(jié)合，構(gòu)成一個以安全設(shè)備為基礎(chǔ)么伯，集行車指揮疟暖、運(yùn)行調(diào)整以及列車駕駛自動化等功能為一體的列車自動控制系統(tǒng)。
一田柔、列車自動控制系統(tǒng)（ATC）分類
1俐巴、按閉塞布點方式：可分為固定式和移動式。固定閉塞方式中按控制方式凯楔，又可分為速度碼模式（臺階式）和目標(biāo)距離碼模式（曲線式）。
2锦募、按機(jī)車信號傳輸方式：可分為連續(xù)式和點式摆屯。
3、按各系統(tǒng)設(shè)備所處地域可分為：控制中心子系統(tǒng)糠亩、車站及軌旁子系統(tǒng)虐骑、車載設(shè)備子系統(tǒng)、 車場子系統(tǒng)赎线。
二廷没、固定閉塞ATC系統(tǒng)
固定閉塞ATC系統(tǒng)是指基于傳統(tǒng)軌道電路的 自動閉塞方式， 閉塞分區(qū)按線路條件經(jīng)牽引計算來確定垂寥，一旦劃定將固定不變颠黎。列車以閉塞分區(qū)為最小行車間隔，ATC系統(tǒng)根據(jù)這一特點實現(xiàn)行車指揮和列車運(yùn)行的自動控制滞项。固定閉塞ATC系統(tǒng)又可分為速度碼模式和目標(biāo)距離碼模式狭归。
1、 速度碼模式（臺階式）
如 北京地鐵和上海地鐵1號線分別引進(jìn)的英國西屋公司和美國GRS公司的ATC系統(tǒng)均屬此類ATC系統(tǒng)文判，該系統(tǒng)屬70～80年代的產(chǎn)品过椎，技術(shù)成熟、造價較低戏仓，但因閉塞分區(qū)長度的設(shè)計受限于最不利線路條件和最低列車性能疚宇，不利于提高線路運(yùn)輸效率。固定閉塞速度碼模式ATC是基于普通音頻軌道電路赏殃，軌道電路傳輸信息量少敷待，對應(yīng)每個閉塞分區(qū)只能傳送一個信息代碼，從控制方式可分成入口控制和出口控制兩種仁热，從軌道電路類型劃分可分為有絕緣和 無絕緣軌道電路兩種讼撒。
以出口防護(hù)方式為例，軌道電路傳輸?shù)男畔⒓丛搮^(qū)段所規(guī)定的出口速度命令碼，當(dāng)列車運(yùn)行的出口速度大于本區(qū)段的出口命令碼所規(guī)定的速度時根盒，車載設(shè)備便對列車實施懲罰性制動钳幅，以保證列車運(yùn)行的安全。由于列車監(jiān)控采用出口檢查方式炎滞，為保證列車安全追蹤運(yùn)行敢艰，需要一個完整的閉塞分區(qū)作為列車的安全保護(hù)距離，限制了線路通過能力的進(jìn)一步提高和發(fā)揮册赛。能提供此類產(chǎn)品的公司有：英國WSL公司钠导、美國GRS公司、法國ALSTOM公司森瘪、德國SIEMENZ公司等牡属。
2、 目標(biāo)距離碼模式（曲線式）
目標(biāo)距離碼模式一般采用音頻數(shù)字軌道電路或音頻軌道電路加電纜環(huán)線或音頻軌道電路加應(yīng)答器扼睬，具有較大的信息傳輸量和較強(qiáng)的抗干擾能力逮栅。通過音頻數(shù)字軌道電路發(fā)送設(shè)備或應(yīng)答器向車載設(shè)備提供目標(biāo)速度、目標(biāo)距離窗宇、線路狀態(tài)（曲線半徑措伐、坡道等數(shù)據(jù)）等信息，車載設(shè)備結(jié)合固定的車輛性能數(shù)據(jù)計算出適合于列車運(yùn)行的目標(biāo)距離速度模式曲線（最終形成一段曲線控制方式）军俊，保證列車在目標(biāo)距離速度模式曲線下有序運(yùn)行侥加。不僅增強(qiáng)了列車運(yùn)行的舒適度，而且列車追蹤運(yùn)行的最小安全間隔縮短為安全保護(hù)距離粪躬，有利于提高線路的通過能力担败。如上海地鐵2號線引進(jìn)美國US&S公司、明珠線引進(jìn)法國ALSTOM公司和 廣州地鐵1镰官、2號線引進(jìn)德國西門子公司的ATC系統(tǒng)均屬此類氢架。
三、移動閉塞ATC系統(tǒng)
移動閉塞方式的ATC系統(tǒng)通常采用 無線通信朋魔、地面交叉感應(yīng)環(huán)線岖研、 波導(dǎo)等媒體，向列控車載設(shè)備傳遞信息警检。列車安全間隔距離是根據(jù)最大允許車速孙援、當(dāng)前停車點位置、線路等信息計算得出扇雕，信息被循環(huán)更新拓售，以保證列車不間斷收到 即時信息。
移動閉塞ATC系統(tǒng)是利用列車和地面間的雙向 數(shù)據(jù)通信設(shè)備镶奉，使地面信號設(shè)備可以得到每一列車連續(xù)的位置信息础淤，并距此計算出每一列車的運(yùn)行權(quán)限崭放，動態(tài)更新發(fā)送給列車，列車根據(jù)接收到的運(yùn)行權(quán)限和自身的 運(yùn)行狀態(tài)鸽凶，計算出列車運(yùn)行的 速度曲線币砂，實現(xiàn)精確的定點停車，實現(xiàn)完全防護(hù)的列車雙向運(yùn)行模式玻侥，更有利于線路通過能力的充分發(fā)揮决摧。
移動閉塞ATC系統(tǒng)在我國還未有應(yīng)用實例，國外能提供此類系統(tǒng)的公司有：阿爾卡特公司交叉感應(yīng)電纜作為傳輸媒介的ATC系統(tǒng)凑兰，在加拿大溫哥華“ 天車線”和香港KCRC西部鐵路等應(yīng)用掌桩，技術(shù)比較成熟，但交叉感應(yīng)軌間電纜給線路日常養(yǎng)護(hù)帶來不便姑食；美國哈蒙公司基于 擴(kuò)頻電臺通信的移動閉塞應(yīng)用在舊金山BART線波岛，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)用尚不成熟音半；阿爾斯通公司基于波導(dǎo)傳輸信息的移動閉塞正在新加坡西北線試驗段安裝調(diào)試则拷。
四、信號系統(tǒng)基本功能
1祟剔、 列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）
ATS系統(tǒng)由控制中心隔躲、車站摩梧、車場以及車載設(shè)備組成物延。ATS系統(tǒng)在ATP系統(tǒng)的支持下完成對列車運(yùn)行的自動監(jiān)控，實現(xiàn)以下基本功能：
〗龈浮（1）通過ATS車站設(shè)備叛薯，能夠采集軌旁及車載ATP提供的軌道占用狀態(tài)、進(jìn)路狀態(tài)笙纤、列車運(yùn)行狀態(tài)以及信號設(shè)備故障等控制和監(jiān)督列車運(yùn)行的基礎(chǔ)信息耗溜。
（2）根據(jù) 聯(lián)鎖表省容、計劃運(yùn)行圖及列車位置抖拴，自動生成輸出進(jìn)路控制命令，傳送至 車站聯(lián)鎖設(shè)備腥椒，設(shè)置 列車進(jìn)路阿宅、控制列車停站時分。
×搿（3）列車識別跟蹤洒放、傳遞和顯示功能。系統(tǒng)能自動完成 正線區(qū)段內(nèi)列車識別號（服務(wù)號滨砍、目的地號往湿、車體號）跟蹤妖异，列車識別號可由中央ATS自動生成或調(diào)度員人工設(shè)定、修改领追，也可由列車經(jīng)車—地通信向ATS發(fā)送識別號等信息他膳。
（4）列車計劃與實跡運(yùn)行圖的比較和計算機(jī)輔助調(diào)度功能蔓腐。能根據(jù)列車運(yùn)行實際的偏離情況矩乐，自動生成調(diào)整計劃供調(diào)度員參考或自動調(diào)整列車停站時分，控制發(fā)車時間回论。
∩⒑薄（5）ATS中央故障情況下的降級處理，由調(diào)度員人工介入設(shè)置進(jìn)路傀蓉，對列車運(yùn)行進(jìn)行調(diào)整欧漱，由ATS車站完成自動進(jìn)路或根據(jù)列車識別號進(jìn)行自動信號控制，由車站人工進(jìn)行進(jìn)路控制葬燎。
∥笊酢（6）在計算機(jī)輔助下完成對列車基本運(yùn)行圖的編制及管理，并具有較強(qiáng)的人工介入能力谱净。通過設(shè)在車輛段的終端窑邦，向車輛段管理及行車人員提供必要的信息，以便編制車輛運(yùn)用計劃和行車計劃壕探。
「郧铡（7）列車運(yùn)行顯示屏及調(diào)度臺顯示器，能對軌道區(qū)段李请、 道岔瞧筛、信號機(jī)和在線運(yùn)行列車等進(jìn)行監(jiān)視，能在行調(diào) 工作站上給出設(shè)備故障報警及故障源提示导盅。
〗匣稀（8）能在中央專用設(shè)備上提供模擬和演示功能，用于培訓(xùn)及參觀白翻。能自動進(jìn)行運(yùn)行報表統(tǒng)計乍炉，并根據(jù)要求進(jìn)行顯示打印。
÷蒜伞（9）能在車站控制模式下與計算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備結(jié)合岛琼，將部分或所有信號機(jī)置于自動模式狀態(tài)。
〖脱选（10）向通信無線衷恭、廣播、旅客向?qū)到y(tǒng)提供必要的信息纯续。
2 随珠、列車自動防護(hù)子系統(tǒng)（ATP）
ATP系統(tǒng)由地面設(shè)備灭袁、車載設(shè)備組成，監(jiān)督列車在安全速度下運(yùn)行窗看，確保列車一旦超過規(guī)定速度茸歧，立即施行制動，主要實現(xiàn)以下功能：
∪硐埂（1）自動連續(xù)地對列車位置進(jìn)行檢測，并向列車發(fā)送必要的速度拉讯、距離、線路條件等信息魔慷，以確定列車運(yùn)行的最大安全速度。提供列車速度保護(hù)院尔，在列車超速時提供常用制動或緊急制動蜻展，保證前行與后續(xù)列車之間的安全間隔，滿足正向行車時的設(shè)計行車間隔和折返間隔邀摆。對反向運(yùn)行列車能進(jìn)行ATP防護(hù)纵顾。
（2）確保列車進(jìn)路正確及列車的運(yùn)行安全栋盹。確保同一徑路上的不同列車之間具有足夠的 安全距離，以及等防止列車側(cè)面沖撞贞盯。
』取（3）防止列車超速運(yùn)行躏敢，保證列車速度不超過線路、道岔整葡、車輛等規(guī)定的允許速度件余。
（4）為列車車門的開啟提供安全遭居、可靠的信息啼器。
（5）根據(jù) 聯(lián)鎖設(shè)備提供的進(jìn)路上軌道區(qū)間運(yùn)行方向端壳，確定相應(yīng)軌道電路發(fā)碼方向。
∏鼓ⅰ（6）任何車—地通信中斷以及列車的非預(yù)期移動（含 退行）岖免、任何列車完整性電路的中斷照捡、列車超速（含臨時限速）颅湘、車載設(shè)備故障等均將產(chǎn)生安全性制動栗精。
〈巢巍（7）實現(xiàn)與ATS的接口和有關(guān)的交換信息悲立。
÷拐（8）系統(tǒng)的自診斷薪夕、故障報警释移、記錄寥殖。
∩萑搿（9）列車的實際速度、推薦速度、目標(biāo)速度候址、目標(biāo)距離等信息的記錄和顯示型奥。具有人工或自動輪徑磨耗補(bǔ)償功能。
3叮盘、 列車自動駕駛子系統(tǒng)（ATO）
ATO子系統(tǒng)是控制列車自動運(yùn)行的設(shè)備秩贰，由車載設(shè)備和地面設(shè)備組成柔吼，在ATP系統(tǒng)的保護(hù)下，根據(jù)ATS的指令實現(xiàn)列車運(yùn)行的自動駕駛愈魏、速度的自動調(diào)整觅玻、列車車門控制培漏。
（1）自動完成對列車的啟動牌柄、牽引、巡航珊佣、 惰行和制動的控制蹋宦，以較高的速度進(jìn)行追蹤運(yùn)行和折返作業(yè)闺骚，確保達(dá)到設(shè)計間隔及旅行速度。
∽钡怠（2）在ATS監(jiān)控范圍的入口及各站停車區(qū)域（含折返線僻爽、停車線）進(jìn)行車—地通信，將列車有關(guān)信息傳送至ATS系統(tǒng)胸梆，以便于ATS系統(tǒng)對在線列車進(jìn)行監(jiān)控。
∨鼍怠（3）控制列車按照運(yùn)行圖進(jìn)行運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能及自動調(diào)整列車運(yùn)行的目的绪颖。
（4）ATO自動駕駛時實現(xiàn)車站站臺定點停車控制甜奄、舒適度控制及節(jié)省能源控制。
】涡帧（5）能根據(jù)停車站臺的位置及停車精度，自動地對車門進(jìn)行控制烟阐。
（6）與ATS和ATP結(jié)合蜒茄，實現(xiàn)列車自動駕駛、有人或 無人駕駛檀葛。
五、信號系統(tǒng)運(yùn)營模式
1 驻谆、ATS自動監(jiān)控模式
正常情況下ATS系統(tǒng)自動監(jiān)控在線列車的運(yùn)行庆聘，自動向聯(lián)鎖設(shè)備下達(dá)列車進(jìn)路命令胜臊，列車在ATP的安全保護(hù)下由司機(jī)按規(guī)定的運(yùn)行圖 時刻表駕駛列車運(yùn)行伙判。控制中心行車調(diào)度員僅需監(jiān)督列車和設(shè)備的運(yùn)行狀況宴抚。每天開班前甫煞，控制中心調(diào)度員選擇當(dāng)日的行車運(yùn)行圖/時刻表，經(jīng)確認(rèn)或作必要的修改抚吠，作為當(dāng)日行車指揮的依據(jù)。
2 楷力、調(diào)度員人工介入模式
調(diào)度員可通過工作站發(fā)出有關(guān)行車命令，對全線列車運(yùn)行進(jìn)行人工干預(yù)萧朝。調(diào)整列車運(yùn)行計劃包括對列車實施“扣車”、“終止站图旒恚”、改變列車進(jìn)路竖配、增減列車等。
3进胯、 列車出入車場調(diào)度模式
車輛調(diào)度員根據(jù)當(dāng)日列車運(yùn)行圖/時刻表編制車輛運(yùn)用計劃和場內(nèi)行車計劃，并傳至控制中心龄减。車場信號值班員按車輛運(yùn)用計劃設(shè)置相應(yīng)的進(jìn)路，以滿足列車出入段作業(yè)要求希停。
4、 車站現(xiàn)地控制模式
除設(shè)備 集中站其他車站不直接參與運(yùn)營控制宠能，車站聯(lián)鎖和車站ATS系統(tǒng)結(jié)合實現(xiàn)車站和中央兩級控制權(quán)的轉(zhuǎn)換。在中央ATS設(shè)備故障或經(jīng)車站值班員申請违崇，中央調(diào)度員同意放權(quán)后，可改由車站現(xiàn)地控制羞延。
在現(xiàn)地控制模式下，車站值班員可直接操從車站聯(lián)鎖設(shè)備伴箩，可將部分信號機(jī)置于自動模式狀態(tài)，也可將全部信號機(jī)設(shè)為自動模式狀態(tài)，控制中心行車調(diào)度員應(yīng)通過通信 調(diào)度系統(tǒng)與列車駕駛員棺蛛、車站值班員保持聯(lián)系。
5旁赊、 車場控制模式
列車出入場和場內(nèi)的作業(yè)均由場值班員根據(jù)用車計劃，直接排列進(jìn)路终畅。車場與正線之間設(shè)置轉(zhuǎn)換軌，出入場線與正線間采用聯(lián)鎖照查聯(lián)系保證行車安全声离。
6、 列車運(yùn)行控制模式
列車在正線术徊、折返線上的運(yùn)行作業(yè)時，常用ATO自動駕駛模式和ATP監(jiān)督下的人工駕駛模式赠涮，限制人工駕駛和非限制人工駕駛模式均為非常用模式。
∷癯（1）ATO自動駕駛模式
列車啟動后，在ATP設(shè)備安全保護(hù)下垃它，車載ATO設(shè)備自動控制列車加速、巡航国拇、惰行、制動酱吝，并控制列車在車站的停車位置，開關(guān)車門务热，司機(jī)僅需監(jiān)督ATP/ATO車載設(shè)備運(yùn)行狀況。
∑槠瘛（2）ATP監(jiān)督下的人工駕駛模式
列車啟動后捆毫，車載ATP設(shè)備根據(jù)地面提供的信息该镣，自動生成連續(xù)監(jiān)督列車運(yùn)行的一次速度模式曲線响谓，實時監(jiān)督列車運(yùn)行损合。司機(jī)根據(jù)ATP顯示的速度信息駕駛列車，當(dāng)列車運(yùn)行速度接近限制速度時嫁审，提出報警；當(dāng)列車運(yùn)行速度超過限制速度時律适，ATP車載設(shè)備將對列車實施制動。
∥婊摺（3）限制人工駕駛模式
司機(jī)以不超過車載ATP的限制速度行車，列車運(yùn)行安全由司機(jī)負(fù)責(zé)厂僧，當(dāng)列車超過該限制速度時，ATP車載設(shè)備則對列車實施制動颜屠。
（4）非限制人工駕駛模式
在車載ATP設(shè)備故障狀態(tài)下運(yùn)用甫窟，ATP將不對列車運(yùn)行起監(jiān)控作用。列車運(yùn)行安全由司機(jī)粗井、調(diào)度員、車站值班員共同負(fù)責(zé)浇衬。
7 、列車折返模式
列車在ATP監(jiān)督人工駕駛模式下折返時径玖，列車由人工駕駛自到達(dá) 股道牽出至折返線，由司機(jī)轉(zhuǎn)換駕駛端梳星，并折返至發(fā)車股道。
在ATO有人駕駛模式下折返時冤灾，列車能以較合理的速度從到達(dá)股道牽出至折返線，由司機(jī)轉(zhuǎn)換駕駛端和啟動列車韵吨，然后從折返線進(jìn)入發(fā)車股道。
六、結(jié)束語
信號ATC系統(tǒng)依據(jù)控制方式以及信息傳輸方式的不同椿疗，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和配置方式也完全不同，在工程設(shè)計中選擇何種配置届榄，須根據(jù)行車組織、車輛性能铝条、車站規(guī)模、線路條件等班缰，以安全性、可靠性為 基本原則埠忘，兼顧成熟性、經(jīng)濟(jì)性给梅、合理性假丧，以發(fā)揮最大效能為目標(biāo)动羽，并需適當(dāng)考慮先進(jìn)性等。
