《城市轨道交通闭塞区间技术研究.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市轨道交通闭塞区间技术研究.doc（32页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、湖南铁道职业技术学院毕业设计 2012届毕业设计说明书课题名称：城市轨道交通闭塞区间技术研究设计专 业 系 轨 道 交 通 系 班 级 城轨092 学生姓名 贺鑫 指导老师 傅宗纯 完成日期 附：毕业设计任务书格式 2012届毕业设计任务书1 课题名称：轨道交通区间闭塞技术研究2 指导老师：傅宗纯3 设计内容与要求1. 课题概要区间闭塞是保证区间行车安全以及提高区间运输效率的一种重要技术。随着列车运行速度越来越高、行车密度越来越大，轨道交通对区间闭塞技术的要求也越来越高。到目前为止，铁路区间闭塞技术的发展大致经历了六个阶段：电报或电话闭塞、路签或路牌闭塞、半自动闭塞、自动闭塞1、准移动闭塞及移
2、动闭塞23。（准）移动闭塞技术已在高铁及部分城市的地铁中被广泛采用。而自动闭塞是对半自动闭塞技术的总结和完善，同时又是（准）移动闭塞技术的基础，在闭塞技术的发展中起到承上启下的作用。可以说，只有在准确深入理解自动闭塞技术的基础上，才有可能真正理解（准）移动闭塞。轨道电路技术是区间闭塞技术的基础和关键。从传统的有绝缘节轨道电路到先进的无绝缘节轨道电路，轨道电路的功能经历了从单纯的检测轨道占用到既能检测轨道占用又能发送行车信息的转变。研究轨道电路技术是理解先进的区间闭塞技术的前提。通过对此课题的学习和设计，使学生掌握区间自动闭塞技术的发展历程及工作原理，培养学生利用所学基本理论和自身具备的技能来分
3、析问题的能力，提高学生运用所学专业知识并结合具体情况解决实际问题的能力。同时从我国的生产实际出发，激发学生利用自身具备的知识和技能认真工作、报效祖国的爱国热情，提升学生的职业责任感和荣誉感，增强学生分析和解决问题的自信心。2. 设计内容与要求1） 了解区间闭塞技术的种类及发展历程。2） 对比分析半自动闭塞与自动闭塞技术的工作原理及其优劣。3） 分析准移动闭塞的工作原理，并对比分析准移动闭塞与自动闭塞技术的优劣。4） 分析移动闭塞的工作原理，并对比分析准移动闭塞与移动闭塞的优劣。5） 分析无绝缘轨道电路的工作原理，对比分析法国UM71与我国ZPW2000无绝缘轨道电路的优劣。4 设计参考书 1
4、佟立本主编.铁道概论（第五版）M.北京：中国铁道出版社，2006.2 林瑜筠主编.铁路信号新技术概论（修订版）M.北京：中国铁道出版社，2005.3 林瑜筠主编.铁路信号基础M.北京：中国铁道出版社，2006.4 张铁增主编.信号工M.北京：中国铁道出版社，2002.5 设计说明书内容1. 封面2. 目录3. 内容摘要（200400字左右，中英文）4. 引言5. 正文（设计课题，内容与要求，设计方案，原理分析，设计过程及特点）6. 设计图纸7. 结束语8. 附录（图表，材料清单，参考资料）6 设计进程安排第1周：资料准备与借阅，了解课题思路。第2周：了解区间闭塞技术的发展历程。第3-6周：对比
5、分析半自动闭塞与自动闭塞技术的工作原理及其优劣；分析准移动闭塞的工作原理，并对比分析准移动闭塞与自动闭塞技术的优劣；分析移动闭塞的工作原理，并对比分析准移动闭塞与移动闭塞的优劣；分析无绝缘轨道电路的工作原理，对比分析法国UM71与我国ZPW2000无绝缘轨道电路的优劣。第7周：检查，完成说明书，打印，装订。第8周：毕业答辩准备及答辩。7 毕业设计答辩及论文要求1. 毕业设计答辩要求 答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文.专题报告等必要资料交给指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。 学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题任务，目地和意义，所采用的原始资料或参考文献，设计
6、的基本内容和主要方法，成果结论和评价。 答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论，知识，设计与计算方法实验方法，测试方法，鉴别学生独立工作能力，创新能力。2. 毕业设计论文要求 文字要求：说明书要求打印（图纸除外），不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。 图纸要求：按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程文字书写。 曲线图表要求：所有曲线，图表，线路图，程序框图，示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。摘要（宋体小二号，加粗，居中，段落前后各一行，字间加2字符的空格，固定行距
7、20磅）本实训项目设计说明书针对城市轨道交通闭塞区间技术进行研究，了解闭塞区间的发展历程，了解半自动闭塞与自动闭塞技术的工作原理及其优劣。了解准移动闭塞的工作原理，并对比分析准移动闭塞与自动闭塞技术的优劣。分析移动闭塞的工作原理，并对比分析准移动闭塞与移动闭塞的优劣。分析无绝缘轨道电路的工作原理，对比分析法国UM71与我国ZPW2000无绝缘轨道电路的优劣。重点研究移动闭塞技术的工作原理、系统结构、功能、优劣以及在城市轨道交通中的应用；移动闭塞系统列车组合定位导航技术；移动闭塞条件下地铁车辆的运行优化以及城市轨道交通移动闭塞系统后备模式的研究。（宋体小四号，固定20磅行距，段前0.5行，首行缩
8、进2字符）关键词：闭塞区间半自动区间自动闭塞 移动闭塞 （关键词：宋体小四，加粗） （具体词：宋体小四，词间加2字符空格）加分页符Pick to This training program design specifications for urban rail traffic block interval technology research, understand block in the course of development of interval, understanding the semi-automatic block and automatic block techno
9、logy principle of work and its quality. Understand the working principle of moving-like block, and comparative analysis of moving-like block and automatic block technology of the pros and cons. Analysis of the moving block work principle, and comparative analysis of moving-like block and moving bloc
10、k of the pros and cons. No insulation track circuit analysis of the working principle, comparative analysis in China and France UM71 ZPW2000 no insulation track circuit of the pros and cons. Key research moving block technology the working principle, system structure, function, actor and application
11、 in urban rail transit; Moving block system train combination orientation navigation technology; Moving block under the conditions of metro vehicle operation optimization of urban rail transit and moving block system back-up mode. 目录（宋体小二号，加粗，居中，段落前后各一行，字间加2字符的空格，固定行距20磅）第章城市轨道交通闭塞区间概述31.1 城市轨道交通概述（
12、标题：宋体四号，加粗，固定行距20磅，段前0.5行，大纲级别2级）31.2 城市轨道交通闭塞区间的功能1.3 城市轨道交通闭塞区间的组成1.4 城市轨道交通闭塞区间的发展1.5 城市轨道交通区间技术应用第2章 移动闭塞系统1.2 设计内容与要求3第n章心得体会4参考文献4附表（图、件）4（目录自动生成，宋体五号，加粗，固定行距20磅）加分页符第章城市轨道交通闭塞区间概述（楷体小二号，加粗，居中，段落前后各一行，固定行距20磅，大纲级别1级）1.1城市轨道交通概述 一 城市轨道交通的定义和特点 城市中，使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统称为城市轨道交通。国家标准城市公共交通常用
13、名词术语（GB5655-1999）中，将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运转方式的快速大运量公共交通之总称。”城市轨道交通是城市公共交通的一个重要组成部分，随着城市的不断发展，它逐渐成为城市主要的交通工具。它以其鲜明的特点，赢得了城市管理者和市民的青眯，成为“城市交通的主动脉。”它的特点包括以下几点。1 安全城市轨道交通大部分与地面隔离，其特定的路权方式使系统安全可靠。此外，因为城市轨道交通具有运量大的特点，人们在设计、建设、管理以及资金的投入方面，对其安全也特别重视。2 快捷 城市轨道交通的线路条件不受地面环境影响，并且有良好的控制系统，速度快。3 准时城市轨道交通在其专用的轨
14、道上行驶，在可靠技术下，按照运营计划行驶，一般都会正常准时运营。4 舒适城市轨道交通都有良好的环控体系和候车环境，乘车舒适性好。5 运量大城市轨道交通的车厢空间大，一列城市轨道交通列车可载1400人以上。6 无污染（或少污染）城市轨道交通的动力是电能，没有污染。7 占地少，不破坏地面景观城市轨道交通的线路主要在地下，占用城市地面面积少，不会破坏地面景观。但是，城市轨道交通也存在如建设投资大、路网结构不易调整、运营成本高、条件技术要求高等缺点。二 城市轨道交通的类型按照不同的标准，城市轨道交通（简称城轨）可以划分成不同的类型。如按轨道空间位置划分，可分为铁道、地面铁路和高架铁路；按铁道形式划分，
15、可分为重轨铁路、轻轨铁路和独轨铁路；按服务区域划分，可分为市郊铁路、市内铁路和区域快速铁路等。由于目前各国对城市轨道交通的划分尚未有统一的标准，造成城市轨道交通的类型也不是很明确。1 地铁地下铁道交通（简称地铁）是一种在城市中修建的快速、大运量的轨道交通，通常以电力牵引，其单向高峰小时客运能力可达30000人次以上，它的线路通常设在地下隧道内，也有的在城市中心以外区域从地下转到地面或高架桥上。目前世界上一些著名的特大城市，如纽约、伦敦、巴黎、莫斯科、东京、北京、上海等，均已形成一定的城市轨道（简称城轨）交通规模和网络，且以地铁为主干，延伸到城市的各个方向。地铁具有以下特征；（1）全部或大部分线
16、路建于地面以下。（2）建设费用大、周期长、成本回收慢。 （3）行车密度大，速度高。 （4） 客运量大，一般在高峰时单向客运量为37万人次h。（5） 地铁列车的编组数决定于可量和站台的长度，既安全，又舒适。 （6） 地铁车辆的消声减振和防火均有严格要求，既安全，又舒适。 （7） 供电的制式主要有直流750V第三轨受电或直流1500V架空线受电。2 轻轨城市轻轨铁路（简称轻轨）泛指高峰时单向运量在1万3万人次h的中等运量的轨道交通系统。轻轨是在老式的地面有轨电车的基础是发展起来的，在西欧、北美等地已经成为城市公共交通投资的主流。轻轨与一般的铁路相比，具有以下特征：（1）线路可以为地面、地下和高架混
17、合型，一般与地面道路完全隔离，用半封闭或全封闭专用车道。（2）建设费较少，每公里线路造价仅为地铁的1512.（3）中等运量，每小时单向运输能力一般为2万4万人次，介于地铁和公共汽车之间。（4）轻轨车辆有单节4轴车、双节单绞6轴和3节双绞8轴车等。（5）对车辆和线路的消声喝减振有较高要求。（6）供电制式以直流750V架空线（或第三轨）供电为主，也有部分采用1500V和直流600V供电。3 市郊铁路市郊铁路是指城市市区与郊区、尤其是远郊区联系起来的长距离城市轨道交通系统。它主要为短途、通勤的旅客提供运输服务，故也称为通勤铁路（commuter rail）或地区铁路（regional rail）。现
18、在其概念范围也在扩大，包括了城际间直达的高速铁路，俗称“快轨”。和其他的轨道交通形式相比，它具有如下特点：（1） 站间距大（2） 速度快，最高速度可达100kmh以上。（3） 建设成本低，一般每公里线路造价大约是地铁的110115。（4） 运量大，单向运送能力高达6000080000人次h。4 独轨独轨铁路简称独轨，是指车辆在一般轨道上运行的一种轨道交通系统。通常分为跨坐式和悬挂式两种类型。前者车辆的走行装置跨骑在走行轨道上，其车体重心处于走行轨道的上方。后者车体悬挂于可在轨道梁上行走的走行装置的下面，其重心处于走行装置的下面。独轨交通的优点是：（1）线路多架于空中，可充分利用城市空间，适宜于
19、在大城市的繁华中心区建设，具有交通和旅游观光的双重作用。（2）线路结构简单，建设费用低，为地铁的13左右。（3）能实现大坡度和小半径曲线运行，可绕行城市的建筑物。（4）一般采用轻型车辆，列车编组为46辆。（5）走行装置采用空气弹簧和橡胶轮结构，并采用电力驱动，故运行噪声低，无废气，乘坐舒适。独轨铁路交通的缺点是：（1）能耗大。由于其走行装置采用橡胶轮，它与混凝土轨面的滚动摩擦阻力比钢轮轨大，故其能耗比一般轨道交通大约大40，且有轻度的橡胶粉尘污染。（2）远能较小。一般每小时单向最大客运量为1.2万人次。（3）独轨线路不能与常规的地铁、轻轨等接轨。（4）道岔结构复杂，笨重，转换时间较长，从而延长
20、了列车折返时间。（5）列车运行至区间时若发生事故，疏散和救援工作困难。三 城市轨道交通系统的组成城市轨道交通系统由车辆、供电系统、通信系统、信号系统、自动售检票、暖通空调、屏蔽门、自动扶梯和电梯、防火、灭火系统、给排水、综合监控系统组成。1 车辆城市轨道交通的车辆是用来运输旅客的工具，按有无动力可分为两大类：拖车（T），本身无动力牵引装置；动车（M），本身带有动力牵引装置。在运营时城轨列车一般采用动托结合、固定编组的电动列车组形式。城轨车辆不仅要有良好的牵引、制动性能，保证运行安全、正点、快速；同时又要有良好的旅客服务设施，使旅客感到舒适、文明、方便。2供电系统城市轨道交通供电电源一般取自城市
21、电网，通过城市电网一次电力系统和轨道交通供电系统实现输送或变换，最后以适当的电压等级的电流形式供给用电设备。3 通信系统城市轨道交通的通信系统是传递语言、文字、数据、图像等多种信息的综合业务数字系统。它包括：数字传输、电话交换、高度电话、有线和无线图像、有线广播、时钟、电源等设备系统。4 信号系统城市轨道交通的信号系统是保证列车运行安全和提高线路通过能力的重要设备。以前列车运行，主要是驾驶员根据色灯信号（红、黄、绿）进行操作。而城市轨道交通具有高密度、短间隔、站距短和快速等特点，其信号系统也从传统的方式，即以地面信号的显示传递行车命令，驾驶员按行车规则操作列车的运行的方式，发展到按地面发送的信
22、号自动监控列车速度和自动调整列车追踪间隔的方式。实现这一方式的关键设备是列车自动控制系统ATC（Automatic Train Control System）。5 其他自动售检票、暖通空调、屏蔽门、自动扶梯和电梯、防火、灭火系统、给排水、综合监控系统等环控设备，在保证乘客有一个良好的候车环境达到同时，更保证了乘客能够安全、快捷地乘坐列车。1.2城市轨道交通闭塞区间的功能1.3 城市轨道交通闭塞区间的组成1.4 城市轨道交通闭塞区间的发展1.5 城市轨道交通区间技术应用第2章 移动闭塞系统移动闭塞的概念虽然很早就提出了，但是受当时技术条件的限制，国内外的研究都仅限于实验室阶段。到了二十世纪八十年
23、代，计算机、通信、控制等3C技术迅猛发展，人们又重新开始对移动闭塞系统进行研究。目前，在城市轨道交通领域比较有代表性的移动闭塞系统主要有Alcatel的SelTrac MB系统Alstom的URBALIS 300系统、Bombardier的CITYFLO*650系统、GE的AATC系统、Siemens的Meteor系统等等。目前投入商业运营的移动闭塞系统的车一地数据通信多采用感应环线(Inductive Loop)方式，部分线路也采用无线扩频(Radio Frequency)方式。21城市轨道交通信号系统211城市轨道交通信号系统简介2111城市轨道交通信号系统的发展史在城市轨道交通信号系统一
24、百多年的历史中，共经历了两个发展阶段。在20世纪60年代以前，城市轨道交通信号系统基本上沿袭了大铁路的信号系统，由信号机、联锁设备、轨道电路、闭塞设备、机车信号、自动停车以及调度集中等传统的信号设备组成的。这是城市轨道交通信号系统的第一阶段传统信号系统阶段。随着工业化程度的提高，世界城市人口急剧膨胀，从而对城市轨道交通的载客能力提出了越来越高的要求。缩短行车间隔是提高载客能力最有效的方法之一。自上世纪70年代起，世界上一些著名的信号厂商，如英国的WestingHouse、德国的Siemens、日本的Hitachi等相继推出新颖的列车自动控制系统(AutomaticTrain Control，简
25、称ATC)。这是城市轨道交通信号系统的第二阶段现代信号系统阶段，这一时期的信号系统以ATC系统为核心。最早的ATC系统采用固定闭塞卷q式，利用音频轨道电路来实现列车定位、速度码的传输，采用阶梯式速度曲线来控制列车。采用这种方式的列车控制系统控制精度不高，舒适度较差。此外，由于闭塞分区长度的划定按照最长列车、满载、最高允许速度、最不利制动率及最小列车运行闻隔时间等最严格条件设计，影响了行车效率。到了本世纪初，ATC系统已经从基于轨道电路的固定闭塞系统发展到了采用先进的CBTC技术的移动闭塞系统。目前，基于感应环线(inductive loop)的移动闭塞系统经过十几年的发展在技术上已经趋于成熟，
26、Alcatel、Siemens、Bombardier等国际信号厂商已经开发了基于无线通信技术的移动闭塞系统，并已在San Francisco Airport People Mover、Ias Vegas Monorail等多条线路上投入使用。211。2城市轨道交通信号系统的特点城市轨道交通信号系统和大铁路信号系统有着许多相似的地方，但也存在着一些不同之处，主要反映在以下一些方面：1、城市轨道交通运行闻隔短、行车密度大。高密度的运行是城市轨道交通系统的主要特点。为此，信号系统需努力追求最小的行车间隔以保证高密度的运行。2、系统性强、集成度高。城市轨道交通信号系统表现出很强的系统性系统的集成度高，
27、各子系统关系也更加紧密，信息交换更加频繁，只有在各子系统的密切配合下，才能保证列车高密度的安全运行。此外，作为整个城市轨道交通系统的一个子系统，与通信等其他予系统结合非常紧密。3、高安全性和高可靠性。城市轨道交通信号系统对安全性、可靠性的要求非掌高，设备大多采用双机热备、三取二等冗余结构。4、信息的应变速度快、信息量大，这主要是为了满足行车密度大、站问距离短的需求。5、自动化程度高。相比大铁路，城市轨道交通信号系统的自动化程度较高，可以实现AT0，甚至无人驾驶。212列车自动控制系统列车自动控制系统(Automatic Train Control，简称ATC)是现代城市轨道交通信号系统的核心，
28、是城市轨道交通系统中保证行车安全、缩短列车运行间隔、提高列车运行质量的先进控制设备。系统采用通信、计算机、控制等先进技术来实现对列车自动控制的各项专用功能，在全世界的许多城市轨道交通线路中已经投入使用。随着新技术的发展，不同制式的胛c系统相继研制成功，安全性、可靠性和系统功能日臻完善。A1E系统主要包括列车自动保护子系统(AutomaticTrainProtection，简称ATe)、列车自动监督予系统(Automatic Train Supervision，筒称ATS)、列车自动运行子系统(Automatic Train Operation，简称AID)三个子系统，是一套完熬的集控制、监督、
29、管理于一体的系统。ATP子系统为整个ATC系统的安全核心，负责列车间的安全分隔、超速防护等；位于管理级的ATS子系统负责完成行车指挥等功能；ATO子系统结合ATP和ATS子系统完成列车的牵引、制动、停车等基本操作。3个子系统既相互独立又相互联系，完整的ATC系统能确保列车安全、快速、短间隔她有序运行。ATC系统设备分布于控制中t=i,(CentralContr01)，轨旁(Wayside)以及车上(Vehicle)，其系统框图如图21所示。图21Tc系统框图在控制中心内，有控制台、调度员工作站等设备，其控制及表示信息通过数据传输系统与车站的ATC系统相连；轨旁通过车站数据传输系统与控制中心相连
30、，通过车一地通信系统与车载设备通信；车载ATC系统通过轨道电路等方式接收来自轨旁的命令，然后控制列车的运行及制动，完成列车定位停车。图21是一种分布式的ATC系统，一般常见于固定闭塞系统以及准移动闭塞系统中，此外还有一种集中式的ATC系统，常应用于移动闭塞系统。213城市轨道交通信号系统的闭塞制式目前，用于城市轨道交通信号系统的闭塞制式主要有两种：固定闭塞和移动闭塞。(1)固定闭塞系统固定闭塞系统(Fixedblock system)-般都基于轨道电路传输信息，列车以闭塞分区为最小行车间蕊。固定闭塞系统传输的信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，即该区段所规定的最大速度码或入M出口速
31、度命令码列车速度监控采用的是闭塞分区入口出口检查方式，当列车的出口速度大于本区段的入口出口速度命令码所规定速度时，车载设备便启动常用制动系统，将列车速度降低到限制速度以下：如果常用制动仍未达到减速的要求，列车即实施紧急制动停车，实现列车超速防护。为了进一步保障列车的安全，在停车点前方设置一个闭塞分区。即保护区段。如图22为固定闭塞系统采用的阶梯式列车运行模式曲线。图22阶梯式列车运行模式曲线图由于固定闭塞系统的ATP采用阶梯式控制方式，对列车运行控制精度不高，降低了列车运行的舒适度。此外，固定闭塞分区的划分依赖于特定列车的性能，对线路上有不同性能的列车时，为保证安全，只能按最不利的条件设计，影
32、响运行效率也不适应今后列车类型的变更。该技术属于二十世纪八十年代水平，英国的Westinghouse公司、美国的GRS公司分别用于北京地铁l号线、上海地铁1号线的ATC系统属于此种类型。按照对列车的最终控制方式，固定闭塞系统被分为阶梯式的速度曲线控制方式、速度距离模式曲线控制方式两种。其中，前者是传统的固定闭塞系统，而后者称之为准移动闭塞系统。准移动闭塞系统一般采用数字式音频无绝缘轨道电路来实现，其主要技术特点如下：1、线路划分仍采用若干固定的闭塞分区；2、一个闭塞分区仍只能由一列列车占用；3、列车间隔为若干闭塞分区，列车制动起点根据列车实时速度距离计算，生成速度距离制动曲线，终点是前方列车占
33、用闭塞分区的边界；4、采用连续曲线速度控制方式，只需要一定长度的保护距离(距离前行列车占用闭塞分区的边界)：准移动闭塞采用的制动安全原理如图23所示图23准移动闭器安全原理图图23最上部的曲线为列车最大安全速度曲线，由线路、限界、车长等条件所确定；曲线为紧急制动触发线，一旦列车速度达到此速度，列车马上实施紧急制动，系统设计应保证发出紧急制动后不会触到最上部的曲线；曲线为列车紧急制动后实际运行轨迹；最下部的曲线为列车常用制动曲线。由于采用数字式的音频无绝缘轨道电路作为列车占用检测和ATP信息传输媒介，因而具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。通过轨道电路的发送设备向车载设备提供目标速度、目标距
34、离、线路条件(曲线半径、坡道等数据)等信息，车载设备结合车辆性能数据计算，并调整出适合本列车运行的速度距离曲线，保证列车在速度，距离曲线下有序运行，提高了线路的利用率。采用速度距离模式曲线的列控方式，提高了列车运行的平稳性，列车追踪运行的最小安全间隔较固定闭塞短，对提高通过能力有利。ATS、ATP予系统与ATO予系统结合性较强，ATC系统技术成熟。因ATP车载设备具有智能化功能，放使用的兼容性好，车辆有可能适应于不同线路运行的需要，或者可以使不同的车辆在同一线路上实现混跑。该技术属于二十世纪九十年代水平，德国Siemens为广州1、2号线提供的信号系统、美国US&S为上海2号线、天津津滨轻轨提
35、供的信号系统都属于这种制式。(2)移动闭塞系统移动闭塞信号系统(Movingblock Signaling System)中没有闭塞分区的概念，列车安全间隔距离是根据最大允许车速、当前停车点位置、线路等信息计算得如，信息被循环更新，以保证列车不问断收到“即时”信息。移动闭塞系统通常采用无线通信、感应环线、泄露电缆等传媒方式，在轨旁和车载设备之间实现高速、大容量的实时信息传输。移动闭塞ATC系统是利用列车和地面间的双向数据通信设备，使地面信号设备可以得到每一列车连续的位置信息，并据此计算出每一列车的运行权限，动态更新发送给列车，列车根据接收到的运行权限和自身的运行状态，计算出列车运行的速度曲线，
36、实现精确的定点停车。在国内，目前已经建成的城市轨道交通中，仅武汉轻轨采用了移动闭塞系统，该系统为Alcatel的基于感应环线的SelTrac$40系统。正在修建的广州鲰铁3号线也将采用该系统，而广州地铁4号线很可能采用西门子公司为其提供的基于无线通信的移动闭塞系统。与准移动闭塞系统、固定闭塞系统相比，移动闭塞系统在系统的安全性、可靠性以及线路通过能力等方面有着较大优势，表2】是三种闭塞制式在各方面的一个比较。固定闭塞准移动闭塞移动闭塞l系统结构较复杂较复杂简单地面设备数量多较多少占用机房空间大较大较小信息量小较大大功能简单较完善完善节能差较好好旅客舒适度差一般好可扩展性较好较好好列车控制模式分
37、级速度台阶模式曲线模式曲线维修工作量较多较少较少薪老系统衔接接口复杂接口较简单接口简单工期长较短短，但受车辆制约后备模式不需配备不需配备需配备生命周期成本高高低技术应用情况成熟较成熟尚未成熟22移动闭塞系统简介221移动闭塞系统概念表21三种闭塞制式的比较移动闭塞是相对于固定闭塞而言的。该系统没有固定的闭塞分区，其闭塞分区的长度随着线路条件的变化而变化，并随着先行列车的运行而移动，故称之为移动闭塞(MovingBlock)。移动闭塞系统通常采用基于通信的列车控制(CommunicationsBased TrainControl，简称CBTC)技术来实现。移动闭塞系统和CBTC系统从本质上讲是一
38、致的，是从不同角度来命名该信号系统；前者是根据信号系统韵制式命名，后者则是从系统所采用技术手段来命名。关于cBlrC系统，IEEE 147411999中给出了其定义：利用高精度的、不依赖于轨道电路的列车定位技术，实现连续的、大容量的双向车一地数据通信，拥有执行安全功能的车载及轨旁处理器的一种连续式的自动列车控制系统。222移动闭塞系统原理根据是否考虑先行列车的列车速度，移动闭塞系统可以分为两种：1、考虑先行列车速度的移动闭塞系统(MBV方式、相对速度方式)这种方式是根据先行列车的位景和速度进行间隔控制的，简称为MB-V方式，其列车间隔如图24所示。图24粕V方式移动闭塞的列车闻隔假设：先行列车
39、与后续列车的最小行车间隔为L，两者的速度、减速度及空走时间分别为Vl、V2、向、卢：、r。、z：，安全距离为L，图24中，假设了V|=V2=V一；同一线路上一般采用同一型号的列车，故q=f：=z；式21中A为先行列车紧急制动减速度，芦：为后续列车常用制动减速度；缸为安全距离，通常根据线路情况取固定值，如50m。2、不考虑先行列车速度的移动闭塞系统(MB-K方式、相对位置方式)这种方式不考虑先行列车的速度，只考虑先行列车的当前位置，简称为MBK方式，其列车间隔如图25所示。图2，5 MBVo方式移动闭塞的列车间隔从式21、式22可以看到，采用相对速度方式由于考虑了追踪列车制动过程中前行列车的走行
40、距离，所以列车行车间隔较小，有利于提高线路的通过能力。但是，采用该方式同时会加大行车的危险性，一旦车载设备故障，两车相撞的概率大大增加。因此，就要求ATC系统有更高的可靠性、安全性。目前，现有的移动闭塞大多采用相对位置方式。223移动闭塞系统结构目前，移动闭寨系统可以分为两种类型：中央集中式移动闭塞系统和分散式移动闭塞系统。无论哪种结构的移动闭塞系统，线路都被划分成若干个联锁区，每一个联锁区又由几个相邻的车站及其中的线路组成。通常情况下，设备集中站的车站控制单元(中央集中式移动闭塞系统)或车站联锁设备(分散式移动闭塞系统)可以控制该联锁区内所有的道岔、信号机等设备；菲设备集中站的车站控制单元(
41、中央集中式移动闭塞系统)或车站联锁设备(分散式移动闭塞系统)仅需控制该车站的屏蔽门、防淹门、车站紧急停车按钮等设备。在中央集中式的移动闭塞系统中，联锁计算机和ATPATO设备高度合成，组成中央控制单元。ATC模式下，中央ATS系统向中央控制单元发出控制命令，中央控制单元根据系统内部存储的静态数据(如线路情况、车辆数据等)结合从车站控制单元、车一地数据通信系统等收集来的动态信息，进行联锁运算；然后向车站控制单元发出道岔控制命令，经车一地数据通信系统向列车发出移动授权。ATC模式下，该结构的移动闭塞系统的联锁功能由中央控制单元、车站控制单元共同完成。中央集中式的移动闭塞系统如图26(a)所示。图2
42、6(a)中央集中式移动闭塞系统结构示意圈图26(b)分散式移动闭塞系统结构示意图图26为分散式的移动闭塞系统，该系统将安全功能和非安全功能分开，关键功能进行部分和全部分散，以提高系统的可用性。在该系统中，中央ATS系统将列车运行计划发送到车站ATS系统，车站ATS系统再根据列车运行计划产生控制命令，控制道岔。在中央ATS系统故障或其通信系统故障的情况下，车站ATS仍可以依照已经存储的列车运行计划继续控制列车进路，指挥列车运行。对于分散式的移动闭塞系统，设备集中站的联锁系统可控制该联锁区所有的道岔、信号机，车站ATS系统与ATPATO设备相连。23移动闭塞系统的功能一个完整的移动闭塞系统应该具有
43、ATP、ATO、ATS三个子系统的功能。231 ATP功能移动闭塞系统需具备双向的列车自动保护(AutomaticTrain Protection)功能。ATP予系统包含了ATC系统中负责安全列车运行的安全性功能，需满足“故障安全”原则，通常由车载设备和地面设备来组成，其主要功能包括：a、列车定位及速度、方向检测列车定位及速度、方向检测是移动闭塞系统最基本的ATP功能之一。移动闭塞系统通常采用环线、无线等方式来实现定位功能，精度可控制在土025625m。列车的速度、方向检测可采用测速发电机、加速度计等设备来完成，所测速度精度需控制在4-054-2knlh。b、列车的安全分隔根据实时计算的结果，
44、移动闭塞系统会对拥有车载设备的列车发送一个移动授权限制(MAL)命令。移动授权限制的计算建立在先行列车的位置、制动曲线等因素的基础之上。通常情况下，根据系统给定的安全制动模式，能使列车安全地停车至MAL的末尾的速度为该时刻列车的允许速度。c、超速防护采用移动闭塞系统的城市轨道交通由于行车间隔小、密度大，所以信号系统必须为其提供超速防护功能。d、零速检测零速检测的目的在于验证列车在采取制动措施后是否已经停车。如果失败，列车将采取紧急制动。如果探测到列车连续超过2秒内速度在1kmh-3kmh以下，则认为列车零速”，已经停车。e、门控联锁移动闭塞系统允许车门打开的条件如下：1、列车速度为“零速”；2
45、、常用制动已经实旖；3、列车门处于乘客上下车区；4、车门位于允许下车侧。f、紧急制动紧急制动是列车最大减速度的制动，是列车最后的“惩罚性”停车措施。列车采取紧急制动措施的情况有：1、当列车速度超过ATP允许的最大速度曲线：2、系统中某些设备故障；3、站台紧急停车按钮等紧急制动装置激活。与常用制动不同，紧急制动为“不可逆”制动。重新启动后，只有系统检测到ATP条件正确，才允许为该列车排列进路。g、进路联锁同其它信号系统一样，移动闭塞系统需提供进路联锁功能。在进路设置完毕且锁闭的情况下，列车才会被授予进入该联锁区的移动权限。除上述这些功能之外，移动闭塞系统具备的ATP功能有：倒溜保护、末轨检测、列
46、车的完整性检铡、限速防护、对紧急停车装置的监测等。232 AT0功能ATO予系统是自动控制列车运行的设备，由车载设备和地面设备组成，结合ATS和ATP子系统完成以下功能：a、速度控制在ATP、ATS功能的范围内，移动闭塞系统为所有列车提供完整的自动运行功能。根据线路情况、临时限速等，移动闭塞系统控制列车的巡航速度、加速、减速等。b、站台自动停车功能含有ATO功能的移动闭塞系统需提供列车在站台的自动停车功能。该功能提供系列自动站台位置功能。1、通常情况下，列车自动停车到站台开门区的中心位置。如果需要，可以指定其他位置。2、如果站台较长，移动闭塞系统将支持多点停车。3、如果站台足够长、可以容纳第二辆列车驶入并停车，移动闭塞系统可为其提供自动操作和保护。4、一旦先行列车离开，移动闭塞系统方允许后续列车驶入车站。c、车门操作移动闭塞系统在列车到达车站停车后，能自动