《城市軌道信號系統(tǒng)》PPT課件.ppt

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第五節(jié)我國城市軌道交通技術(shù)的發(fā)展,一、初創(chuàng)階段1、信號項目復(fù)線自動閉塞（機(jī)車信號和自動停車），調(diào)度集中，列車自動駕駛和繼電連鎖。2、信號基礎(chǔ)設(shè)備電氣集中，移頻自動閉塞，機(jī)車信號，自動停車，單軌條軌道電路。配套設(shè)備：信號電源屏，扼流變壓器，信號機(jī)，轉(zhuǎn)轍機(jī)等。調(diào)度集中成套設(shè)備，ATP，ATO設(shè)備,一、初創(chuàng)階段,2、信號基礎(chǔ)設(shè)備不足：調(diào)度集中、自動駕駛等由于工藝和質(zhì)量問題難于正常使用，旅客向?qū)到y(tǒng)只有有線廣播，沒和列車到發(fā)時刻連接，性能較差。（1）自動閉塞軌道電路：移頻軌道電路顯示方式：“紅，紅，黃，綠雙紅燈帶三顯示方式行車間隔：設(shè)計90s信息種類：7種,一、初創(chuàng)階段,2、信號基礎(chǔ)設(shè)備（2）調(diào)度集中（CTC）北京地鐵一期全線，古城車輛段（3）列車自動駕駛（ATO）主要設(shè)備：地面信息接收子系統(tǒng)，雙通道測試子系統(tǒng)，控制邏輯和比較子系統(tǒng)，輪徑補(bǔ)償子系統(tǒng)，定點(diǎn)停車控制曲線發(fā)生子系統(tǒng)，地面?zhèn)鞲衅髯酉到y(tǒng)，與車輛接口系統(tǒng)。應(yīng)用器件：磁放大器，晶體管，小規(guī)模集成電路，函數(shù)發(fā)生器。（4）繼電連鎖車站：非定型繼電連鎖車輛段：6502電氣集中連鎖,二、過渡階段,1、早期自主開發(fā)的行車指揮與列車運(yùn)行自動化系統(tǒng)1971年：開建二期環(huán)線，要求采用ATC行車指揮自動化ATS控制計算機(jī)子系統(tǒng)、調(diào)度集中子系統(tǒng)列車運(yùn)行自動化系統(tǒng)ATP、ATO一體化1986年：研制機(jī)車信號系統(tǒng)2、北京地鐵環(huán)線調(diào)度集中技術(shù)改造1990年：設(shè)置環(huán)線調(diào)度集中，研制“微機(jī)調(diào)度集中系統(tǒng)”1993年：開通結(jié)構(gòu)：控制中心由一主多從的分布式微機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成主機(jī)：雙機(jī)待機(jī)方式車站計算機(jī)系統(tǒng)：主、從熱備方式進(jìn)路控制：兩級,二、過渡階段,2、北京地鐵環(huán)線調(diào)度集中技術(shù)改造主要功能：輔助行車調(diào)度員調(diào)整運(yùn)行計劃計劃運(yùn)行圖和實(shí)跡運(yùn)行圖的顯示及打印顯示全線線路和設(shè)備狀況車次追蹤與顯示故障報警和檢測調(diào)度操作自動記錄系統(tǒng)自檢在線機(jī)故障自動復(fù)零啟動,二、過渡階段,3、新型ATP車載子系統(tǒng)的研制與生產(chǎn)（1）研發(fā)過程（2）LCF-100DT型ATP車載設(shè)備的主要功能防止列車超速運(yùn)行機(jī)車信號出現(xiàn)“黃+紅”顯示，ATP車載子系統(tǒng)報警3s，以全常用制動使列車停于第1紅燈區(qū)前方，機(jī)車信號顯示允許信號后，列車緩解啟動。機(jī)車信號顯示紅燈時，ATP車載子系統(tǒng)立即實(shí)施緊急制動，使列車停車。機(jī)車信號顯示白燈時，報警5s，若司機(jī)沒有按壓確認(rèn)按鈕，ATP設(shè)備采取全常用制動；司機(jī)及時進(jìn)行了確認(rèn)，ATP車載子系統(tǒng)將停止工作，由司機(jī)小心駕駛列車回車輛段。ATP車載子系統(tǒng)將記錄各次緊急制動及發(fā)生的時間。,二、過渡階段,3、新型ATP車載子系統(tǒng)的研制與生產(chǎn)（3）ATP車載設(shè)備的主要技術(shù)特點(diǎn)：車載計算機(jī)采用微機(jī)系統(tǒng)，按雙機(jī)雙工方式工作控制方式為階梯式信息接收裝置采用數(shù)字化通用型設(shè)備，適用于接收各種軌道電路信息，采用數(shù)字信號處理技術(shù)。測速采用獨(dú)立雙通道，2套速度傳感器安裝在不同轉(zhuǎn)向架的2個軸上，按高速值優(yōu)先錄取。為防止列車非正常后退，列車退行距離大于3M或退行時間大于5s時采取緊急制動。,二、過渡階段,4、國際先進(jìn)信號系統(tǒng)的引進(jìn)（1）北京地鐵1號線和復(fù)8線1號線：1989年，引進(jìn)英國西屋公司的ATC系統(tǒng)，F(xiàn)S2500型軌道電路；聯(lián)鎖采用國產(chǎn)6502電氣集中系統(tǒng)，采用國產(chǎn)的信號機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)和車輛段軌道電路。復(fù)8線：采用英國西屋公司的ATC系統(tǒng)，配套國產(chǎn)的繼電連鎖設(shè)備，車站計算機(jī)連鎖設(shè)備和信號微機(jī)監(jiān)測設(shè)備。,二、過渡階段,4、國際先進(jìn)信號系統(tǒng)的引進(jìn)（2）上海地鐵1號線1989年，引進(jìn)阿爾斯通美國公司（原美國GRS公司）AuTC系統(tǒng)，無絕緣軌道電路，數(shù)字調(diào)幅方式，8種不同調(diào)制碼率，階梯式速度控制方式，追蹤間隔2min,正線道岔連鎖區(qū)域和車輛段采用國產(chǎn)6502電氣集中。（3）引進(jìn)國際先進(jìn)信號系統(tǒng)的成效無絕緣軌道電路雙套智能型ATP車載裝置小型計算機(jī)系統(tǒng)自動調(diào)度列車運(yùn)行及排列進(jìn)路列車自動駕駛,三、發(fā)展階段,1、信號設(shè)備大規(guī)模引進(jìn)舉例：上海地鐵2號線，天津?yàn)I海輕軌，引進(jìn)美國US&S公司ATC，包括ATP、ATO、ATS、AF904數(shù)字軌道電路，追蹤間隔100s，按8節(jié)編組設(shè)計。上海軌道交通3號線，采用法國阿爾斯通公司的ATC系統(tǒng)，DTC921型無絕緣數(shù)字軌道電路，8種載頻傳輸信息，采用ASCV計算機(jī)連鎖等。上海軌道交通3號線，引進(jìn)德國西門子公司設(shè)備，F(xiàn)TGS音頻軌道電路，SIMIS計算機(jī)連鎖系統(tǒng)等。,三、發(fā)展階段,1、信號設(shè)備大規(guī)模引進(jìn)舉例：廣州地鐵1號線，廣州地鐵2號線，深圳地鐵1號線，南京地鐵1號線，引進(jìn)德國西門子公司ATC系統(tǒng)，F(xiàn)IGS數(shù)字軌道電路，SICAS計算機(jī)連鎖等。重慶單軌較新線，采用跨坐式單軌交通方式，引進(jìn)日本單軌條交通ATP/TD系統(tǒng)等。武漢輕軌，廣州地鐵3號線，引進(jìn)加拿大阿爾卡特公司的ATC系統(tǒng)，采用移動閉塞方式等。,三、發(fā)展階段,2、引進(jìn)信號設(shè)備的特點(diǎn)（1）采用報文式數(shù)字軌道電路，可向車載設(shè)備傳送更多信息（2）可構(gòu)成準(zhǔn)移動自動閉塞（3）ATS采用微機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)，任務(wù)按工作站分配，局域網(wǎng)為高速以太網(wǎng)，信息出入均經(jīng)多位CRC校核，確保整個系統(tǒng)的安全可靠性。（4）由于電源質(zhì)量、道岔結(jié)構(gòu)，軌道施工工藝的問題，ATC應(yīng)用效果不如國外。,三、發(fā)展階段,3、引進(jìn)帶來的問題造價高，花費(fèi)大量資金用于設(shè)備的維修和更新，受制于人，難以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)和社會效益。返修渠道不暢，維修成本太大，備品、備件得不到保障制式混雜給路網(wǎng)的擴(kuò)展、管理帶來極大的困難。4、目前的狀況自1999年推行國產(chǎn)化政策，國外供貨商紛紛與本地廠家聯(lián)手，出現(xiàn)了中外廠商合資或合作的局面，但大多為低端產(chǎn)品，未涉及核心技術(shù)，特別是軟件。我國短期內(nèi)無法全面掌握并生產(chǎn)ATC系統(tǒng)設(shè)備，信號系統(tǒng)設(shè)備仍會繼續(xù)引進(jìn)。,第六節(jié)城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,一、城市軌道交通信號技術(shù)的發(fā)展趨勢1、故障安全技術(shù)的發(fā)展核心設(shè)備：“2取2”，“2x2取2”，“3取2”等同步方式：軟同步，硬同步2、高水平的實(shí)時操作系統(tǒng)開發(fā)平臺的應(yīng)用提高了系統(tǒng)的安全性滿足了系統(tǒng)實(shí)時性的要求縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)周期3、DSP技術(shù)的應(yīng)用,一、城市軌道交通信號技術(shù)的發(fā)展趨勢,4、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展（1）網(wǎng)絡(luò)化（2）信息化（3）智能化5、通信技術(shù)與控制技術(shù)結(jié)合“3C”技術(shù)的應(yīng)用，代替軌道電路，構(gòu)成新型列控系統(tǒng)CBTC系統(tǒng)的基本特點(diǎn)：列車與地面之間有各種類型的無線雙向通信保留閉塞分區(qū)的概念,一、城市軌道交通信號技術(shù)的發(fā)展趨勢,6、通信信號一體化7、安全性與可靠性分析理論的廣泛應(yīng)用IEC61508安全相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計和評估標(biāo)準(zhǔn)要求：功能性可靠性和可維護(hù)性安全功能和及相關(guān)硬/軟件安全完整性等級效率性可用性輕便型,一、城市軌道交通信號技術(shù)的發(fā)展趨勢,8、信號系統(tǒng)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化包括：技術(shù)規(guī)范和安全規(guī)范優(yōu)勢：新產(chǎn)品開發(fā)費(fèi)用低新產(chǎn)品可與老產(chǎn)品兼容實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互通和互聯(lián)公開規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、開放市場，促進(jìn)競爭，降低成本，以獲取最佳產(chǎn)品和最優(yōu)價格。,二、代表技術(shù)發(fā)展方向的城市軌道交通信號系統(tǒng),1、基于通信的列車控制系統(tǒng)CBTC代表世界上列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢我國已開通：香港機(jī)場線、武漢輕軌1號線建設(shè)中：上海地鐵8號線，廣州地鐵36號線等2、CBTC的優(yōu)勢（1）列車與軌旁設(shè)備實(shí)時雙向通信，信息量大。（2）減少軌旁設(shè)備，便于安裝維修，利于緊急狀態(tài)下利用線路作為人員的疏散通道，有利于降低運(yùn)營成本。（3）便于縮短列車編組，降低土建工程投資；實(shí)現(xiàn)列車雙向運(yùn)行而不增加地面設(shè)備，有利于線路故障或特殊需要時的反向運(yùn)行控制。,二、代表技術(shù)發(fā)展方向的城市軌道交通信號系統(tǒng),2、CBTC的優(yōu)勢（4）適用各種類型、車速的列車，克服了準(zhǔn)移動和固定閉塞系統(tǒng)地對車信息跳變的缺點(diǎn)，提高了列車運(yùn)行的平穩(wěn)性，增加了乘客的舒適度。（5）可實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制，優(yōu)化列車運(yùn)行統(tǒng)計處理。縮短列車運(yùn)行時分等多目標(biāo)控制。（6）移動閉塞系統(tǒng)，尤其是采用高速數(shù)據(jù)傳輸方式的系統(tǒng)，將帶來信息利用的增長和功能的擴(kuò)展，有利于現(xiàn)代化水平的提高。（7）確立“信號通過通信”的新理念，使列車與地面（軌旁）緊密結(jié)合、整體處理，改變以往車地相互隔離、以車為主的狀態(tài)。（8）由于移動閉塞系統(tǒng)具有很高的實(shí)時性和響應(yīng)性的要求，因此，其對系統(tǒng)的完整性要求高于其他制式的閉塞方式，系統(tǒng)地可靠性也應(yīng)具有更高要求。（9）系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃院桶踩允窍到y(tǒng)關(guān)注的核心，尤其是利用自由空間波傳輸信息的基于無線的移動閉塞系統(tǒng)，其可靠性和安全性的要求更高。,第六節(jié)城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,InnoTrans-柏林國際軌道交通展是世界上最大的軌道交通展會，每2年一次在德國柏林舉辦。,第六節(jié)城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,參展的中國企業(yè)共有15家，包括北車集團(tuán)、太原重工、今創(chuàng)集團(tuán)、深圳華為等等。,第六節(jié)城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,中國北車集團(tuán)的展位,第六節(jié)城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,2011年6月28日，中國交通運(yùn)輸協(xié)會在北京舉行新聞發(fā)布會，宣布“2011北京國際城市軌道交通建設(shè)、運(yùn)營及裝備展覽會(METROCHINA2011)”將于2011年11月1日至4日在北京中國國際展覽中心舉行。,第六節(jié)城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,近年來，中國的城市軌道交通建設(shè)獲得了快速發(fā)展，截至2010年底，中國己有北京、上海、廣州、天津、重慶、南京、武漢、長春、深圳、大連、成都、沈陽12座城市，先后建成并開通運(yùn)營了48條城市軌道交通線，運(yùn)營里程1395公里。目前，中國內(nèi)地共有36座城市向國家主管部門上報了城市軌道交通建設(shè)發(fā)展規(guī)劃，其中有28座城市得到了國家批準(zhǔn)。在28座獲批城市中，計劃至2015年前后規(guī)劃建設(shè)96條軌道交通線路，建設(shè)線路總長2500多公里，總投資超過1萬億元，中國的城市軌道交通建設(shè)將迎來黃金發(fā)展期，將成為繼中國鐵路大規(guī)模投資后新的投資熱點(diǎn)，成為中國“十二五”期間基礎(chǔ)建設(shè)投資的熱點(diǎn)之一。,復(fù)習(xí)題-3,1、我國城市軌道交通信號的發(fā)展大致經(jīng)歷了哪些階段？2、采用ATC系統(tǒng)后，取得了哪些效果？3、現(xiàn)代城市軌道交通信號系統(tǒng)的重要發(fā)展趨勢是什么？依托哪些新技術(shù)？4、國際電工委員會制定的安全相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計和評估標(biāo)準(zhǔn)是什么？,