第五節(jié)我國城市軌道交通技術的發(fā)展,一、初創(chuàng)階段1、信號項目復線自動閉塞（機車信號和自動停車），調(diào)度集中，列車自動駕駛和繼電連鎖。2、信號基礎設備電氣集中，移頻自動閉塞，機車信號，自動停車，單軌條軌道電路。配套設備：信號電源屏，扼流變壓器，信號機，轉(zhuǎn)轍機等。調(diào)度集中成套設備，ATP，ATO設備,一、初創(chuàng)階段,2、信號基礎設備不足：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：設計90s信息種類：7種,一、初創(chuàng)階段,2、信號基礎設備（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)，輪徑補償子系統(tǒng)，定點停車控制曲線發(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控制計算機子系統(tǒng)、調(diào)度集中子系統(tǒng)列車運行自動化系統(tǒng)ATP、ATO一體化1986年：研制機車信號系統(tǒng)2、北京地鐵環(huán)線調(diào)度集中技術改造1990年：設置環(huán)線調(diào)度集中，研制“微機調(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網(wǎng)絡構(gòu)成主機：雙機待機方式車站計算機系統(tǒng)：主、從熱備方式進路控制：兩級,二、過渡階段,2、北京地鐵環(huán)線調(diào)度集中技術改造主要功能：輔助行車調(diào)度員調(diào)整運行計劃計劃運行圖和實跡運行圖的顯示及打印顯示全線線路和設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)自檢在線機故障自動復零啟動,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車載設備的主要功能防止列車超速運行機車信號出現(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，機車信號顯示允許信號后，列車緩解啟動。機車信號顯示紅燈時，ATP車載子系統(tǒng)立即實施緊急制動，使列車停車。機車信號顯示白燈時，報警5s，若司機沒有按壓確認按鈕，ATP設備采取全常用制動；司機及時進行了確認，ATP車載子系統(tǒng)將停止工作，由司機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車載設備的主要技術特點：車載計算機采用微機系統(tǒng)，按雙機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。測速采用獨立雙通道，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、國際先進信號系統(tǒng)的引進（1）北京地鐵1號線和復8線1號線：1989年，引進英國西屋公司的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、轉(zhuǎn)轍機和車輛段軌道電路。復8線：采用英國西屋公司的ATC系統(tǒng)，配套國產(chǎn)的繼電連鎖設備，車站計算機連鎖設備和信號微機監(jiān)測設備。,二、過渡階段,4、國際先進信號系統(tǒng)的引進（2）上海地鐵1號線1989年，引進阿爾斯通美國公司（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）引進國際先進信號系統(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系統(tǒng)自動調(diào)度列車運行及排列進路列車自動駕駛,三、發(fā)展階段,1、信號設備大規(guī)模引進舉例：上海地鐵2號線，天津濱海輕軌，引進美國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計算機連鎖等。上海軌道交通3號線，引進德國西門子公司設備，F(xiàn)TGS音頻軌道電路，SIMIS計算機連鎖系統(tǒng)等。,三、發(fā)展階段,1、信號設備大規(guī)模引進舉例：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計算機連鎖等。重慶單軌較新線，采用跨坐式單軌交通方式，引進日本單軌條交通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、引進信號設備的特點（1）采用報文式數(shù)字軌道電路，可向車載設備傳送更多信息（2）可構(gòu)成準移動自動閉塞（3）ATS采用微機及其網(wǎng)絡，任務按工作站分配，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應用效果不如國外。,三、發(fā)展階段,3、引進帶來的問題造價高，花費大量資金用于設備的維修和更新，受制于人，難以產(chǎn)生經(jīng)濟和社會效益。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，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)設備，信號系統(tǒng)設備仍會繼續(xù)引進。,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的發(fā)展趨勢1、故障安全技術的發(fā)展核心設備：“2取2”，“2x2取2”，“3取2”等同步方式：軟同步，硬同步2、高水平的實時操作系統(tǒng)開發(fā)平臺的應用提高了系統(tǒng)的安全性滿足了系統(tǒng)實時性的要求縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)周期3、DSP技術的應用,一、城市軌道交通信號技術的發(fā)展趨勢,4、計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展（1）網(wǎng)絡化（2）信息化（3）智能化5、通信技術與控制技術結(jié)合“3C”技術的應用，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：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用IEC61508安全相關系統(tǒng)的設計和評估標準要求：功能性可靠性和可維護性安全功能和及相關硬/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的發(fā)展趨勢,8、信號系統(tǒng)的規(guī)范化和標準化包括：技術規(guī)范和安全規(guī)范優(yōu)勢：新產(chǎn)品開發(fā)費用低新產(chǎn)品可與老產(chǎn)品兼容實現(xiàn)設備的互通和互聯(lián)公開規(guī)范和標準、開放市場，促進競爭，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代表世界上列車運行控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢我國已開通：香港機場線、武漢輕軌1號線建設中：上海地鐵8號線，廣州地鐵36號線等2、CBTC的優(yōu)勢（1）列車與軌旁設備實時雙向通信，信息量大。（2）減少軌旁設備，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，有利于降低運營成本。（3）便于縮短列車編組，降低土建工程投資；實現(xiàn)列車雙向運行而不增加地面設備，有利于線路故障或特殊需要時的反向運行控制。,二、代表技術發(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，克服了準移動和固定閉塞系統(tǒng)地對車信息跳變的缺點，提高了列車運行的平穩(wěn)性，增加了乘客的舒適度。（5）可實現(xiàn)節(jié)能控制，優(yōu)化列車運行統(tǒng)計處理?？s短列車運行時分等多目標控制。（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)具有很高的實時性和響應性的要求，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、太原重工、今創(chuàng)集團、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、運營及裝備展覽會(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，先后建成并開通運營了48條城市軌道交通線，運營里程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發(fā)展規(guī)劃，其中有28座城市得到了國家批準。在28座獲批城市中，計劃至2015年前后規(guī)劃建設96條軌道交通線路，建設線路總長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，成為中國“十二五”期間基礎建設投資的熱點之一。,復習題-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？4、國際電工委員會制定的安全相關系統(tǒng)的設計和評估標準是什么？,