深圳地铁三号线正线信号系统

➢精确定位 3. 区域控制器设备计算冲突点()，到 列车B的车尾，给出移动授权。 ➢虚拟占用
4. 轨旁无线设备连续的把冲突点()和移动 授权传送给列车A。
➢车地通信区域控制器
轨旁DTS设备
CBTC 运营
2. 列车B的车载无线设备传送其实时 位置和虚拟占用给轨旁无线设备。
轨旁无线 设备
轨旁无线 设备
轨旁无线 设备
▪ 另一种是Fleeting进路 ① 列车运行过后，进路不解锁，只有在信号取消时才解锁。 ② 联锁仅允许在相应标准进路建立之后办理Fleeting 进路。
但不是所有进路都能办理Fleeting进路，由联锁表规定。 ③ Fleeting 进路通过自动模式或人工模式办理。 ④ Fleeting 进路允许进路中同时运行多辆CBTC 列车。 ⑤ Fleeting 进路没有引导功能。
OCC
莲花村站
大芬站
塘坑站
四、控制权交接
▪ 3、区域内的车站授权 ▪ 具有“站群管理”模式功能，各站的监控权已经
被设置。 ▪ 可以同时有多个有控制权限的车站获得授权。 ▪ 获得控制权的车站可以控制整个区域也可以选择
控制指定的控制范围。 ▪ 一个被控制范围内同时只允许被第一个获得控制
权的车站控制，而其后登录的该范围权限只能获 得监视权。
CBTC
车载 RADIO
A
5. 列车A的车载CBTC设备计算安 全曲线并应用到对列车的防护上 () 。
CBTC
车载 RADIO
1. 基于轮速传感器和多普勒雷达，列车B
连续的计算其位置() （经过信标点时重
置其误差），生成虚拟占用。
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B
系统原理-列车定位
测速 电机
多普勒 雷达
信标 读取器
速度 处理
三.系统原理
系统原理
➢基于通信的列车控制系统（CBTC）：
•车地实时双向通信；--无线传输
•列车精确定位；--多传感器信息融合
➢移动闭塞；
➢适用于METRO/APM系统，能够实现STO、DTO和UTO
模式。
CBTC M
Train footprint CBTC
Train footprint
系统原理-CBTC运关营键技术：
一、系统概述
▪ 一期工程中，区域控制站2个，分别是塘坑站 （塘坑-双龙）和大芬站（红岭-六约）；设备 集中站5个（红岭、田贝、草埔、爱联、双 龙）；其中设有信号机111架，道岔46组，计 轴点210个，等。
▪ 二期工程中，区域控制站1个，即莲花村站； 设备集中站3个（益田、福田、华新）；其中 设有信号机47架，道岔22组，计轴点64个， 等。
通常，正常的列车运行交路是这两种进路类型的组合。
五、列车运行进路
▪ 1、列车出段
信号机不能设为Fleeting， 由时刻表自动触发
五、列车运行进路
▪ 列车自动折返 ▪ 红岭、双龙两个站的自动折返进路，在ATS正常工作时，利
用时刻表和目的地号自动排列折返进路；当OCC ATS故障时， 红岭、双龙、田贝、草埔则利用LCW人机界面的自动折返 （三种方式）模式选择按钮，由本地应用服务器请求联锁为 每列车自动排列折返进路。
误显示。
2 道岔
➢ 正线上大部采用60Kg的9#道岔。为增加列车的的折返能力和 出段能力，分别在双龙站（4组）和塘坑站（2组）设置了12# 道岔。
➢ 渡线上的道岔为双动道岔，但均分别采用了单独的控制回路和 表示回路。
➢ 采用ZD（J）9型三相交流电动转辙机 ① 电机采用三相交流380V电源 ② 接点系统采用铍青铜静接点组和铜钨合金动接点环 ③ 伸出杆件用镀铬防锈，伸出处用聚乙烯堵孔圈和油毛毡防尘圈
一、系统概述
▪ 3、三号线信系统工程包括： ▪ 首期线路全长32.94km、22座正线车站、一
条试车线、一座控制中心、一座车辆段与综 合基地。初期配置24列列车，6辆编组。近期 配置33列列车，远期配置52列列车。并配备 6辆工程车。 ▪ 西延线线路全长8.7Km、8座车站、一座停车 场。配置19列列车，6辆编组。
B
1. 一个非CBTC列车B不能实时 的传送其位置，但占用了计轴区 段。
四、控制权交接
▪ 1、系统正常时，设备的监控均在OCC的中央 ATS工作站上。系统启动时，默认的权限在区 域控制区ATS工作站上，紧急情况下可以强行 获得控制权。
▪ 2、中央ATS可以同时分别向三个区域控制区 授权,亦可单一区域授权。
系统安全性的同时，通过改善位置分辨能力和移动授权更新 率，来缩短列车间隔距离，提供更大的运能。
▪ 列车在移动授权的范围内安全运行，考虑了最不利情况下的 停车距离，以及不确定的前方障碍物位置后生成速度曲线。
二、运行和设计指标
▪ 线路设计最高行车速度为90km/h。 ▪ 运行最小列车追踪间隔为90秒；列车折返运行间隔
深圳地铁三号线 正线信号系统介绍
陈浩莹
安全小知识
▪ 安全第一，预防为主 ▪ 故障—安全 ▪ 逃生知识
问题思考
▪ 1、系统组成，原理？ ▪ 2、红-M信号机显示定义？ ▪ 3、进路类型？ ▪ 4、控制权交接？ ▪ 5、KS开关的操作过程及原理
目录
▪ 系统概述 ▪ 运行和设计指标 ▪ 系统原理 ▪ 控制权交接 ▪ 列车运行进路 ▪ 与外系统接口 ▪ 系统功能与构成
惰行距离 紧急制动距离
50
100
150
200
250
300
350
400
450
距离 (m)
系统原理-车地通信
车地通信-TWC： ➢2.4G公共频段 ➢采用私有协议 ➢频率主动切换机制
地面/高架段
地下段
漏缆
LOS天线
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
LOS天线
LOS天线
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系统原理-混合运行
3. 区域控制器随时监控所有CBTC列车和非CBTC列车， 对于非CBTC列车B，轨旁CBTC设备把冲突点()放 置在列车B最后占用计轴区段的始端。
四、控制权交接
▪ 例如大芬区域控制区中，丹竹头、草埔、红 岭站、老街站和田贝站均有监控权，而丹竹 头老街为非设备集中站的轴心站。
红岭站
老街站
田贝站
四、控制权交接
▪ 1）当红岭站获得红岭——晒布站区的控制权后， 老街站只能再获得该区监视权。反之亦然。
红岭站 控制 红岭站
老街站 监视
老街站
晒布站 草埔站
位 移 方
向
位置 处理
轨道 数据库
车辆 位置
列车精确定位原理图
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系统原理-定位误差校正
位置
位置误差
信标点
列车运行方向
定位误差的校正
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倒溜防护距离 定位误差 定位误差 时延距离 超行距离 惰行距离 紧急制动
系统原理-虚拟占用
列车传输虚拟占用以定位车尾的位置。 运行方向
占用 虚拟占用
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占用—等于列车长度加上 积累的定位误差
活、安装方便、外形美观等优点。 ③ 光源为整体透镜组：由点灯变压器、点灯模板、超高亮度发光
二极管点阵、光学透镜、钢化玻璃前置镜、灯架等组成。 ④ LED 信号机可实现20％～30％的故障模拟，与LED 信号机报
警仪结合，可实现故障报警功能。 ⑤ 设计使用寿命：大于10 万小时。 ⑥ 具有抗强光干扰性能，能防止由于外部光线的照射导致信号错
方式321
六、与外系统接口
▪ 3号线正线信号系统与车辆、站台屏蔽门/安 全门、防火门、旅客信息、综合监控、通信 广播、时钟、无线等的设备接口
中央
车站
七、系统功能与构成
系统配置示意图
1 信号机
采用LED信号机(12束X5个LED），并具有结构紧凑、能耗低、寿 命长、无需调焦等特点。
① 工作环境: ➢ 温度：-40℃～70℃ ➢ 相对湿度：不大于95％(25℃) ➢ 大气压力：不低于54Kpa（海拔高度不超过5000m） ➢ 振动频率：10～2000Hz，加速度幅值10m/s2 ② 机构采用硅铝合金材料压铸而成具有强度高、重量轻、组合灵
一、系统概述 4、CBTC系统组成示意图
ATS列车自动监控 ATS
轨旁组件 通信 车载组件
联锁
RATP/ Balise RATO 信标
其他
DTS通信
VATP VATO MMI ATO
VATP
VATO VATP
VATO
MMI
MMI
ATP
RM
NRM (旁路模式)
一、系统概述
▪ 5、CBTC原理 ▪ 基于通信的CBTC的移动闭塞系统的主要设计目标是在维持
田贝站 控制
田贝站
五、列车运行进路
▪ 列车运行进路类型有两种： ▪ 一种是标准进路 ① 进路随列车的运行而逐段解锁。 ② 标准进路是默认的进路类型. 所有进路类型都具有
标准进路功能。 ③ 进路可以自动设置，也可以手动设置。 ④ 标准进路只允许一条进路里运行一辆列车。 ⑤ 标准进路具有引导功能。
五、列车运行进路
支承和防尘 ④ 转动和滑动面均用SF2复合材料衬套和衬垫 ⑤ 转换时间≦5.8s ⑥ 工作电流≦ 1.5A
3 计轴
正线采用AzS(M)350 U计轴系统 ，由计轴主机(EC) 和ZP43计轴点组成。 计轴主机具有以下特点： ➢ 具有灵活的系统配置：一个计轴主机可以直接连接5个ZP43 计轴点，每个计轴
4. 轨旁无线设备连续的把冲突点()信息 传送给跟随的列车A。
区域控制器
混合运行模式
联锁
轨旁DTS设备
轨旁无线 设备
轨旁无线 设备
2. 联锁可以连续的检测计轴占用信息， 并提供给轨旁CBTC设备。
轨旁无线 设备
CBTC
车载 无线
A
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5. 列车A的车载CBTC设备基于冲突点信息计 算安全曲线。
非CBTC列车
田贝站
四、控制权交接
▪ 2）当红岭站获得红岭——田贝站区的控制权 后，老街、田贝站只能再获得监视权。
红岭站 控制 红岭站
老街站 监视
老街站
晒布站 翠竹站
田贝站 监视
田贝站
四、控制权交接
▪ 3）当老街站获得红岭——晒布站区的控制权 后，田贝站只能获得剩余站区的控制权。
红岭站
老街站 控制
老街站
晒布站 翠竹站
最小至105秒；全线按 16 对车/小时的通过能力设 计。
▪ 四种列车驾驶模式：列车自动驾驶ATO模式，带防 护的人工驾驶ATP模式，限制人工驾驶RM模式和非 限制的人工驾驶NRM模式。
▪ 复线/双向，通常情况下为右线行车，轨旁信号机 在正常运行方向的右侧。
▪ 各个车站安装有站台安全门/屏蔽门。
▪ 本系统采用可靠的组件、开放式的接口以及严格的 软、硬件设计和品质标准。
3 计轴
➢ 计轴室外设备（ZP43计轴点） ① 探测所有符合规定尺寸的车轮 ② 适应所有类型的钢轨 ③ 防雷部件的一体化 ④ 高机械强度 ⑤ 在车轮作用时间很短时具有高可靠性（车轮直径 865 mm时，
列车最大速度可为400km/h) ⑥ 在环境温度为-40 °C～+80 °C以及冰、雪和潮湿（包括洪
水）影响时，都能无故障地使用 ⑦ 对磁轨制动机和涡流减速器的影响不敏感
▪ 4 CBI 联锁子系统
▪ 按照一定的联锁（道岔、 进路和信号机的访问）关系 完成联锁的进路命令处理。 以及完成与其它子系统之间
主机可以检测4个线路区段。计轴主机可以通过“级联”的形式进行任意数量的 连接，可以处理相邻系统的信息。最远传输距离达80KM。
➢ 预复位(vAzGrT)功能：在设备集中站的车控室的复位盘上进行“预复位”操作， 在操作预复位按钮后先不进行计轴空闲显示，需再通过一次列车后，才能进行空 闲显示。
➢ 面板上提供运行状态指示灯， 不同灯位点亮可组合表示故障代码。
▪ 降级运行模式 ▪ KS开关操作过程及原理 ▪ 目前系统存在的局限性
一、系统概述
▪ 1、深圳地铁三号线正线信号系统采用具有当前国际 先进水平的庞巴迪（Bombardier）运输集团 的
CITYFLO 650 基于无线通信技术的移动闭塞系统，
分别由以下几个子系统构成： ➢ 正线联锁(CBI)子系统 ➢ 列车自动保护ATP子系统 ➢ 列车自动驾驶ATO子系统 ➢ 列车自动监控ATS子系统 ➢ 通信传输DTS子系统 ➢ 无线传输TWC子系统
时延距离—在通信时延的 过程中列车行驶的距离
惰行距离—惰行后，在紧 急制动建立前列车行驶的 距离
紧急制动—从紧急制动实 施到列车获得零速，列车 行驶的距离
系统原理-虚拟占用的计算实例
70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10
5 0
0
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速度 (km/h)
倒溜防护距离 车尾定位误差 列车长度 车头定位误差 时延距离 超行距离
一、系统概述
▪ 2、贯穿在信号系统设计中的基本原则是：安 全、可靠，最大限度地实现功能，最大限度 地减少系统故障的发生。正线信号系统提供 了降级或紧急运营模式。在CBTC系统出现 故障时，所有在正线范围内作业的列车仍可 被系统探测及追踪；并在正线线路适当位置 设置轨旁信号机协助司机驾驶，以维持列车 服务。同时也可让没有安装车载信号设备的 列车在正线安全作业。