单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五节 我国城市轨道交通技术的发展,一、初创阶段,1,、信号项目,复线自动闭塞(机车信号和自动停车),调度集中,列车自动驾驶和继电连锁2,、信号基础设备,电气集中,移频自动闭塞,机车信号,自动停车,单轨条轨道电路配套设备:信号电源屏,扼流变压器,信号机,转辙机等调度集中成套设备,,ATP,,,ATO,设备,一、初创阶段,2,、信号基础设备,不足:,调度集中、自动驾驶等由于工艺和质量问题难于正常使用,,旅客向导系统只有有线广播,没和列车到发时刻连接,性能,较差1,)自动闭塞,轨道电路:移频轨道电路,显示方式:“红,红,黄,绿双红灯带三显示方式,行车间隔:设计,90s,信息种类:,7,种,一、初创阶段,2,、信号基础设备,(,2,)调度集中(,CTC,),北京地铁一期全线,古城车辆段,(,3,)列车自动驾驶(,ATO,),主要设备:,地面信息接收子系统,双通道测试子系统,控制逻辑和比较子系统,轮径补偿子系统,定点停车控制曲线发生子系统,地面传感器子系统,与车辆接口系统应用器件:,磁放大器,晶体管,小规模集成电路,函数发生器。
4,)继电连锁,车站:非定型继电连锁,车辆段:,6502,电气集中连锁,二、过渡阶段,1,、,早期自主开发的行车指挥与列车运行自动化系统,1971,年:开建二期环线,要 求采用,ATC,行车指挥自动化,ATS,控制计算机子系统、调度集中子系统,列车运行自动化系统,ATP,、,ATO,一体化,1986,年:研制机车信号系统,2,、,北京地铁环线调度集中技术改造,1990,年:,设置环线调度集中,研制“微机调度集中系统”,1993,年:,开通,结构,:控制中心由一主多从的分布式微机网络构成,主机:,双机待机方式,车站计算机系统:,主、从热备方式,进路控制,:两级,二、过渡阶段,2,、,北京地铁环线调度集中技术改造,主要功能:,辅助行车调度员调整运行计划,计划运行图和实迹运行图的显示及打印,显示全线线路和设备状况,车次追踪与显示,故障报警和检测,调度操作自动记录,系统自检,机故障自动复零启动,二、过渡阶段,3,、新型,ATP,车载子系统的研制与生产,(,1,)研发过程,(,2,),LCF-100DT,型,ATP,车载设备的主要功能,防止列车超速运行,机车信号出现“黄,+,红”显示,,ATP,车载子系统报警,3s,,以全常用制动使列车停于第,1,红灯区前方,机车信号显示允许信号后,列车缓解启动。
机车信号显示红灯时,,ATP,车载子系统立即实施紧急制动,使列车停车机车信号显示白灯时,报警,5s,,若司机没有按压确认按钮,,ATP,设备采取全常用制动;司机及时进行了确认,,ATP,车载子系统将停止工作,由司机小心驾驶列车回车辆段ATP,车载子系统将记录各次紧急制动及发生的时间二、过渡阶段,3,、新型,ATP,车载子系统的研制与生产,(,3,),ATP,车载设备的主要技术特点:,车载计算机采用微机系统,按双机双工方式工作,控制方式为阶梯式,信息接收装置采用数字化通用型设备,适用于接收各种轨道电路信息,采用数字信号处理技术测速采用独立双通道,,2,套速度传感器安装在不同转向架的,2,个轴上,按高速值优先录取为防止列车非正常后退,列车退行距离大于,3M,或退行时间大于,5s,时采取紧急制动二、过渡阶段,4,、国际先进信号系统的引进,(,1,)北京地铁,1,号线和复,8,线,1,号线:,1989,年,引进英国西屋公司的,ATC,系统,,FS2500,型轨道电路;联锁采用国产,6502,电气集中系统,采用国产的信号机、转辙机和车辆段轨道电路复,8,线:采用英国西屋公司的,ATC,系统,配套国产的继电连锁设备,车站计算机连锁设备和信号微机监测设备。
二、过渡阶段,4,、国际先进信号系统的引进,(,2,)上海地铁,1,号线,1989,年,引进阿尔斯通美国公司(原美国,GRS,公司),AuTC,系统,无绝缘轨道电路,数字调幅方式,,8,种不同调制码率,阶梯式速度控制方式,追踪间隔,2min,正线道岔连锁区域和车辆段采用国产,6502,电气集中3,)引进国际先进信号系统的成效,无绝缘轨道电路,双套智能型,ATP,车载装置,小型计算机系统自动调度列车运行及排列进路,列车自动驾驶,三、发展阶段,1,、信号设备大规模引进,举例:,上海地铁,2,号线,天津滨海轻轨,引进美国,US&S,公司,ATC,,包括,ATP,、,ATO,、,ATS,、,AF904,数字轨道电路,追踪间隔,100s,,按,8,节编组设计上海轨道交通,3,号线,采用法国阿尔斯通公司的,ATC,系统,,DTC921,型无绝缘数字轨道电路,,8,种载频传输信息,采用,ASCV,计算机连锁等上海轨道交通,3,号线,引进德国西门子公司设备,,FTGS,音频轨道电路,,SIMIS,计算机连锁系统等三、发展阶段,1,、信号设备大规模引进,举例:,广州地铁,1,号线,广州地铁,2,号线,深圳地铁,1,号线,南京地铁,1,号线,引进德国西门子公司,ATC,系统,,FIGS,数字轨道电路,,SICAS,计算机连锁等。
重庆单轨较新线,采用跨坐式单轨交通方式,引进日本单轨条交通,ATP/TD,系统等武汉轻轨,广州地铁,3,号线,引进加拿大阿尔卡特公司的,ATC,系统,采用移动闭塞方式等三、发展阶段,2,、引进信号设备的特点,(,1,)采用报文式数字轨道电路,可向车载设备传送更多信息,(,2,)可构成准移动自动闭塞,(,3,),ATS,采用微机及其网络,任务按工作站分配,局域网为高速以太网,信息出入均经多位,CRC,校核,确保整个系统的安全可靠性4,)由于电源质量、道岔结构,轨道施工工艺的问题,,ATC,应用效果不如国外三、发展阶段,3,、引进带来的问题,造价高,花费大量资金用于设备的维修和更新,受制于人,难以产生经济和社会效益返修渠道不畅,维修成本太大,备品、备件得不到保障,制式混杂给路网的扩展、管理带来极大的困难4,、目前的状况,自,1999,年推行国产化政策,国外供货商纷纷与本地厂家联手,出现了中外厂商合资或合作的局面,但大多为低端产品,未涉及核心技术,特别是软件我国短期内无法全面掌握并生产,ATC,系统设备,信号系统设备仍会继续引进第六节 城市轨道交通信号系统的发展趋势,一、城市轨道交通信号技术的发展趋势,1,、故障,安全技术的发展,核心设备:“,2,取,2,”,“,2x2,取,2,”,“,3,取,2,”等,同步方式:软同步,硬同步,2,、高水平的实时操作系统开发平台的应用,提高了系统的安全性,满足了系统实时性的要求,缩短了新产品的开发周期,3,、,DSP,技术的应用,一、,城市轨道交通信号技术的发展趋势,4,、计算机网络技术的发展,(,1,)网络化,(,2,)信息化,(,3,)智能化,5,、通信技术与控制技术结合,“3C”,技术的应用,代替轨道电路,构成新型列控系统,CBTC,系统的基本特点:,列车与地面之间有各种类型的无线双向通信,保留闭塞分区的概念,一、城市轨道交通信号技术的发展趋势,6,、通信信号一体化,7,、安全性与可靠性分析理论的广泛应用,IEC61508,安全相关系统的设计和评估标准,要求:,功能性,可靠性和可维护性,安全功能和及相关硬,/,软件安全完整性等级,效率性,可用性,轻便型,一、城市轨道交通信号技术的发展趋势,8,、信号系统的规范化和标准化,包括:技术规范和安全规范,优势:,新产品开发费用低,新产品可与老产品兼容,实现设备的互通和互联,公开规范和标准、开放市场,促进竞争,降低成本,以获取最佳产品和最优价格。
二、代表技术发展方向的城市轨道交通信号系统,1,、基于通信的列车控制系统,CBTC,代表世界上列车运行控制系统的发展趋势,我国已开通:,香港机场线、武汉轻轨,1,号线,建设中:,上海地铁,8,号线,广州地铁,36,号线等,2,、,CBTC,的优势,(,1,)列车与轨旁设备实时双向通信,信息量大2,)减少轨旁设备,便于安装维修,利于紧急状态下利用线路作为人员的疏散通道,有利于降低运营成本3,)便于缩短列车编组,降低土建工程投资;实现列车双向运行而不增加地面设备,有利于线路故障或特殊需要时的反向运行控制二、代表技术发展方向的城市轨道交通信号系统,2,、,CBTC,的优势,(,4,)适用各种类型、车速的列车,克服了准移动和固定闭塞系统地对车信息跳变的缺点,提高了列车运行的平稳性,增加了乘客的舒适度5,)可实现节能控制,优化列车运行统计处理缩短列车运行时分等多目标控制6,)移动闭塞系统,尤其是采用高速数据传输方式的系统,将带来信息利用的增长和功能的扩展,有利于现代化水平的提高7,)确立“信号通过通信”的新理念,使列车与地面(轨旁)紧密结合、整体处理,改变以往车地相互隔离、以车为主的状态8,)由于移动闭塞系统具有很高的实时性和响应性的要求,因此,其对系统的完整性要求高于其他制式的闭塞方式,系统地可靠性也应具有更高要求。
9,)系统传输的可靠性和安全性是系统关注的核心,尤其是利用自由空间波传输信息的基于无线的移动闭塞系统,其可靠性和安全性的要求更高第六节 城市轨道交通信号系统的发展趋势,InnoTrans-,柏林国际轨道交通展是世界上最大的轨道交通展会,,每,2,年一次在德国柏林举办第六节 城市轨道交通信号系统的发展趋势,参展的中国企业共有,15,家,包括北车集团、太原重工、今创集团、深圳华为等等第六节 城市轨道交通信号系统的发展趋势,中国北车集团的展位,第六节 城市轨道交通信号系统的发展趋势,2011,年,6,月,28,日,中国交通运输协会在北京举行新闻发布会,宣布“,2011,北京国际城市轨道交通建设、运营及装备展览会,(METRO CHINA 2011)”,将于,2011,年,11,月,1,日至,4,日在北京中国国际展览中心举行第六节 城市轨道交通信号系统的发展趋势,近年来,中国的城市轨道交通建设获得了快速发展,截至,2010,年底,中国己有北京、上海、广州、天津、重庆、南京、武汉、长春、深圳、大连、成都、沈阳,12,座城市,先后建成并开通运营了,48,条城市轨道交通线,运营里程,1395,公里目前,中国内地共有,36,座城市向国家主管部门上报了城市轨道交通建设发展规划,其中有,28,座城市得到了国家批准。
在,28,座获批城市中,计划至,2015,年前后规划建设,96,条轨道交通线路,建设线路总长,2500,多公里,总投资超过,1,万亿元,中国的城市轨道交通建设将迎来黄金发展期,将成为继中国铁路大规模投资后新的投资热点,成为中国“十二五”期间基础建设投资的热点之一复习题,-3,1,、我国城市轨道交通信号的发展大致经历了哪些阶段?,2,、采用,ATC,系统后,取得了哪些效果?,3,、现代城市轨道交通信号系统的重要发展趋势是什么?依托哪些新技术?,4,、国际电工委员会制定的安全相关系统的设计和评估标准是什么?,。