轨道交通CBTC信号系统浅析
（南昌轨道交通集团有限公司运营分公司）
摘 要： 随着计算机和通讯技术的飞速发展，自动控制技术也得以迅猛发展，广泛应用于城市?道交通行业。为提高城市轨道交通的运营效率，人们研发出一种基于无线通信的列车自动控制系统，即CBTC系统。本文通过介绍网新CBTC系统及泰雷兹CBTC系统的构架，并在两套系统的对比中，对网新CBTC系统及泰雷兹CBTC系统的异同点进行进一步阐述。
关键词： CBTC；闭塞；车地通信；自动控制 1.背景
我国大多数普速铁路的闭塞方式是固定闭塞，而移动闭塞更多地应用于高铁、地铁和轻轨。随着通信技术的应用，采用开放空间无线方式是车地通信的发展方向。目前城市轨道交通中最常用的信号系统为两大类：准移动闭塞和移动闭塞信号系统。两者都是基于传统的电气集中联锁控制技术发展而成，区别在于后者在外部传输媒介上采用的是无线通信技术。
CBTC系统得益于计算机技术和通信方式的发展，信号的概念已经改变：从被动反应到主动检测，从轨旁设备控制到
列车自我控制，车地通信具备了思考和对话的能力。 2.概念
信号系统的列控方式有两种：基于轨道电路的列车控制方式和基于无线通信的列车控制方式。前者是传统的信号系统，后者是基于前者衍生的CBTC系统。它们的区别在于传输媒介的不同，后者是无线传输。
CBTC系统的定义：一个连续的列车自动控制系统，它利用高分辨率的列车位置确定方式，不依赖于轨道电路；高容量的车地双向数据通信；以及能够实现“故障―安全”功能的车载和轨旁处理器。 3. CBTC系统构架
基于CBTC移动闭塞的ATC系统，具备ATP防护、ATO驾驶和后备模式的点式ATP防护功能。它主要的子系统包括：区域控制器（MAU+PMI）、接口继电器、计轴ACE、ATS子系统、ATP子系统、ATO子系统、车载控制器以及连接各子系统的数据通信系统 （DCS）。 3.1 区域控制器（MAU+PMI）
区域控制器-MAU，是冗余校验的三取二配置，具备“故障―安全”的功能，每个联锁区域设一套MAU。它实现与所控区域内所有列车的安全信息交互，同时向所辖区域内每辆列车发布移动授权LMA，并实现对屏蔽门（PSD）的监督与控制。
区域控制器-PMI，是冗余校验的2x2oo2配置，也具备“故障―安全”的功能，每个联锁区域设一套PMI。它实现与所控区域内除屏蔽门（PSD）外的所有联锁控制，并监督屏蔽门（PSD）状态。
3.2接口继电器和计轴ACE
接口继电器用于区域控制器（MAU+PMI）与现场设备的接口，如：信号机、道岔、紧急停车按钮、屏蔽门等。计轴ACE用于检测区段的占用、出清和受扰。 3.3 ATS子系统
ATS子系统主要实现对列车运行的监督和控制，辅助调度人员对全线列车进行管理，其功能包括：调度区段内列车运行情况的集中监视与控制，监测进路控制、列车间隔控制设备的工作，按行车计划自动控制道旁信号设备以接发列车，列车运行实迹的自动记录，时刻表自动生成、显示、修改和优化，运行数据统计及报表自动生成，设备运行状态监测，设备状态及调度员操作记录，运输计划管理等，还具有列车车次号自动传递等功能。
ATS子系统包括控制中心设备和ATS车站、车辆段分机。控制中心ATS设备有中心计算机系统、工作站、显示屏、绘图仪、打印机、UPS等。每个控制站设一台ATS分机，用于采集车站设备的信息和传送控制命令，并实现车站进路自动控制功能。车辆段ATS分机用于采集车辆段内库线的列车占
用情况及进/出车辆段的列车信号机的状态。它采用的是“集中后备”的结构，其组成框图如图所示。 3.4 ATP子系统
ATP子系统的功能是对列车运行进行超速防护，对与安全有关的设备实行监控，实现列车位置检测，保证列车间的安全间隔，保证列车在安全速度下运行，完成信号显示、故障报警、降级提示、列车参数和线路参数的输人，与ATS、ATO及车辆系统接口并进行信息交换。
ATP子系统不断将从地面获得的前行列车位置信息、线路信息、前方目标点的距离和允许速度信息等通过轨道电路等传至车上，由车载设备计算得到当前所允许的速度，或由行车指挥中心计算出目标速度传至车上，由车载设备测得实际运行速度，依此来对列车速度实行监督，使之始终在安全速度下运行，以缩短列车运行间隔，保证行车安全。 采用轨道电路传送ATP信息时，ATP子系统由设于控制站的轨旁单元、设于线路上各轨道电路分界点的调谐单元和车载ATP设备组成，并包括与ATS、ATO、联锁设备的接口设备。
3.5. ATO子系统
ATO子系统主要用实现“地对车控制”，即用地面信息实现对列车驱动、制动的控制，包括列车自动折返，根据控制中心的指令使列车按最佳工况正点、安全、平稳地运行，自