信號系統(tǒng)的發(fā)展與趨勢

1、信號系統(tǒng)發(fā)展與趨勢信號系統(tǒng)發(fā)展與趨勢劉石清劉石清通號三車間通號三車間目錄目錄 信號系統(tǒng)的發(fā)展概況信號系統(tǒng)的發(fā)展概況 信號系統(tǒng)的行業(yè)分類信號系統(tǒng)的行業(yè)分類 信號系統(tǒng)的行業(yè)特征信號系統(tǒng)的行業(yè)特征 中國地鐵信號系統(tǒng)發(fā)展面臨的問題中國地鐵信號系統(tǒng)發(fā)展面臨的問題 典型典型信號系統(tǒng)設(shè)備介紹信號系統(tǒng)設(shè)備介紹 國內(nèi)外信號系統(tǒng)發(fā)展的趨勢國內(nèi)外信號系統(tǒng)發(fā)展的趨勢總述總述 信號系統(tǒng)信號系統(tǒng)是保證列車運(yùn)行安全實(shí)現(xiàn)行車指是保證列車運(yùn)行安全實(shí)現(xiàn)行車指揮和列車運(yùn)行現(xiàn)代化，提高運(yùn)輸效率的關(guān)揮和列車運(yùn)行現(xiàn)代化，提高運(yùn)輸效率的關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備。城市軌道交通信號系統(tǒng)是城鍵系統(tǒng)設(shè)備。城市軌道交通信號系統(tǒng)是城市軌道交通自動化系統(tǒng)中的關(guān)鍵部

2、分，是市軌道交通自動化系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，是保證列車和乘客安全，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行高效、保證列車和乘客安全，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行高效、指揮管理有序的自動控制系統(tǒng)。指揮管理有序的自動控制系統(tǒng)。一信號系統(tǒng)一信號系統(tǒng)的發(fā)展的發(fā)展概況概況 1、我國的地鐵發(fā)展史、我國的地鐵發(fā)展史 1階段：階段：1956年年-上世紀(jì)上世紀(jì)80年代年代北京北京（蘇聯(lián)蘇聯(lián)援建、援建、1971-81年運(yùn)營，年運(yùn)營，7.4KM)1984年年天津天津（戰(zhàn)備為主兼顧交通）（戰(zhàn)備為主兼顧交通） 2階段：階段：上世紀(jì)上世紀(jì)90年代年代初初-上世紀(jì)末上世紀(jì)末上海、廣州上海、廣州（西門子）（西門子） 3階段：階段：21世紀(jì)至今世紀(jì)至今北上廣深北上廣深至全國

3、至全國20多個百萬級人口城市多個百萬級人口城市2008年年7月月19日開通日開通，全國第一條，全國第一條CBTC（世界第五條），北京（世界第五條），北京10號線（同號線（同期期2號線改造）號線改造）2010年年12月月北京亦莊線、昌平線北京亦莊線、昌平線北京交控北京交控CBTC（列控系統(tǒng)即（列控系統(tǒng)即ATP/ATO）2012年年1月月浙大網(wǎng)新浙大網(wǎng)新CBTC6個系統(tǒng)通過勞氏安全認(rèn)證個系統(tǒng)通過勞氏安全認(rèn)證全系統(tǒng)自主知識產(chǎn)全系統(tǒng)自主知識產(chǎn)權(quán)權(quán)一信號系統(tǒng)一信號系統(tǒng)的發(fā)展的發(fā)展概況概況2、現(xiàn)階段、現(xiàn)階段軌道交通發(fā)展規(guī)模軌道交通發(fā)展規(guī)模地鐵、輕軌、城際地鐵、輕軌、城際單軌單軌有軌電車有軌電車二信號系統(tǒng)二

4、信號系統(tǒng)的行業(yè)的行業(yè)分類分類 ATC系統(tǒng)按閉塞方式分類有三種類型系統(tǒng)按閉塞方式分類有三種類型： 固定固定閉塞方式的閉塞方式的ATC系統(tǒng)系統(tǒng)、 準(zhǔn)準(zhǔn)移動閉塞式的移動閉塞式的ATC系統(tǒng)系統(tǒng)、 移動移動閉塞式的閉塞式的ATC系統(tǒng)。系統(tǒng)。固定閉塞式的固定閉塞式的ATC系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)的多信息音頻軌道電路，按固定方系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)的多信息音頻軌道電路，按固定方式，根據(jù)線路情況、列車特性和固定的速度等級確定閉塞分區(qū)長度，式，根據(jù)線路情況、列車特性和固定的速度等級確定閉塞分區(qū)長度，列車以閉塞分區(qū)為最小行車間隔，且需設(shè)防護(hù)區(qū)段。其傳輸?shù)男畔⒘苛熊囈蚤]塞分區(qū)為最小行車間隔，且需設(shè)防護(hù)區(qū)段。其傳輸?shù)男畔⒘可?，對?yīng)每個

5、閉塞分區(qū)只能傳送一個信息代碼，即該區(qū)段所規(guī)定的最少，對應(yīng)每個閉塞分區(qū)只能傳送一個信息代碼，即該區(qū)段所規(guī)定的最大速度碼或入口大速度碼或入口/出口速度碼。出口速度碼。通過音頻軌道電路的發(fā)送設(shè)備向車載設(shè)備提供目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、通過音頻軌道電路的發(fā)送設(shè)備向車載設(shè)備提供目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、線路狀態(tài)線路狀態(tài)(曲線半徑、坡道等數(shù)據(jù)曲線半徑、坡道等數(shù)據(jù))等信息，等信息，ATP車載設(shè)備結(jié)合固定的車載設(shè)備結(jié)合固定的車輛性能數(shù)據(jù)計算出適合本列車運(yùn)行的速度車輛性能數(shù)據(jù)計算出適合本列車運(yùn)行的速度/距離曲線，保證列車在距離曲線，保證列車在速度速度/距離曲線下有序運(yùn)行，提高了線路的利用率。距離曲線下有序運(yùn)行，提高了線路的

6、利用率。車地、地車間雙向?qū)崟r的數(shù)據(jù)傳輸來檢測列車位置，使地面信號設(shè)備車地、地車間雙向?qū)崟r的數(shù)據(jù)傳輸來檢測列車位置，使地面信號設(shè)備可以得到每一列車連續(xù)的位置信息和列車運(yùn)行其它信息，并據(jù)此計算可以得到每一列車連續(xù)的位置信息和列車運(yùn)行其它信息，并據(jù)此計算出每一列車的運(yùn)行限制速度，并動態(tài)更新，發(fā)送給列車，列車根據(jù)接出每一列車的運(yùn)行限制速度，并動態(tài)更新，發(fā)送給列車，列車根據(jù)接收到的運(yùn)行限制速度和自身的運(yùn)行狀態(tài)計算出列車運(yùn)行的速度收到的運(yùn)行限制速度和自身的運(yùn)行狀態(tài)計算出列車運(yùn)行的速度/距離距離曲線，車載設(shè)備保證列車在該曲線下運(yùn)行。曲線，車載設(shè)備保證列車在該曲線下運(yùn)行。三信號系統(tǒng)三信號系統(tǒng)的行業(yè)的行業(yè)特征特

7、征 1、投資金額巨大、投資金額巨大 2、項目、項目周期長周期長 3、國產(chǎn)化水平、國產(chǎn)化水平低低組裝組裝運(yùn)輸運(yùn)輸分銷分銷/配送配送用戶用戶供應(yīng)商供應(yīng)商四中國四中國地鐵信號系統(tǒng)發(fā)展面臨的地鐵信號系統(tǒng)發(fā)展面臨的問題問題 1、國產(chǎn)化水平、國產(chǎn)化水平低低 2、技術(shù)壟斷性、技術(shù)壟斷性較強(qiáng)較強(qiáng) 3、跨國跨國投資的成本控制投資的成本控制 4、知識產(chǎn)權(quán)的知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)保護(hù) 5、備品備件采購供應(yīng)周期長、備品備件采購供應(yīng)周期長五典型五典型信號系統(tǒng)設(shè)備信號系統(tǒng)設(shè)備介紹介紹 1.輪軌輪軌ATC 2.磁浮列車磁浮列車q主要信號系統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)SIG ServiceSIG ServiceBombardierALCATELALS

8、TOMANSALDOUSS北京交控北京交控SIEMENS浙大浙大網(wǎng)網(wǎng)新新供應(yīng)商典型典型CBTC信號設(shè)備介紹信號設(shè)備介紹 軌道交通信號系統(tǒng)由列車自動控制系統(tǒng)軌道交通信號系統(tǒng)由列車自動控制系統(tǒng)（ATC系統(tǒng)）和系統(tǒng)）和聯(lián)鎖設(shè)備聯(lián)鎖設(shè)備（即場段）（即場段）兩兩大大部分組成。其中部分組成。其中ATC系統(tǒng)又可分為列車自系統(tǒng)又可分為列車自動防護(hù)（動防護(hù)（ATP）子系統(tǒng)、列車自動運(yùn)行）子系統(tǒng)、列車自動運(yùn)行（ATO）子系統(tǒng)和列車自動監(jiān)控（）子系統(tǒng)和列車自動監(jiān)控（ATS）子系統(tǒng)三個子系統(tǒng)三個子系統(tǒng)子系統(tǒng)，后續(xù)有，后續(xù)有VATCDCSDTS等子系統(tǒng)稱呼等子系統(tǒng)稱呼。CBTC控制系統(tǒng)中央ATC列車車控制軌軌旁控制 行

9、調(diào)工作站 數(shù)據(jù)服務(wù)器 應(yīng)用服務(wù)器中央ATC網(wǎng)管系統(tǒng)、運(yùn)行圖編輯、外系統(tǒng)接口列車車控制系統(tǒng)統(tǒng)OPGDOPNP定位子系統(tǒng)VATOVATPTOD接近接近傳傳感器感器CBI內(nèi)鎖閉內(nèi)鎖閉外外鎖閉鎖閉電動電動液液壓壓FTGS計軸計軸相敏相敏LED燈泡燈泡虛擬虛擬ATODTSATP終終端端軌旁控制 軌軌旁控制系旁控制系統(tǒng)統(tǒng)信信號號機(jī)機(jī)道岔道岔軌軌道道電電路路電電源源車地通信車地通信媒介交叉感應(yīng)環(huán)線方式（IL）無線擴(kuò)頻通信方式（RF）車車地通信地通信無線擴(kuò)頻通信2波導(dǎo)管3漏泄電纜1無線電臺車地通信車地通信無線擴(kuò)頻直序擴(kuò)頻跳頻擴(kuò)頻運(yùn)營模式運(yùn)營模式中央控制本地控制降級模式人工點(diǎn)式列列車駕駛車駕駛模式模式e-Mar

10、ketingE-CRMe-MarketplaceSCMATPDATBATOATPRMNRM2中中低速低速磁浮磁浮 磁浮列車具有爬磁浮列車具有爬70坡的能力，最小轉(zhuǎn)彎坡的能力，最小轉(zhuǎn)彎半徑半徑75米的特點(diǎn)，而輪軌車輛只能爬米的特點(diǎn)，而輪軌車輛只能爬35的坡，最小轉(zhuǎn)彎半徑為的坡，最小轉(zhuǎn)彎半徑為250米。米。六信號系統(tǒng)發(fā)展趨勢全自動駕駛系統(tǒng)FAOn 基于UITP（國際公共交通協(xié)會）的數(shù)據(jù)，截止至2016年7月，國際上已有36個城市開通運(yùn)營53條，789公里，822個車站的全自動運(yùn)行線路。國外75%新線將采用FAO技術(shù)，40%的既有線改造時將采用FAO技術(shù)。預(yù)計2025年全球2200公里的全自動運(yùn)行線

11、路。83km196km789km1980199020052016邁阿密底特律溫哥華里爾神戶 大阪橫濱巴黎里昂圖盧茲吉隆坡新加坡臺北東京紐約圣保羅香港迪拜哥本哈根紐倫堡雷恩巴塞羅那米蘭龍仁京畿道名古屋首爾全自動運(yùn)行發(fā)展趨勢全自動運(yùn)行增長速度43*全自動運(yùn)行場景總計41個以場景和運(yùn)營規(guī)則為主線：場景早早間間上上電電列列車車喚喚醒醒清清客客折折返返換換端端進(jìn)入進(jìn)入正線正線服務(wù)服務(wù)停止停止正線正線服務(wù)服務(wù)列列車車休休眠眠自自動動調(diào)調(diào)車車洗洗車車清清掃掃回回庫庫日日檢檢與維與維修修跳停跳停進(jìn)進(jìn)站站停停車車軋道軋道車運(yùn)車運(yùn)行行站站臺臺發(fā)發(fā)車車扣車扣車喚喚醒醒正常場景：正常場景：18個個異常場景：異常場景：

12、23個個信號系統(tǒng)新增功能1停車場全自動運(yùn)行系統(tǒng)與正線一致2靜止情況下列車位置確定3具有自動洗車模式，配合車輛段工藝專業(yè)實(shí)現(xiàn)；車庫門聯(lián)動；增強(qiáng)功能1信號系統(tǒng)采用完整的ATC，各子系統(tǒng)均需要冗余；測速、定位頭尾冗余2具有自診斷及中央遠(yuǎn)程監(jiān)督控制功能3增強(qiáng)列車自動折返4增強(qiáng)列車駕駛模式：無人駕駛模式、蠕動模式及常規(guī)地鐵運(yùn)行模式5停車對位自動調(diào)整6屏蔽門、車門對位隔離7增強(qiáng)應(yīng)急運(yùn)行模式（CAM模式）8增強(qiáng)列車工況管理：喚醒、調(diào)車、正線服務(wù)、待命、清潔、洗車、休眠等車輛段、停車場新增功能1新增全自動運(yùn)行區(qū)域由信號系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)列車的全自動運(yùn)行功能；列檢庫長度比以往增長約30米；2全自動運(yùn)行區(qū)域與非全自動運(yùn)行區(qū)域的隔離設(shè)施，并增設(shè)門禁系統(tǒng)；3全自動運(yùn)行區(qū)域門禁與信號、行車自動化、供電的連鎖功能4全自動運(yùn)行區(qū)域若干防護(hù)區(qū)域的劃分，并增設(shè)通往各防護(hù)區(qū)域的地下通道5新增列車洗車機(jī)與信號系統(tǒng)的接口，實(shí)現(xiàn)全自動洗車功能；新增車庫門，實(shí)現(xiàn)與信號系統(tǒng)聯(lián)動；6新增試車線全自動無人駕駛測試7全自動運(yùn)行區(qū)域車庫內(nèi)照明遠(yuǎn)程控制功能8新增車輛段、停車場