第一節　城市軌道交通信號設備的特點

城市軌道交通（包括地鐵和輕軌）是現代化都市的重要基礎設施，它安全、迅速、舒適、便利地在城市范圍內運送乘客，最大限度地滿足市民出行的需要。在城市各種公共交通工具中，具有運量大、速度快、安全可靠、污染低、受其他交通方式干擾小等特點，對改變城市交通擁擠、乘車困難、行車速度下降是行之有效的。城市軌道交通是現代化都市所必需的交通工具。我國北京、天津、上海、廣州、深圳、南京、武漢、重慶、大連、長春、成都、沈陽、佛山、西安、哈爾濱、杭州、蘇州、無錫、寧波、長沙、昆明、鄭州以及香港、臺北、高雄已建成規模不同的軌道交通并進行擴展和延伸，青島、福州、廈門、南昌、南寧、貴陽、蘭州、烏魯木齊、濟南、石家莊、徐州、常州、南通、洛陽、呼和浩特、合肥、太原、東莞等正在建設。我國城市軌道交通出現了建設高潮，前景十分廣闊。

城市軌道交通系統的安全、速度、輸送能力和效率與信號系統密切相關，以速度控制為基礎的列車自動控制系統已成為城市軌道交通信號系統的共同選擇。信號系統實際上已成為城市軌道交通調度指揮和運營管理的中樞神經，選擇合適的信號系統，可以帶來較好的經濟效益和社會效益。

一、城市軌道交通的特點

1.城市軌道交通有別于城市道路交通的特點

城市軌道交通具有城市道路交通無可比擬的優勢：

（1）容量大

地鐵單向每小時運送能力可達30000～70000人次，輕軌在10000～30000人次之間，而公共汽車、電車為8000人，在客流密集的城市建設城市軌道交通可疏散公交客流。

（2）運行準時、速達

城市軌道交通有自己的專用線路，與道路交通相隔離，不受其他交通工具的干擾，不會出現交通阻塞而延誤運行時間，可保證乘客準時、迅速地到達目的地。

（3）安全

城市軌道交通或于地下或高架，即使在地面也與道路交通相隔離，與其他交通工具無相互干擾，如果不遇到自然災害或發生意外，運行安全有充分的保障。

（4）利于環境保護

城市軌道交通噪聲小，污染輕，對城市環境不造成破壞。

（5）節省土地資源

城市軌道交通多建于地下或高架，即使在地面其占地也有限，充分利用了城市空間，節省了日益寶貴的土地資源。

但是城市軌道交通也存在一定的局限性，如建設費用高，建設周期長，技術含量高，建設難度大；一旦遇有自然災害尤其是火災，乘客疏散困難，容易造成人員傷亡。

城市軌道交通系統建成后就難以遷移和變動，不像地面公共交通可以機動地調整路線和設置站點，以滿足乘客流量和流向變化的需要，其運輸組織工作遠比地面公共交通復雜。

2.城市軌道交通有別于鐵路的特點

城市軌道交通雖然和鐵路同為軌道交通，但和鐵路有不少不同之處。

（1）運營范圍

城市軌道交通運行范圍是城市市區及郊區，往往只有幾十千米，不像鐵路那樣縱橫數千千米，而且連接城鄉。

（2）運行速度

城市軌道交通因在城市范圍內運行，站間距離短，且站站須停車，列車運行速度通常不超過80km/h。而鐵路的運行速度比較高，許多線路在120km/h以上，高速鐵路在/以上。

（3）服務對象

城市軌道交通的服務對象單一，只有市內客運服務，不像鐵路那樣客、貨混運。

（4）線路與軌道

城市軌道交通大部分線路在地下或高架通行，均為雙線，各線路之間一般不過線運營。正線一般采用9號道岔，車輛段采用7號道岔，這些都與鐵路有異。另外城市軌道交通還有鐵路沒有的跨坐式和懸掛式。

（5）車站

城市軌道交通一般車站多為正線，多數車站也沒有道岔，換乘站多為立體方式，不像鐵路那樣車站有數量不等的道岔及股道，有較復雜的咽喉區，換乘也為平面方式。

（6）車輛段

城市軌道交通的車輛段不同于鐵路的車輛段，只有車輛檢修的功能，而是類似于鐵路的區段站，要進行車輛檢修、停放以及大量的列車編解、接發車和調車作業。

（7）車輛

城市軌道交通采用電動車組，沒有鐵路那樣的機車和車輛的概念，也沒有鐵路那樣眾多類型的車輛。

（8）供電

城市軌道交通的供電包括牽引供電和動力照明供電。城市軌道交通均為直流電力牽引，沒有非電氣化鐵路的說法。城市軌道交通的動力、照明供電尤為重要，一旦供電中斷，將陷入整體癱瘓狀況。

（9）通信信號

城市軌道交通列車密度高，行車間隔短，普遍采用列車自動監控和列車自動運行的方式。城市軌道交通為了迅速、準確、可靠地傳遞信息，建有自成體系的獨立完整的內部通信網，還包括廣播和視頻監控。

（10）運營管理

城市軌道交通運營條件十分單純，除了進、出段和折返外，沒有越行，沒有交會，正線上一般沒有調車作業，易于實現自動監控。

二、城市軌道交通對信號系統的要求

城市軌道交通，尤其是地下鐵道因其固有的特點，對其信號系統提出如下要求：

（1）安全性要求高

因城市軌道交通尤其是地下部分隧道空間小，行車密度大，故障排除難度大，若發生事故難以救援，損失將非常嚴重，所以對行車安全的保證，即對信號系統提出了更高的安全要求。

（2）通過能力大

城市軌道交通一般不設站線，進站列車均停在正線上，先行列車停站時間直接影響后續列車接近車站，所以要求信號設備必須滿足通過能力的要求。另一方面，不設站線使列車正常運行的順序是固定的，有利于實現行車調度自動化。

（3）保證信號顯示

城市軌道交通雖然地面信號機少，地下部分背景暗，且不受天氣影響，直線地段瞭望條件好，但曲線地段受隧道壁的遮擋，信號顯示距離受到限制，所以在非ATP/ATO控制情況下保證信號顯示也是一個重要的問題。

（4）抗干擾能力強

城市軌道交通均為直流電力牽引，要求信號設備對其有較強的抗電氣化干擾能力。

（5）可靠性高

由于城市軌道交通隧道凈空小，且裝有帶電的牽引接觸網或接觸軌，行車時不便下洞維修和排除設備故障，所以要求信號設備具有高可靠性，應盡量做到平時不維修或少維修。

（6）自動化程度高

城市軌道交通站間距短，列車密度大，行車工作十分頻繁，而且地下部分環境潮濕，空氣不佳，沒有陽光，工作條件差，所以要求盡量采用自動化程度高的先進技術設備，以減少工作人員，并減輕他們的勞動強度。

（7）限界條件苛刻

城市軌道交通的室外設備及車載設備，受土建限界的制約，要求設備體積小，同時必須兼顧施工和維護作業空間。

三、城市軌道交通信號系統的特點

城市軌道交通的信號系統沿襲鐵路的制式，但由于其自身的特點，與鐵路的信號系統有一定的區別。城市軌道交通信號系統的特點是：

（1）具有完善的列車速度監控功能

城市軌道交通所承擔的客運量巨大，對行車間隔的要求遠高于鐵路，最小行車間隔達到90s甚至更小，因此對列車運行速度監控的要求極高。

（2）聯鎖關系較簡單但技術要求高

城市軌道交通的大多數車站沒有配線，不設道岔，甚至也不設地面信號機，僅在少數有岔站及車輛段才設置道岔和地面信號機，故聯鎖設備的監控對象遠少于鐵路車站的監控對象，聯鎖關系遠沒有鐵路復雜。除折返站外全部作業僅為乘客乘降，非常簡單。通常一個控制中心即可實現全線的聯鎖功能。

城市軌道交通信號自動控制最大的特點是把聯鎖關系和ATP編/發碼功能結合在一起，且包含一些特殊的功能，如自動折返、自動進路、緊急關閉、扣車等，增加了技術難度。

（3）車輛段獨立采用聯鎖設備

城市軌道交通的車輛段類似于鐵路區段站的功能，包括列車編解、接發列車和頻繁的調車作業，線路較多，道岔較多，信號設備較多，一般獨立采用一套聯鎖設備。

（4）自動化水平高

由于城市軌道交通的線路長度短，站間距離短，列車種類較少，行車規律性很強，因此它的信號系統中通常包含自動排列進路和運行自動調整的功能，自動化強度高，人工介入極少。