第二節　城市軌道交通信號系統組成

自城市軌道交通問世以來，其安全程度和載客能力不斷得到提高，信號系統也不斷完善和得到發展。隨著經濟的發展，世界各國城市人口急劇膨脹，對城市軌道交通的載客能力提出了越來越高的要求，最重要而有效的措施就是縮短列車運行間隔。在這種情況下，隨著計算機技術的飛速發展，城市軌道交通信號技術日趨成熟，成為城市軌道交通不可缺少的組成部分。

城市軌道交通的信號系統通常由列車運行自動控制系統（ATC）和車輛段/停車場（以下統述為車輛段）信號控制系統兩大部分組成，用于列車進路控制、列車間隔控制、調度指揮、信息管理、設備工況監測及維護管理，由此構成了一個高效的綜合自動化系統，如圖1-1所示。

一、列車運行自動控制系統

列車運行自動控制系統（ATC）包括列車自動防護（ATP）、列車自動運行（ATO）及列車自動監控（ATS）三個系統，簡稱“3A”。系統需設置行車控制中心，沿線各車站設計為區域性聯鎖，其設備放在控制站（一般為有岔站），列車上安裝有車載控制設備。控制中心與控制站通過有線數據通信網連接，控制中心與列車之間可采用無線通信進行信息交換。ATC系統直接與列車運行有關，因此ATC系統中的數據傳輸要求比一般通信系統的安全性、可靠性、實時性更高。ATC地面設備分布如圖1-2所示（不同制式的ATC設備組成可能不同，本圖以基于軌道電路的ATC為例）。

1.ATP子系統

ATP子系統的功能是對列車運行進行超速防護，對與安全有關的設備實行監控，實現列車位置檢測，保證列車間的安全間隔，保證列車在安全速度下運行，完成信號顯示、故障報警、降級提示、列車參數和線路參數的輸入，與ATS、ATO及車輛系統接口并進行信息交換。

ATP子系統不斷將從地面獲得的前行列車位置信息、線路信息、前方目標點的距離和允許速度信息通過軌道電路等傳至車上，由車載設備計算得到當前所允許的速度，或由控制中心計算出目標速度傳至車上，由車載設備測得實際運行速度，依此來對列車速度實行監督，使之始終在安全速度下運行，以縮短列車運行間隔，保證行車安全。

采用軌道電路傳送ATP信息時，ATP子系統由設于控制站的軌旁單元、設于線路上各軌道電路分界點的調諧單元和車載ATP設備組成，并包括與ATS、ATO、聯鎖設備的接口設備。

2.ATO子系統

ATO子系統主要實現“地對車控制”，即用地面信息實現對列車驅動、制動的控制，包括列車自動折返，根據控制中心的指令使列車按最佳工況正點、安全、平穩地運行，自動完成對列車的啟動、牽引、惰行和制動，傳送車門和屏蔽門同步開關信號。

使用ATO后，可使列車經常處于最佳運行狀態，避免了不必要的、過于劇烈的加速和減速，因此明顯提高了乘客的舒適度，提高了列車正點率并減少了能量消耗和輪軌磨損。

ATO子系統包括車載ATO單元和地面設備兩部分。地面設備有站臺電纜環路、車地通信設備（TWC）以及與ATP、聯鎖系統的接口設備。

3.ATS子系統

ATS子系統主要實現對列車運行的監督和控制，輔助調度人員對全線列車進行管理，其功能包括：調度區段內列車運行情況的集中監視與控制，監測進路控制、列車間隔控制設備的工作，按行車計劃自動控制軌旁信號設備以接發列車，列車運行實跡的自動記錄，時刻表自動生成、顯示、修改和優化，運行數據統計及報表自動生成，設備運行狀態監測，設備狀態及調度員操作記錄，運輸計劃管理等，還具有列車車次號自動傳遞等功能。

ATS子系統包括控制中心設備和ATS車站、車輛段分機。控制中心ATS設備有中心計算機系統、工作站、顯示屏、繪圖儀、打印機、UPS等。每個控制站設一臺ATS分機，用于采集車站設備的信息和傳送控制命令，并實現車站進路自動控制功能。車輛段ATS分機用于采集車輛段內庫線的列車占用情況及進/出車輛段的列車信號機的狀態。

此外，在ATC范圍內的各正線控制站各設一套聯鎖設備，用以實現車站進路控制。聯鎖設備接收車站值班員和ATS控制。考慮到運用的靈活性，正線有岔站原則上獨立設置聯鎖設備，當然也可以采用區域控制方法。

二、車輛段聯鎖設備

車輛段設一套聯鎖設備，用以實現車輛段的進路控制，并通過ATS車輛段分機與控制中心交換信息。

車輛段聯鎖設備前期曾采用繼電聯鎖，近來均采用計算機聯鎖。

先進的車輛段信號控制系統的特點是信號一體化，包括聯鎖系統、進路控制設備、接近通知、終端過走防護和車次號傳輸設備等。這些設備由局域網連接并經過光纜與調度中心相通。列車的整備、維修與運行相互銜接成一個整體，保證了城市軌道交通的高效率和低成本。

車輛段內試車線設若干段與正線相同的ATP和ATO地面設備，用于對車載ATC設備進行靜、動態試驗。