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城市轨道交通ATC系统结构及工作原理
姓名：李时威学号：班级：道通一班专业：交通运输
631205020128 考核内容 结果 课程论文报告是否齐全、组织是否合理、□ 符合要求 □ 比较符合要求 描述是否逻辑性。（10分） □ 基本符合要求 □ 不符合要求 城市轨道交通信号发展史描述是否准确、□ 符合要求 □ 比较符合要求 是否具有逻辑性（10分） □ 基本符合要求 □ 不符合要求 轨道电路描述是否准确、是否具有逻辑性 □ 符合要求 □ 比较符合要求 （10分） □ 基本符合要求 □ 不符合要求 计算机联锁描述是否准确，是否具有逻辑□ 符合要求 □ 比较符合要求 性 □ 基本符合要求 □ 不符合要求 （15分） ATP描述是否准确、是否具有逻辑性 （15分） □ 符合要求 □ 比较符合要求 □ 基本符合要求 □ 不符合要求 □ 符合要求 □ 比较符合要求 □ 基本符合要求 □ 不符合要求 □ 符合要求 □ 比较符合要求 □ 基本符合要求 □ 不符合要求 □ 符合要求 □ 比较符合要求 □ 基本符合要求 □ 不符合要求 ATO描述是否准确、是否具有逻辑性 （15分） ATS描述是否准确、是否具有逻辑性 （15分） DCS描述是否准确、是否具有逻辑性 （10分） 考核成绩 备注： 城市轨道交通信号与通信系统课程论文
摘 要
摘要：城市轨道交通信号与系统是城市轨道交通的重要基础设备，不仅技术含量高，而且具有网络化、综合化、数字化、智能化的现代系统技术特征。该论文主要对城市轨道交通ATC系统的发展史、ATC系统在城市轨道交通运输中的作用、ATC系统的结构、功能以及工作原理等方面进行论述。
关键词：城市交通、ATC系统、轨道、信号
1、城市轨道交通信号的发展史及作用
1.1、信号机诞生之初
交通信号是汽车工业发展所带来的产物，凡在道路上用以传达具有法定意义、指挥交通行、止、左、右的手势、声响、灯光等都是交通信号。但目前使用的最为普遍、效果最好的是灯光交通信号。
色灯交通信号控制技术的发展是随着现代科学与汽车技术的发展，汽车数量增长，路口冲突矛盾激化，人们为了安全、迅速通过，不得不将最新的科技成果用以解决路口的交通阻塞问题，从而推动了自动控制技术在交通领域的迅速发展。
1886年伦敦的威斯敏斯特教堂安装了一台红绿两色煤气照明灯，用以指挥路口马车的通行，不幸发生意外爆炸，遭到人们反对而夭折。
1917年美国盐湖城开始使用联动式信号系统，将六个路口作为一个系统，用人工手动方式加以控制。
1918年初纽约街头出现了新的人工手动红黄绿三色信号灯，同现在的信号机基本相似。
1922年美国休斯顿建立了一个同步控制系统，以一个岗亭为中心控制几个路口。 1926年英国伦敦成立了第一台自动交通信号机在大街上使用，可以说是城市交通自动控制信号机的开始。
1928年人们在上述各种信号机的基础上，制成“灵活步进式”适时系统。由于其构造简单、可靠、价廉，很快得到推广普及，以后经不断改进、更新、完善，发展成现在的交通协调控制系统。
1.2、轨道交通信号的作用
在城市轨道交通系统包括：线路、车辆、供电、通信、信号、环控、售检票等子系统，在运营管理人员的协调下，共同完成着旅客输送任务，实现旅客的位移。这就是城市轨道交通运输所形成的产品，它蕴含着各个子系统所创造的价值。在城市轨道交通中，信号系统担负着保证行车安全、指挥列车运行的重要任务。
城市轨道交通信号系统的作用主要是： （1）确保列车运行的安全
轨道交通信号系统是指挥列车安全运行的关键设备，只有在列车运行前方的轨道区段没有列车占用（列车进路空闲）、道岔位置正确、敌对或相抵触的信号没有建立等条件满足，才允许向列车发出允许列车前行的信号，所以列车只要严格按照信号的显示运
城市轨道交通信号与通信系统课程论文
行，就能够确保列车的安全运行；反之，如果列车不遵循信号的显示运行（违章运行），将导致事故，在城市轨道交通运输中，确保旅客的旅途安全，比什么都重要。所以信号系统担负着确保运输安全的重要使命，有了信号系统的保障，可以杜绝和减少列车运行事故、而且可以降低事故等级、缩小事故损失。 （2）提高轨道交通的运行效率
信号设备在轨道交通建设中的投资尽管很少，但是对于提高行车效率起着极其重要的作用。 在轨道交通的铁路建设中，用于通信、信号的投资不到总投资的5%但其效益占铁路运输总效益的25%以上在城市轨道交通中，由于采用了先进的列车运行自动控制系统，使列车间的行车间隔大大缩短，一般大容量城市轨道交通的行车间隔时间为2分钟甚至小于2分钟。提高行车密度，缩短列车停站时分，由计算机系统根据设定的列车运行时刻表，自动、安全地指挥列车按列车运行图运行。据有关资料统计，铁路信号的单线自动闭塞系统，在组织追踪运行的条件下，可提高通过能力25%-30％;而复线自动闭塞系统，可以提高通过能力1-2倍。采用调度集中系统，在不增加车站到发线的情况下，提高通过能力12%-24%足以可见，现代化的信号系统，对于提高行车效率有着无可比拟的作用。换言之，如果信号系统失灵，或信号停用，将导致列车自动行车指挥系统处于瘫痪状态，只能靠调度人员“人工” 指挥列车运行，不仅增加了调度人员的劳动强度，行车安全更是难以保证，当然也导致行车效率极低，其损失难以估量。 （3）信号系统是轨道交通现代化信息技术综合应用的集中体现
我国城市轨道交通信号系统中，已经普遍采用基于计算机实时控制的列车运行自动控制（ATC）系统，该系统包括列车自动监控（ATS）子系统、列车自动保护（ATP）子系统、列车自动运行（ATO）子系统。列车运行自动控制系统是自动控制技术、计算机技术和数据通信技术在信号系统中的集中体现，也可以说是现代化信息技术在轨道交通信号系统的综合应用。
世界信息技术的最新成果，迅速地在城市轨道交通信号系统中得到应用，我国城市轨道交通（地铁、轻轨等）在近20年来得到迅速发展，而其信号系统，随着信息技术的不断发展，也产生了“革命性”的变化，原来设置于轨旁的“地面信号”已有“车载信号”所替代，其“信号”的内容，已发生根本性的变化，它不再是用“颜色”显示不同的速度等级，而由车载信号直接接收列车运行的“目标速度”、“目标距离”或“进路地图”，并且由车载计算机，直接控制列车的自动运行，实现列车在车站的程序对位停车和自动超速防护；随着数字编码技术的不断发展，模拟技术的信号系统，已被数字信号系统所替代，这一点在信号系统的“轨道电路”技术发展中尤为突出，模拟轨道电路中，只能向列车传送有限的“固定信息”，而利用数字编码轨道电路可以向列车传送各种不同的“变量”，以实现列车运行的自动控制；光纤传输通信技术和无线通信技术，都在信号系统中得到应用，尤其是近几年，基于无线通信的列车自动控制（CBTC）系统，也已经在国内几个特大城市的轨道交通信号系统中采用，这将对信号系统产生“革命性”的变化，为信号系统中废除传统的“轨道电路”和“地面信号”、为进一步缩短行车间隔，真正实现“移动闭塞”，“无人驾驶”的列车自动运行，奠定了基础。
轨道交通信号系统的基础技术，当然离不开上述自动控制、计算机、通信系统、数据传输等理论性很强的课程，但是，由于信号系统的特殊性，它还有一些“特有”和“专用”的检测设备和运营相关的基础知识，这正是本课程阐述的重点。城市轨道交通信号系统，只是城市轨道交通列车运行自动控制系统的简称。
1.3、轨道交通信号系统框架图