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城市轨道交通信号与通信系统课程论文
S1速度S2S3OD1距离D2D3
（5）测速测距
ATP子系统车载设备利用安装在轮轴上的测速传感器检测列车的实际速度，并在驾驶室内显示该速度值。测距是通过记录车轮转数和预知的车轮直径加以换算而实现的。对于不准确的列车位置/速度测量，如车轮空转、蠕滑、抱死等引起的误差可进行修正。 （6）速度限制
ATP子系统车载设备利用安装在轮轴上的测速传感器检测列车的实际速度，并在驾驶室内显示该速度值。测距是通过记录车轮转数和预知的车轮直径加以换算而实现的。对于不准确的列车位置/速度测量，如车轮空转、蠕滑、抱死等引起的误差可进行修正。
5. ATO系统
5.1. ATO系统的组成
ATO系统主要是由轨旁设备和车载设备两部分组成。
ATO系统轨旁设备通常兼用ATP轨旁设备，接受与列车有关的信息。ATO系统设备由车载设备由设在列车每一驾驶室内的ATO控制器及安装在驾驶室车体下的两个ATO接收天线和两个ATO发送天线组成，还包括其他ATO附件，这些附件用于测量速度、定位和司机接口。ATO车载设备通常和ATP车载设备安装在一个机柜内，车载单元采用非故障安全的一取一配置方式。
ATO系统具有一个地车双向通信系统，通过车载ATO天线和地面ATO环线，使列车经控制中心与车站的ATS系统连接，接受命令控制，实现列车的最佳运营控制，完成程序停车、运行图和时刻表调整、进路控制等功能。
ATO系统具有精确定位停车系统（包括车底部的标志线圈和对位天线，以及每个车站站台的一组地面标志线圈），这个系统为列车提供精确的位置信息，使列车实现精确停车。
ATO系统设备还包括列车广播系统设备、车厢信息显示设备，以及提供车站标识和车站停车状态信息的ATO车辆报告系统设备等。
5.2. 驾驶模式
（1）非限制人工驾驶模式（OFF）
司机用ATC切除选择开关切除ATC。此旁路开关阻断了ATC紧急制动输出以及其他阻止列车运行的输出。列车完全由人工驾驶，车载设备不控制列车运行，司机根据调度命令和地面信号的显示驾驶列车。列车运行的安全由联锁设备、调度人员、司机共同保
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证。
（2）限制向前人工驾驶模式（RMF）
列车以不超过25km/h的速度运行。列车的监控、运行、制动及开关车门由司机操作，车载设备对列车速度进行25km/h的超速防护，以及对列车完整性、车门状态、列车倒溜等进行监督。
（3）限制向后人工驾驶模式（RMR）
列车允许以低于5km/h的速度反向运行最多10m（暂定）。当退行达到10m或退行速度超过5km/h时，ATP会触发紧急制动，须由车辆缓解紧急制动。 （4）ATP监督下的人工驾驶模式（ATPM）
列车的监控、运行、制动及开关车门和地下站屏蔽门（高架站安全门）在车载ATP设备监督下由司机操作。ATP子系统保证列车的运行安全，司机根据DMI及DTI显示的辅助驾驶信息，人工驾驶列车，ATP对列车的运行进行完全地自动防护。所有必要的驾驶信息将在车载信号显示器上显示。 （5）列车自动驾驶模式（ATO）
本模式是在司机监视下的自动驾驶模式，在线列车的启动、加速、巡航、惰行、制动、精确停车均由ATO子系统根据ATS指令自动控制（CBTC模式下），除发车需要司机确认外，不需司机操作，列车的车门和地下站屏蔽门（高架站安全门）控制，可自动控制也可手动控制。此模式下门控制允许以下几种方式：自动开门，自动关门；自动开门，人工关门；人工开门，人工关门。
6. ATS系统
6.1. ATS的组成及作用
（1）组成
ATS系统由控制中心设备、车站设备、车辆段设备、列车识别系统及列车发车计时器等组成。
控制中心OCCMM车辆段车站车站车站车站车站
控制中心设备属于ATS系统，是ATC的核心。用于状态表示、运行控制、运行调整、车次追踪、时刻表编制及运行图绘制、运行报告、调度员培训、与其他系统的接口。
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培训室时刻表服务器中心计算机系统系统管理服务器通信处理器主控制室模拟工作站培训工作站控制主机综合显示屏调度员及调度长工作站打印机绘图仪运行图工作站运行图室UPS电源室蓄电池蓄电池室打印室 （1）作用
A.列车监视和跟踪功能（系统自动识别、读取列车车次号；列车运行计划时刻表 自动产生车次号；人工输入车次号；列车运行的识别；列车运行的跟踪；在调度员 台、维护台及大屏幕上显示列车位置；记录车次号；删除车次号；变更车次号；报 告列车信息）
B.列车自动排列进路功能
列车追踪间隔调整功能（列车追踪间隔调整功能分类 线路上有多列车在运行，列车自动监控系统对前后列车之间的运行间隔，进行实时监测和调整，保证列车在线路上安全、有序、高效地运行。
C.列车运行模拟仿真功能（列车时刻表管理仿真功能；列车速度仿真功能；信号机逻辑功能模拟；轨道电路、道岔逻辑功能模拟；列车自动防护功能模拟；数据库维护模拟；调度操作和故障仿真功能。 D.列车运行重放功能
E.事件记录、报告和报表生成、打印功能 F.报警功能 G.接口功能
6.2. 列车运行调整常用的方法
A.始发站列车提前或推迟出发； B.改变列车运行等级；
C.组织车站快速乘降作业，压缩停站时间； D.跳停作业等。
7.DCS系统
7.1. DCS在城市轨道交通运输中的作用
DCS系统是轨道系统各站点车辆段与中心站与站之间的信息运输、不同线路的信息交换的通道。因为担负着城市轨道的交通几乎所有通信传输的重任，所以在城市轨道交通中通讯系统的地位非常重要。
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7.2. DCS的网络构成
A.I/O总线
它把多种I/O信号送到控制器，由控制器读取I/O信号，I/O模件之间并不交换数据。I/O总线包括并行总线和串行总线。I/O总线的传输速率是不高的，从几十K到几兆不等，为了快速，最好是并行总线。采用并行总线，其I/O模件必须与控制器模件相邻。若采用串行总线，I/O模件和控制器之间的距离也要比较近才行。通常把控制器模件和I/O模件装在一个机柜内或相邻的机柜内。
B.现场总线
现场总线是90年代初发展起来的，远程I/O应该采用现场总线，如CAN、LONWORKS、HART总线。在DCS系统中，远程I/O采用HART总线比较多。比如现场的变送器，距离控制器机柜比较远，常把16个变送器来的信号编成一组，用HART总线把信号送到控制器，控制器同时读进16个变送器来的信号。采用现场总线，控制器和变送器两者距离可达1公里以上。
C.控制总线
把完成不同任务的三种控制器连在一条总线上，实现控制器之间的通讯，称为控制总线。在控制总线上的不同控制器的数量不受限制，在这一条总线上除控制器模件以外，还有DCS网络的接口模件。在控制总线上，控制器之间可以调用数据，使得模拟量和开关量之间的结合很好。控制总线不是DCS系统都具有，可以把各种控制器分别连到DCS网络上，控制器之间的数据调用通过DCS网络。控制总线的传输速率与I/O总线的传输速率相类似。通常是几十K到几兆之间。
双环网主用光纤环与备用光纤环；为使个节点间光纤长度均匀分布，一般采用隔站相连方式组成环网。网格中若发生节点故障或光纤中断时，传输节点会自动绕开故障点，在主、备两个环路中重新组织路由，从而使环中的通信不受或少受影响。
7、结论
本文对城市轨道交通信号进行了概述。内容包括：交通信号发展史、轨道电路的基本原理、联锁的基本原理以及ATP、ATS、ATO、DCS系统等。轨道交通信号将趋于建设模式选择多样化，技术不断进步，一方面适应了地区多样化需求，提高了轨道交通的适用性、运行效率和服务水平，另一方面，技术进步也使城市轨道交通的建设成本有所降低，城市对建设城市轨道的类型选择的余地也就越大。以及投资多元化轨道交通的全面法制化管理是世界轨道交通发展的重要趋势。
参考文献
[1]董焰,中国城市轨道交通未来十年发展趋势及政策导向[J].城市轨道交通研究.2004 [2]李耀宗，关于我国城市轨道交通规划与规模的反思［J］，都市快轨交通，2005，18(4)：83-85