《CBTC控制系统》课件

控制系统CBTCCBTC（Communication-Based TrainControl）控制系统是现代城市轨道交通的核心技术之一该系统利用先进的通信、信号处理和控制技术，实现列车运行的自动化和安全运行系统概述CBTC系统简介系统功能CBTC CBTCCBTC是基于通信的列车控制系统，是现代轨道交通控制系统的核CBTC系统能够自动控制列车的速度、加减速、运行间隔、以及列心技术它利用无线通信技术，实现列车自动驾驶和列车运行的车开门和关门等操作实时监控系统特点CBTC自动化程度高安全可靠性高12自动驾驶、自动制动、自动开多重安全保障机制，故障诊断门，提高效率，减少人为错误和处理能力强，防止事故发生运能效率高运营成本低34缩短列车运行间隔，提高列车减少人工需求，节约能源消耗运行速度，提高运能效率，降低运营成本系统组成CBTC轨道交通控制中心列车控制系统负责整个CBTC系统的运行管理和监控负责控制列车的运行，包括速度、制动、门控等通信网络轨道设备连接各个子系统，实现信息的传输和交互包括轨道、道岔、信号机等，为列车运行提供基础设施系统ATP自动列车保护系统实时监控ATP系统是CBTC系统中最重要ATP系统实时监控列车运行状态的组成部分之一它主要负责列，并根据轨道线路信息和列车运车运行安全，防止列车超速、误行参数，发出各种安全指令入禁区以及其他危险情况的发生紧急制动当发生紧急情况时，ATP系统会自动启动紧急制动，确保列车安全停止系统ATO自动列车运行系统精确控制提高效率ATO是列车控制系统的重要组成部分，负ATO系统通过精确控制列车的速度、加速ATO系统可以提高列车运行效率，减少人责自动驾驶列车，实现列车自动运行度和制动，确保列车安全、平稳、准点运行工操作，并提高乘客舒适度系统ATS自动列车调度系统信号控制ATS是自动列车调度系统的简称，是CBTC系ATS负责控制列车运行的信号，确保列车安全统中的一个重要组成部分运行轨道分配列车调度ATS负责将轨道分配给不同列车，以优化列车ATS负责根据预定的列车运行计划进行调度，运行效率确保列车按时运行子系统ATP列车运行控制1确保列车安全运行列车调度控制2优化列车运行效率信号控制3管理轨道上的信号系统列车通信4与列车进行数据交换ATP子系统是CBTC的核心组成部分ATP系统主要负责列车运行的控制和管理，包括列车运行控制、列车调度控制、信号控制和列车通信等功能子系统组成ATP轨道电路轨道边信号机

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22.轨道电路是ATP系统的重要组轨道边信号机向列车司机显示成部分，用于监测列车位置，列车运行的许可，包括限速和并向列车提供信号禁止信号列车控制单元列车无线通信系统

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44.列车控制单元接收轨道电路和列车无线通信系统用于将轨道轨道边信号机的信号，并控制电路和轨道边信号机的信息传列车的速度和运行模式送到列车控制单元子系统功能ATP列车运行状态监控列车运行控制实时监测列车速度、位置、运行方向等关键信息，确保列车安全运根据线路条件和运行计划，自动控制列车速度、加速、减速和停车行列车故障诊断列车安全保护对列车故障进行识别和诊断，并及时向司机和地面控制中心发出报提供多种安全保护功能，防止列车发生超速、碰撞或其他危险事件警子系统ATO列车自动驾驶1自动控制列车运行列车自动制动2自动控制列车速度列车自动门控3自动控制车门开闭ATO子系统是CBTC系统的重要组成部分，负责实现列车自动驾驶功能ATO子系统通过接收来自ATP子系统的速度指令，控制列车加速、减速、制动和停靠子系统组成ATO计算机系统制动系统车门系统驾驶室ATO ATOATO ATOATO计算机系统负责接收来自ATO制动系统根据ATO计算机ATO车门系统根据ATO计算机ATO驾驶室是列车司机操作列ATP和ATS系统的指令，并控系统的指令，控制列车的制动系统的指令，控制列车的车门车的场所，提供ATO系统状态制列车的加速、减速、制动等系统，实现列车安全、可靠的系统，确保乘客安全上下车信息和操作界面操作制动子系统功能ATO自动驾驶功能自动列车运行ATO子系统可根据预定的运行计划自动控制列车加速、减速、制ATO子系统能够根据信号系统提供的指令，自动控制列车在轨道动、开门和关门等操作，无需人工干预上安全运行，包括平稳起动、加速、减速、停车等操作子系统ATS自动列车监管系统ATS是CBTC系统中的一个关键子系统，负责对列车运行进行实时监管和安全控制实时监控ATS系统收集列车运行数据，包括速度、位置、状态等，进行实时监控和分析安全保障ATS系统通过安全算法和逻辑判断，对列车运行进行实时监控和干预，确保列车的安全运行故障处理在出现故障或紧急情况时，ATS系统会及时发出警报并采取相应的安全措施子系统组成ATS中央控制台信号机联锁系统轨道电路ATS中央控制台集中管理信号信号机是ATS系统的核心设备联锁系统负责协调信号机、道轨道电路用于检测轨道上是否系统，包括信号机、轨道电路，用于向列车提供运行指示信岔和轨道电路，确保列车安全有列车，并向ATS提供列车位和道岔控制息运行置信息子系统功能ATS列车调度信号控制ATS子系统负责协调列车运行，控制轨道上的信号灯，指示列车确保安全距离和列车间隔是否可以继续行驶或停止线路管理故障处理管理线路的占用状态，避免列车在发生故障时，ATS子系统能够冲突和事故迅速处理故障，并采取相应措施系统通信网络CBTCCBTC系统采用以太网为基础的通信网络，确保列车运行的实时性和可靠性通信网络连接各种子系统，例如ATP、ATO、ATS等，实现数据传输和控制指令的传递网络结构包括核心网络、区域网络、列车网络等，分层级管理，保证数据安全和高效传输系统通信架构CBTCCBTC系统通信架构是整个系统安全、可靠运行的关键通信架构主要包括车地通信、车间通信和地面通信车地通信主要用于列车与地面控制中心的通信，保证列车的安全运行车间通信主要用于列车之间的通信，确保列车之间的安全距离地面通信主要用于地面控制中心与各个子系统的通信，实现系统功能的协调和管理系统通信协议CBTC协议类型数据格式

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22.CBTC系统使用多种通信协议协议定义了数据格式，确保不，包括以太网、无线通信、串同设备之间的数据交换一致性行通信等通信安全兼容性

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44.协议采用加密和身份验证机制协议需要兼容不同供应商的设，确保数据传输安全可靠备，实现系统互联互通系统关键技术CBTC位置感知技术移动区块技术列车控制算法利用多种传感器，例如GPS、北斗卫星导根据列车运行情况，动态划分轨道区段，利用计算机控制算法，对列车运行进行精航系统、车载里程计、轨道码等，实现对实现对列车运行空间的灵活管理确控制，实现自动驾驶和安全运行列车位置的精确感知移动区块技术提高了轨道容量，降低了列列车控制算法是CBTC系统的核心，确保位置感知技术是CBTC系统安全运行的基车运行的风险，优化了列车运行效率列车安全、高效、舒适地运行础，确保列车在轨道上的准确定位位置感知技术GPS定位轨道里程标利用卫星信号确定列车位置，精度高，覆盖范通过轨道上的里程标，精准测量列车位置围广无线信标传感器在轨道上安装无线信标，接收信号确定列车位利用车载传感器，例如陀螺仪和加速度计，辅置助定位移动区块技术动态分配安全保障灵活调度根据列车运行情况，动态分配轨道区块，提每个区块独立运行，确保列车安全运行，防灵活调整区块大小和位置，优化列车运行路高轨道容量和效率止冲突和事故发生径，提高运行效率列车控制算法速度控制距离控制算法通过控制列车加速和减速，算法用于维护列车之间的安全距确保安全运行，并提供舒适的乘离，防止碰撞，并优化列车运行坐体验效率线路控制紧急制动算法根据线路条件，包括信号、算法在紧急情况下，快速而有效坡度和曲线，调整列车速度，以地启动列车制动系统，以防止事确保安全和效率故发生系统设备CBTC轨道电路列车控制装置轨道电路用于检测列车位置，并向列车提供安列车控制装置包括列车速度控制、制动系统、全信息信号系统和通信系统通信系统控制中心通信系统用于在列车、轨道、控制中心之间传控制中心用于监控和控制整个CBTC系统，包输数据括列车调度、安全管理等系统设备配置CBTC通信网络中央控制中心车站设备列车设备包括无线通信系统、光纤通信包含控制台、服务器、网络设包括车站信号机、轨道电路、包括列车控制单元、车门控制系统等，用于传输控制信号和备等，用于监控和控制整个系平台显示系统等，用于控制列系统、乘客信息系统等，用于数据统车运行实现列车自动运行系统设备通信CBTC车载设备通信车地通信

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22.车载设备之间，包括ATP、车载设备与地面站之间通过无ATO、ATS等子系统，通过高线通信方式，例如GSM-R或速以太网或CAN总线进行通信TETRA地面站设备通信

33.地面站各子系统之间，以及地面站与外部系统，如调度系统、信号系统等，通过光纤或以太网进行通信系统安全性CBTC多重安全机制安全认证12CBTC系统采用多重安全机制CBTC系统必须通过严格的安，例如冗余设计、故障检测和全认证，例如EN

50128、安全监控，以确保列车安全运IEC61508等，以确保其安全行性符合国际标准故障处理机制安全测试34CBTC系统设计了完善的故障CBTC系统在投入使用前，需处理机制，能够及时发现并处要进行严格的安全测试，以验理系统故障，防止安全事故发证其安全性生系统可靠性CBTC冗余设计故障检测CBTC系统采用冗余设计，保证关系统具备完善的故障检测和诊断键设备和线路的备份，即使出现功能，能及时发现并处理故障，故障也能保证系统的正常运行确保系统的安全可靠运行自动恢复CBTC系统具备自动恢复功能，在发生故障后能够自动切换到备份系统，保证系统的持续运行系统维护CBTC定期巡检1确保系统正常运行，及时发现潜在问题，并进行处理故障排除2快速定位故障，及时排除，将系统对运营的影响降到最低软件升级3确保系统软件版本更新及时，提高系统功能和性能设备维护4定期维护设备，延长设备使用寿命，确保系统稳定运行人员培训5定期对维护人员进行培训，提高其专业技能和安全意识系统应用案例CBTCCBTC系统已被广泛应用于全球各大城市地铁系统例如，北京地铁、上海地铁、香港地铁等这些系统中，CBTC控制系统提高了地铁运营效率，增强了安全性和可靠性，提升了乘客体验总结与展望城市轨道交通发展智能化升级绿色可持续发展CBTC系统是现代城市轨道交通的关键组CBTC系统将与智能化技术深度融合，推CBTC系统将助力城市轨道交通绿色低碳成部分，未来将进一步发展动轨道交通更高效、更安全运行发展，实现可持续发展目标。