移动闭塞信号系统介绍

第一篇：移动闭塞信号系统介绍

移动闭塞信号系统介绍

一、信号闭塞的基本概念

所谓闭塞就是指利用信号设备把铁路线路人为地划分成若干个物理上或逻辑上的闭塞分区，以满足安全行车间隔和提高运输效率的要求。

目前，信号闭塞原则是按照ATP/ATO制式来划分的，基本上可以分为三类，即：固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。

二、各种信号闭塞制式在城市轨道交通中的发展应用

目前在城市轨道交通中使用的信号系统一般称之为ATC系统，大多应用于80km/h以下的轨道交通工程中。ATC系统主要由ATP、ATO、计算机联锁以及ATS四个子系统构成，其ATP/ATO制式主要有两种：

移动闭塞信号系统介绍

第一，基于多信息移频轨道电路的固定闭塞，采用台阶式速度控制模式，属二十世纪八十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到180秒。西屋公司、GRS公司分别用于北京地铁、上海地铁一号线的ATP、ATO系统属于此种类型；

第二，基于数字轨道电路的准移动闭塞，采用距离/速度曲线控制模式的ATP/ATO系统，属二十世纪九十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到90～120秒。西门子公司在广州地铁一号线使用的LZB700M、US＆S公司在上海地铁二号线使用的AF-900以及我国香港地区机场快速线（最高速度达135km/h）使用的阿尔斯通公司SACEM（ATP/ATO）信号系统均属于此种类型。

移动闭塞信号系统介绍

 上述两种列车控制模式均为基于轨道电路的列车控制系统。基于轨道电路的速度-距离曲线控制模式的TP/ATO系统，采用“跳跃式”连续速度-距离曲线控制模式，“跳跃”方式按列车尾部依次出清各电气绝缘节时跳跃跟随。采用在传统轨道电路上叠加信息报文方法，即把列车占用/空闲检测和ATP信息传输合二为一，它们的追踪间隔和列车控制精度除取决于线路特性、停站时分、车辆参数外还与ATP/ATO系统及轨道电路的特性密切相关，如轨道电路的最大和最小长度、传输信息量的内容及大小、轨道电路分界点的位置等。

移动闭塞信号系统介绍



由于基于轨道电路的ATC系统是以轨道区段作为列车占用/空闲的凭证，地－车通信是通过钢轨作为信息发送的传输媒介。这种方式存在以下几方面缺陷： 

（1）列车定位精度由轨道区段的长度决定，列车只占用部分轨道电路就认为全部占用，导致列车定位精度不高。

（2）由轨道电路向列车传输信息，传输的信息量受钢轨传输介质频带限制及电化牵引回流的干扰，难以实现大信息量实时数据传输。

（3）交通容量受到轨道区段划分的限制，传统ATC系统很难在每小时30对列车的基础上有较大的突破。

（4）传统ATC速度控制曲线追随性较差。

（5）行车间隔越短，轨旁设备越多，导致维修困难，运营成本高。

移动闭塞信号系统介绍

 随着通信技术的快速发展，为了解决上述缺陷，近年来国际上几家著名的信号系统制造商如加拿大阿尔卡特公司、法国的阿尔斯通公司、美国的通用电气公司、德国的西门子公司、英国的西屋公司等纷纷开展了基于“通信”的移动闭塞系统的研究开发，它代表了城市轨道交通领域信号系统的一种发展趋势。

移动闭塞信号系统介绍

 基于“通信”的移动闭塞信号系统经过多年的研究、开发与应用，与基于轨道电路的准移动闭塞信号系统相比具有以下优点：

（1）可缩短行车间隔时间（列车运行间隔可达到75～90秒），特别是对整条线路追踪能力紧张的车站起关键作用。

（2）提供实时追随的ATP连续速度曲线控制功能。

（3）由于信息传输独立于轨道电路，受外界各种物理因素干扰小，运行可靠，设备调试和维护成本将大大降低。

移动闭塞信号系统介绍

（4）轨旁及车载设备之间提供双向高速大容量实时数据通信链路，因此可实现实时遥控列车牵引曲线和停站时间。

（5）控制中心或任一车站均可遥测车载设备运行状态及故障信息，甚至可传输车载视频及音频信号，为实现无人驾驶准备条件。

（6）灵活的列车控制方式有利于提供最佳服务，降低能耗。

移动闭塞信号系统介绍



三、移动闭塞的原理



移动闭塞基本原理为:线路上的前行列车经ATP车载设备将本车的实际位置，通过通信系统传送给轨旁的移动闭塞处理器，并将此信息处理生成后续列车的运行权限，传送给后续列车的ATP车载设备。后续列车与前行列车总是保持一个“安全距离”。该安全距离是介于后车的目标停车点和确认的前车尾部之间的一个固定距离。在选择该距离时，已充分考虑了在一系列最坏情况下，列车仍能够被安全地分隔开来。（原理图见下页）

移动闭塞信号系统介绍



四、移动闭塞信号系统的通信实现方式



基于“通信”的移动闭塞信号系统车地通信的主要方式有：

（1）感应环方式； （2）波导方式；

（3）无线或无线扩频方式。（4）漏缆方式；

移动闭塞信号系统介绍

五、阿尔卡特SelTrac S40“移动闭塞”列车自动控制系统

1、系统概况

为广州市轨道交通三号线提供的SelTrac S40“移动闭塞”列车自动控制（ATC）系统是基于以通信为基础的SelTrac移动闭塞系统，它通过感应环线通信系统来提供列车与地面间的通信。本系统能够满足三号线运营能力的要求，即正线区段按6辆列车编组，最小行车间隔105秒运行。SelTrac S40系统正线追踪间隔（包括大石站非折返列车与折返列车之间的追踪间隔）按6辆编组列车90秒设计。

该ATC系统设备的主要构成参见以下的系统结构网络图。

移动闭塞信号系统介绍

2、缩写释义

 SMC—系统管理中心；  VCC —车辆控制中心； STC —车站控制器系统；  VOBC —车载控制器系统；  TOD —司机显示盘  LWS —车站工作站  CO —中央操作员

 SRS —运行图调整服务器  IBP —车站控制盘  MCS —主控系统

移动闭塞信号系统介绍

3、三号线信号系统与一、二号线信号系统不同点的比较  线路复杂程度，功能定位，运输组织方式不同；  三号线线路走向为Y形线，体育西路站位于Y形的交叉点，时刻表的编辑及运输组织都比一、二号线情况复杂，特别在故障情况下，调度组织显得尤为重要。此外，由于三号线线路长（主线28.77Km，支线7.56Km），平均站间距离大（2.06Km）。因此三号线设计为快速线，最高运行速度达到120公里/小时，旅行速度大于58.77Km/h，支线旅行速度约47.22Km/h，即主线在满足最小运行间隔105秒的情况下，可基本将每小时断面所需的列车数控制在34对以下；支线在满足最小运行间隔105秒的情况下，可基本将每小时断面所需的列车数控制在11对以下。

移动闭塞信号系统介绍

 三号线的功能定位为规划引导型，而一、二号线为交通疏导型；  基于以上两点原因，三号线的运输组织将主要会从三个方面考虑：从时间上划分为三个阶段，即初期（2010年）、近期（2017年）、远期（2032年）；运营交路上从初期的主、支线的大小两个交路到近、远期的三个交路；在列车编组方面将根据不同时期的具体情况按照三节或三、六节混合的列车编组方式进行。总之，三号线将会比一、二号线采用更为灵活的运输组织方式。

移动闭塞信号系统介绍

 信号制式不同；

三号线为移动闭塞信号系统，而一、二号线为准移动闭塞信号系统。 ATC系统的组成方式、功能实现方式不同；  三号线信号ATC系统为中央集中式，一、二号线信号ATC系统为分散式；  三号线信号ATC系统的中央设备除实现ATS功能外，还负责实现主要的ATP功能和联锁功能；车站设备只负责基本的联锁功能并完成与轨旁设备及其它机电设备的接口功能。而一、二号线信号ATC系统的中央设备只实现ATS功能，其它功能由车站及车载设备完成。

移动闭塞信号系统介绍

 新增功能；

列车的联挂/解编：

Seltrac移动闭塞系统完全能够支持在VCC监控下，在ATC控制区域内对两辆3节编组的列车进行联挂或者将一辆6节编组的列车解编为两辆3节编组的列车。需要强调的是，列车联挂/解编过程需要ATC系统及车辆的能力和功能相互配合工作，部分联挂/解编功能的完成还需依赖于车辆的设计。

① VCC监控下的联挂过程：

在ATC区域内完成对3节编组的列车进行联挂作业时，每列车上至少有一个 VOBC是正常工作的。

移动闭塞信号系统介绍

 第一列车将进入SMC指定的允许进行联挂和解编作业的区域。一旦第一列车就位，第二列待联挂的列车将接近并停靠在距第一列车最小“安全距离”的地方。 第一列车的司机将列车设置在“OFF”模式，第二列车的司机在这时将列车设置为限制的人工模式，在此模式下，VOBC允许列车以低速将车向前开动以进行列车联挂。 中央调度员CO将首先通过VCC命令列车进行联挂。 第二列车的司机驾驶列车以低于限速的速度前进，直到两列车相遇并联挂在一起。 一旦列车联挂完成，在VCC数据库中以及列车硬件将自动对列车进行从新配置。VOBC持续地同VCC进行通信并报告新的列车长度。

移动闭塞信号系统介绍

 位于中央驾驶室的司机将驾驶室设为“OFF”模式。新的6节编组列车的司机进入新车前部的机车室。随后司机将新机车的选择开关设为“自动”模式。 中央调度员为该车命令分配一条进路，或从时刻表中分配一个运行班次。列车将按照SMC的命令继续运行。

②

VCC监控下的解编过程：

解编过程与联挂过程相似，但顺序相反。 中央调度员通过SMC将6节编组的列车排路到指定的解编区域。列车自动进入解编区域并停车。 第二个司机登上即将成为单独的新车的前端驾驶室。 前车司机将模式开关设为“OFF”。 中央调度员CO在VCC上命令列车解编。

移动闭塞信号系统介绍

 司机按下驾驶控制盘上的“解编”按钮（由车辆供货商提供）以使6节编组的列车从中间脱开。一旦解编完成，列车硬件将自动对列车进行重新配置。VOBC将继续同VCC保持通信并报告每列车新的车长。 前部3节编组的列车司机将列车置入“限制的人工”驾驶模式并人工驾驶列车，以限制速度（<25km∕h）驶离后面的3节组列车。司机驾驶列车向前驶离距另一车2个VCC“位置”后停车。一旦列车停止，TOD将指示司机将列车设置为“自动”模式。 司机将模式选择开关变为“自动”。 中央调度员从时刻表中为列车选择分配一个运行班次，然后列车继续运行。

移动闭塞信号系统介绍

 此时，另一辆3节编组的列车司机将该车设置为“自动”模式。SMC为列车分配一个班次，列车继续正常运行。

 传统功能方面的几个不同点；  后备模式不同；  部分后退（降级）模式；  中央SMC故障，VCC正常时的部分后退模式；

在SMC完全故障或VCC与SMC连接中断后，VCC控制模式提供基本的ATC运营。当VCC和SMC间通信中断时，VCC就进入了VCC控制模式。

在此模式下，系统提供全部的ATP/ATO功能，VCC自动地获取运行线的分配，并据分配的运行线进行自动进路控制。VCC自动获取的运行线将保持在

移动闭塞信号系统介绍

SMC未故障前对每一列车原有运行线（包含在常用的16条运行线中）的分配。

列车通过VCC与VOBC之间的通信接收所分配的运行线。知道了运行线号码的列车可以通过车载数据库查得行车目的地。通过与STC的通信，VOBC可以知道当前站的ID号，并因此能够在车上广播有关下一站的信息。对位环线将向工作站提供有关列车运行线分配的信息，因此系统可以在站内广播下一站及目的地的有关信息。这里需要说明的是：停站时间是固定的（缺省值），信息广播将在列车进站完成对位后进行。

 中央VCC故障，SMC正常时的部分后退模式；

在该后退运营下，VOBC到LWS的通信使列车可以自动排列进路，包括自动折返进路以及车站和车上的旅客信息的控制。

移动闭塞信号系统介绍

 司机通过触摸屏输入列车运行线分配命令及其身份验证信息。 数据从VOBC通过STC传送到LWS，然后送到SMC。 当前站的站名通过LWS传送到VOBC。 根据当前站的站名和所分配的运行线信息，VOBC从其数据库中获得下一站的站名和目的地信息，并用以提供车上公告。 通过LWS和VOBC在车站的通信，SMC根据闭塞占用原理在整个系统中跟踪列车运行。 在该后退模式下，SMC通过呼叫相应的STC来自动为列车排路。 STC根据信号原理，在安全的前提下，命令转动相应的道岔，开放相应的信号机。

移动闭塞信号系统介绍

 完全后退（后备）模式；

在SMC及VCC全部发生故障的完全后退模式下，进路的控制是通过LWS的人工命令来控制STC，即在车站的LWS上由车站操作员人工命令排列进路。在这种后退模式下，STC根据信号原理，在安全的前提下，命令转动相应的道岔，开放相应的信号机。 驾驶模式不同；  ATO模式 ：分为ATO自动关门和ATO人工关门两种（通过转换开关控制）；  ATP倒车模式 ：ATC系统允许在人工保护模式下不超过5m的一次倒车（通过操作ATP倒车开关）。

OFF模式 ：当两驾驶室的模式开关都处于„OFF‟位置时，VOBC将进入该模式。

移动闭塞信号系统介绍

这种模式下，紧急制动生效、驾驶室的显示被禁止。列车在这种状态下不能移动。VOBC继续和VCC保持通信，并维持定位、跟踪和监视功能。

 车载信号设备不同；

三号线信号车载设备（VOBC）采用了二取二双机热备的安全冗余技术，进一步提高了系统的可用性。此外，该车载设备（VOBC）在单机故障情况下，可由中央操作员对故障机进行远程复位。 试车线控制方式不同；

三号线位于试车线上的道岔直接由车辆段联锁系统控制和监视，ATC系统对该道岔不予控制和监督，但对试车线控制权的“获取”和“释放”进行安全地监督。试车线由正线ATC系统控制，并拥有实际ATC控制系统的所有功能。

移动闭塞信号系统介绍

 运行图调整功能不同；

三号线有一个相等运行间隔调整模式，该模式是一二号线不具备的。在该模式下，列车的运行不倚赖于运行图，只要操作员指定运行线和行车间隔，就可以继续正常运营。运行间隔调整模式主要在出现突发事件，需要增加或删减服务时使用。运行间隔调整模式还可以在所有列车的运行都大大落后于运行图的不利情况下用来快速解决串车问题。当运行间隔调整结束时，运行图重新恢复（如果调度员没有取消该运行图的话）。

 接口不同；  与主控系统的接口；接口设备为中央背投显示屏和车站IBP控制盘。

移动闭塞信号系统介绍

信号SMC系统通过通信服务器向MCS系统提供下列信息：  实时的实际列车位置信息（包括列车的实时位置信息、区间运行时分、停站时分等）

列车阻塞信息（产生的原则同二号线） 信号系统重要的故障信息



在每天正式运营前，传送当天的计划时刻表

移动闭塞信号系统介绍

 回应MCS每0.5s对SIG与MCS之间的通道检测。

信号SMC系统通过通信服务器接收MCS系统提供的下列信息：  MCS传送的SCADA牵引供电信息  每天收车后，接收全天的实际客流信息

 与通信网络的接口；

一、二号线为OTN网（分别为150M和600M带宽容量），三号线为SDH网（2.5G带宽容量）。

移动闭塞信号系统介绍

 其它方面的不同；

 正线信号机的显示不同：蓝色—ATC自动控制状态，无引导信号显示；  正线采用了LED显示信号机新设备；

 正线采用了12号道岔（侧向限速45Km/h），双机牵引，电液转辙机等新设备、新技术；

 正线采用了阿尔卡特计轴轨道电路设备；

移动闭塞信号系统介绍

4、三号线信号系统在运营维护方面的不利因素及可能存在的问题

 线路里程长，区间跨度大，轨旁设备多，造成维护工作量和人员需求量增加，特别是汉溪～市桥隧道区间长达6.18公里，对今后的设备抢修工作非常不利；  中央VCC一旦发生故障，将对运营产生很大的影响（其中VCC1：沥窖～番禺广场6个站，VCC2：天河客、广州东～ 大塘12个站）；

 体育西路站（Y形交叉点）和大石站（大小交路交汇站）在特定故障情况下的行车客运组织将会比较困难。

第二篇：移动闭塞信号系统介绍

移动闭塞信号系统介绍

一、信号闭塞的基本概念

所谓闭塞就是指利用信号设备把铁路线路人为地划分成若干个物理上或逻辑上的闭塞分区，以满足安全行车间隔和提高运输效率的要求。

目前，信号闭塞原则是按照ATP/ATO制式来划分的，基本上可以分为三类，即：固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。

二、各种信号闭塞制式在城市轨道交通中的发展应用

目前在城市轨道交通中使用的信号系统一般称之为ATC系统，大多应用于80km/h以下的轨道交通工程中。ATC系统主要由ATP、ATO、计算机联锁以及ATS四个子系统构成，其ATP/ATO制式主要有两种：

第一，基于多信息移频轨道电路的固定闭塞，采用台阶式速度控制模式，属二十世纪八十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到180秒。西屋公司、GRS公司分别用于北京地铁、上海地铁一号线的ATP、ATO系统属于此种类型；

第二，基于数字轨道电路的准移动闭塞，采用距离/速度曲线控制模式的ATP/ATO系统，属二十世纪九十年代技术水平，其列车运行间隔一般能达到90～120秒。西门子公司在广州地铁一号线使用的LZB700M、US＆S公司在上海地铁二号线使用的AF-900以及我国香港地区机场快速线（最高速度达135km/h）使用的阿尔斯通公司SACEM（ATP/ATO）信号系统均属于此种类型。











  上述两种列车控制模式均为基于轨道电路的列车控制系统。基于轨道电路的速度－距离曲线控制模式的ATP/ATO系统，采用“跳跃式”连续速度－距离曲线控制模式，“跳跃”方式按列车尾部依次出清各电气绝缘节时跳跃跟随。采用在传统轨道电路上叠加信息报文方法，即把列车占用/空闲检测和ATP信息传输合二为一，它们的追踪间隔和列车控制精度除取决于线路特性、停站时分、车辆参数外还与ATP/ATO系统及轨道电路的特性密切相关，如轨道电路的最大和最小长度、传输信息量的内容及大小、轨道电路分界点的位置等。

由于基于轨道电路的ATC系统是以轨道区段作为列车占用/空闲的凭证，地－车通信是通过钢轨作为信息发送的传输媒介。这种方式存在以下几方面缺陷：

（1）列车定位精度由轨道区段的长度决定，列车只占用部分轨道电路就认为全部占用，导致列车定位精度不高。

（2）由轨道电路向列车传输信息，传输的信息量受钢轨传输介质频带限制及电化牵引回流的干扰，难以实现大信息量实时数据传输。

（3）交通容量受到轨道区段划分的限制，传统ATC系统很难在每小时30对列车的基础上有较大的突破。

（4）传统ATC速度控制曲线追随性较差。

（5）行车间隔越短，轨旁设备越多，导致维修困难，运营成本高。

随着通信技术的快速发展，为了解决上述缺陷，近年来国际上几家著名的信号系统制造商如加拿大阿尔卡特公司、法国的阿尔斯通公司、美国的通用电气公司、德国的西门子公司、英国的西屋公司等纷纷开展了基于“通信”的移动闭塞系统的研究开发，它代表了城市轨道交通领域信号系统的一种发展趋势。

基于“通信”的移动闭塞信号系统经过多年的研究、开发与应用，与基于轨道电路的准移动闭塞信号系统相比具有以下优点：（1）可缩短行车间隔时间（列车运行间隔可达到75～90秒），特别是对整条线路追踪能力紧张的车站起关键作用。

（2）提供实时追随的ATP连续速度曲线控制功能。

（3）由于信息传输独立于轨道电路，受外界各种物理因素干扰小，运行可靠，设备调试和维护成本将大大降低。

（4）轨旁及车载设备之间提供双向高速大容量实时数据通信链路，因此可实现实时遥控列车牵引曲线和停站时间。

（5）控制中心或任一车站均可遥测车载设备运行状态及故障信息，甚至可传输车载视频及音频信号，为实现无人驾驶准备条件。

（6）灵活的列车控制方式有利于提供最佳服务，降低能耗。

三、移动闭塞的原理

移动闭塞基本原理为:线路上的前行列车经ATP车载设备将本车的实际位置，通过通信系统传送给轨旁的移动闭塞处理器，并将此信息处理生成后续列车的运行权限，传送给后续列车的ATP车载设备。后续列车与前行列车总是保持一个“安全距离”。该安全距离是介于后车的目标停车点和确认的前车尾部之间的一个固定距离。在选择该距离时，已充分考虑了在一系列最坏情况下，列车仍能够被安全地分隔开来。（原理图见下页）

四、移动闭塞信号系统的通信实现方式

基于“通信”的移动闭塞信号系统车地通信的主要方式有：

（1）感应环方式； （2）波导方式；

（3）无线或无线扩频方式。（4）漏缆方式；

五、阿尔卡特SelTrac S40“移动闭塞”列车自动控制系统

1、系统概况

为广州市轨道交通三号线提供的SelTrac S40“移动闭塞”列车自动控制（ATC）系统是基于以通信为基础的SelTrac移动闭塞系统，它通过感应环线通信系统来提供列车与地面间的通信。本系统能够满足三号线运营能力的要求，即正线区段按6辆列车编组，最小行车间隔105秒运行。SelTrac S40系统正线追踪间隔（包括大石站非折返列车与折返列车之间的追踪间隔）按6辆编组列车90秒设计。该ATC系统设备的主要构成参见以下的系统结构网络图。

2、缩写释义

 SMC—系统管理中心；  VCC —车辆控制中心；  STC —车站控制器系统；  VOBC —车载控制器系统；  TOD —司机显示盘  LWS —车站工作站  CO —中央操作员

 SRS —运行图调整服务器  IBP —车站控制盘  MCS —主控系统 

3、三号线信号系统与一、二号线信号系统不同点的比较  线路复杂程度，功能定位，运输组织方式不同。

三号线线路走向为Y形线，体育西路站位于Y形的交叉点，时刻表的编辑及运输组织都比一、二号线情况复杂，特别在故障情况下，调度组织显得尤为重要。此外，由于三号线线路长（主线28.77Km，支线7.56Km），平均站间距离大（2.06Km）。因此三号线设计为快速线，最高运行速度达到120公里/小时，旅行速度大于58.77Km/h，支线旅行速度约47.22Km/h，即主线在满足最小运行间隔105秒的情况下，可基本将每小时断面所需的列车数控制在34对以下；支线在满足最小运行间隔105秒的情况下，可基本将每小时断面所需的列车数控制在11对以下。

三号线的功能定位为规划引导型，而一、二号线为交通疏导型；

基于以上两点原因，三号线的运输组织将主要会从三个方面考虑：从时间上划分为三个阶段，即初期（2010年）、近期（2017年）、远期（2032年）；运营交路上从初期的主、支线的大小两个交路到近、远期的三个交路；在列车编组方面将根据不同时期的具体情况按照三节或三、六节混合的列车编组方式进行。总之，三号线将会比一、二号线采用更为灵活的运输组织方式。 信号制式不同；

三号线为移动闭塞信号系统，而一、二号线为准移动闭塞信号系统。 ATC系统的组成方式、功能实现方式不同；

三号线信号ATC系统为中央集中式，一、二号线信号ATC系统为分散式； 三号线信号ATC系统的中央设备除实现ATS功能外，还负责实现主要的ATP功能和联锁功能；车站设备只负责基本的联锁功能并完成与轨旁设备及其它机电设备的接口功能。而一、二号线信号ATC系统的中央设备只实现ATS功能，其它功能由车站及车载设备完成。 新增功能；

列车的联挂/解编：

Seltrac移动闭塞系统完全能够支持在VCC监控下，在ATC控制区域内对两辆3节编组的列车进行联挂或者将一辆6节编组的列车解编为两辆3节编组的列车。需要强调的是，列车联挂/解编过程需要ATC系统及车辆的能力和功能相互配合工作，部分联挂/解编功能的完成还需依赖于车辆的设计。

① VCC监控下的联挂过程：

在ATC区域内完成对3节编组的列车进行联挂作业时，每列车上至少有一个VOBC是正常工作的。 第一列车将进入SMC指定的允许进行联挂和解编作业的区域。一旦第一列车就位，第二列待联挂的列车将接近并停靠在距第一列车最小“安全距离”的地方。 第一列车的司机将列车设置在“OFF”模式，第二列车的司机在这时将列车设置为限制的人工模式，在此模式下，VOBC允许列车以低速将车向前开动以进行列车联挂。 中央调度员CO将首先通过VCC命令列车进行联挂。 第二列车的司机驾驶列车以低于限速的速度前进，直到两列车相遇并联挂在一起。 一旦列车联挂完成，在VCC数据库中以及列车硬件将自动对列车进行从新配置。VOBC持续地同VCC进行通信并报告新的列车长度。 位于中央驾驶室的司机将驾驶室设为“OFF”模式。新的6节编组列车的司机进入新车前部的机车室。随后司机将新机车的选择开关设为“自动”模式。中央调度员为该车命令分配一条进路，或从时刻表中分配一个运行班次。列车将按照SMC的命令继续运行。②

VCC监控下的解编过程：

解编过程与联挂过程相似，但顺序相反。 中央调度员通过SMC将6节编组的列车排路到指定的解编区域。列车自动进入解编区域并停车。 第二个司机登上即将成为单独的新车的前端驾驶室。 前车司机将模式开关设为“OFF”。 中央调度员CO在VCC上命令列车解编。 司机按下驾驶控制盘上的“解编”按钮（由车辆供货商提供）以使6节编组的列车从中间脱开。一旦解编完成，列车硬件将自动对列车进行重新配置。VOBC将继续同VCC保持通信并报告每列车新的车长。 前部3节编组的列车司机将列车置入“限制的人工”驾驶模式并人工驾驶列车，以限制速度（<25km∕h）驶离后面的3节组列车。司机驾驶列车向前驶离距另一车2个VCC“位置”后停车。一旦列车停止，TOD将指示司机将列车设置为“自动”模式。 司机将模式选择开关变为“自动”。 中央调度员从时刻表中为列车选择分配一个运行班次，然后列车继续运行。 此时，另一辆3节编组的列车司机将该车设置为“自动”模式。SMC为列车分配一个班次，列车继续正常运行。

 传统功能方面的几个不同点；  后备模式不同；  部分后退（降级）模式；  中央SMC故障，VCC正常时的部分后退模式；

在SMC完全故障或VCC与SMC连接中断后，VCC控制模式提供基本的ATC运营。当VCC和SMC间通信中断时，VCC就进入了VCC控制模式。

在此模式下，系统提供全部的ATP/ATO功能，VCC自动地获取运行线的分配，并据分配的运行线进行自动进路控制。VCC自动获取的运行线将保持在SMC未故障前对每一列车原有运行线（包含在常用的16条运行线中）的分配。

列车通过VCC与VOBC之间的通信接收所分配的运行线。知道了运行线号码的列车可以通过车载数据库查得行车目的地。通过与STC的通信，VOBC可以知道当前站的ID号，并因此能够在车上广播有关下一站的信息。对位环线将向工作站提供有关列车运行线分配的信息，因此系统可以在站内广播下一站及目的地的有关信息。这里需要说明的是：停站时间是固定的（缺省值），信息广播将在列车进站完成对位后进行。

 中央VCC故障，SMC正常时的部分后退模式；

在该后退运营下，VOBC到LWS的通信使列车可以自动排列进路，包括自动折返进路以及车站和车上的旅客信息的控制。

司机通过触摸屏输入列车运行线分配命令及其身份验证信息。数据从VOBC通过STC传送到LWS，然后送到SMC。当前站的站名通过LWS传送到VOBC。

根据当前站的站名和所分配的运行线信息，VOBC从其数据库中获得下一站的站名和目的地信息，并用以提供车上公告。

通过LWS和VOBC在车站的通信，SMC根据闭塞占用原理在整个系统中跟踪列 车运行。

在该后退模式下，SMC通过呼叫相应的STC来自动为列车排路。

STC根据信号原理，在安全的前提下，命令转动相应的道岔，开放相应的信号机。 完全后退（后备）模式；

在SMC及VCC全部发生故障的完全后退模式下，进路的控制是通过LWS的人工命令来控制STC，即在车站的LWS上由车站操作员人工命令排列进路。在这种后退模式下，STC根据信号原理，在安全的前提下，命令转动相应的道岔，开放相应的信号机。 驾驶模式不同；  ATO模式 ：分为ATO自动关门和ATO人工关门两种（通过转换开关控制）；  ATP倒车模式 ：ATC系统允许在人工保护模式下不超过5m的一次倒车（通过操作ATP倒车开关）。

OFF模式 ：当两驾驶室的模式开关都处于„OFF‟位置时，VOBC将进入该模式。这种模式下，紧急制动生效、驾驶室的显示被禁止。列车在这种状态下不能移动。VOBC继续和VCC保持通信，并维持定位、跟踪和监视功能。

 车载信号设备不同；

三号线信号车载设备（VOBC）采用了二取二双机热备的安全冗余技术，进一步提高了系统的可用性。此外，该车载设备（VOBC）在单机故障情况下，可由中央操作员对故障机进行远程复位。 试车线控制方式不同；

三号线位于试车线上的道岔直接由车辆段联锁系统控制和监视，ATC系统对该道岔不予控制和监督，但对试车线控制权的“获取”和“释放”进行安全地监督。试车线由正线ATC系统控制，并拥有实际ATC控制系统的所有功能。 运行图调整功能不同；

三号线有一个相等运行间隔调整模式，该模式是一二号线不具备的。在该模式下，列车的运行不倚赖于运行图，只要操作员指定运行线和行车间隔，就可以继续正常运营。运行间隔调整模式主要在出现突发事件，需要增加或删减服务时使用。运行间隔调整模式还可以在所有列车的运行都大大落后于运行图的不利情况下用来快速解决串车问题。当运行间隔调整结束时，运行图重新恢复（如果调度员没有取消该运行图的话）。

 接口不同；

与主控系统的接口；接口设备为中央背投显示屏和车站IBP控制盘。信号SMC系统通过通信服务器向MCS系统提供下列信息：

实时的实际列车位置信息（包括列车的实时位置信息、区间运行时分、停站时分等）

列车阻塞信息（产生的原则同二号线）信号系统重要的故障信息

在每天正式运营前，传送当天的计划时刻表

回应MCS每0.5s对SIG与MCS之间的通道检测。

信号SMC系统通过通信服务器接收MCS系统提供的下列信息： MCS传送的SCADA牵引供电信息

每天收车后，接收全天的实际客流信息

与通信网络的接口；

一、二号线为OTN网（分别为150M和600M带宽容量），三号线为SDH网（2.5G带宽容量）。 其它方面的不同；

 正线信号机的显示不同：蓝色—ATC自动控制状态，无引导信号显示；  正线采用了LED显示信号机新设备；

 正线采用了12号道岔（侧向限速45Km/h），双机牵引，电液转辙机等新设备、新技术；

 正线采用了阿尔卡特计轴轨道电路设备；

4、三号线信号系统在运营维护方面的不利因素及可能存在的问题

 线路里程长，区间跨度大，轨旁设备多，造成维护工作量和人员需求量增加，特别是汉溪～市桥隧道区间长达6.18公里，对今后的设备抢修工作非常不利；  中央VCC一旦发生故障，将对运营产生很大的影响（其中VCC1：沥窖～番禺广场6个站，VCC2：天河客、广州东～ 大塘12个站）；

 体育西路站（Y形交叉点）和大石站（大小交路交汇站）在特定故障情况下的行车客运组织将会比较困难。

第三篇：城市轨道交通移动闭塞ATC系统浅析

城市轨道交通移动闭塞ATC系统浅析

转载请注明出自地铁族ditiezu.com,本贴地址:http://

摘要：移动闭塞是城市轨道交通信号系统的发展方向。本文讨论了基于通信的移动闭塞信号系统的原理、典型结构和实现方式。在此基础上，对我国大城市轨道交通信号系统的选择进行了探讨，指出了轨道交通直线电机运载系统采用移动闭塞技术的必要性和可行性。关键字：轨道交通 通信 移动闭塞 ATC 地铁地铁族地铁论坛上海地铁轨道交通北京地铁天津地铁南京地铁广州地铁深圳地铁香港地铁重庆轻轨武汉轻轨长春轻轨大连轻轨台北捷运高雄捷运2 b)^1 [1 `# D4 w, q

做最好的地铁生活门户论坛8 _% f1 V9 h(v: h1 j1、前言

移动闭塞是一种区间不分割，根据连续检测先行列车位置和速度，进行列车间隔控制，确保后续列车不会与先行列车发生冲突，能够安全停车的列车安全系统。移动闭塞的想法产生于60年代，由于当时技术条件的限制，难以变成现实。到了80年代，计算机技术和通信技术的飞速发展，为移动闭塞系统的实现创造了条件。近年来，各国相继投入力量研制基于通信的列车控制系统CBTC，具有代表性的主要有法国国铁的ASTREE,日本铁道综合技术研究所的CARAT系统、欧洲铁道联盟研究所的ETCS系统和美国加拿大铁路协会的ATCS系统等。这些系统的共同点是列车和地面间有各种类型的双向通信手段，可以在确保列车运行安全的前提下，最大限度地缩短列车运行间隔，提高线路通过能力。

2、移动闭塞原理及系统结构

2.1、移动闭塞原理

做最好的地铁生活门户论坛+ K0 _* U6 i+ s)g9(v1 t

: T;s.M;a& q!c6 m

做最好的地铁生活门户论坛6 ~' z* C, O8 l3 c4

移动闭塞是相对于固定闭塞而言的。固定闭塞是在区间设置固定的闭塞分区和相应的防护信号，而移动闭塞虽然也有防护列车运行安全的闭塞分区，但其闭塞区间是移动的，是随着后续列车和前方列车的实际行车速度、位置、载重量、制动能力、区间的坡度、弯道等列车参数和线路参数的变化而改变，随着列车运行而移动。根据是否考虑先行列车的速度，移动闭塞的构成分为两种：一是考虑先行列车速度的移动闭塞系统(MB-V方式)；二是不考虑先行列车速度的移动闭塞系统(MB-V0方式)。

图1 移动闭塞条件下列车追踪控制原理

2.2、移动闭塞的系统结构

移动闭塞系统的具体结构有多种，但从基本组成上来说，移动闭塞ATC系统通常分为三个层次：管理层、操作层和执行层，其典型结构如下图2所示。系统管理中心SMC位于管理层，其任务是统一指挥整个全段内列车运行。SMC通过先进的计算机和网络技术监督着整条线路的自动操作，实现ATS的功能及其它中央调度功能。车辆控制中心VCC位于操作层，它根据SMC的命令，按移动闭塞原理对列车运行间隔进行控制，并和车站联锁设备相联系，为列车进出站安排接发车进路。VCC和SMC之间通过现代通信传输系统(如SDH, OTN等)进行大数据量的双向传输。车载控制器VOBC位于执行层，它通过和VCC之间不间断的通讯来实现ATP/ATO功能，控制列车安全高速运行。通讯方法可采用有线通信(如交叉感应电缆)或无线的方式(如扩频通信)具备冗余校验的车载计算机使列车控制在VCC限定的速度和距离之内，并以数据报文形式向VCC传回有关车辆位置、速度、运行方向以及子系统情况。每列车都配置了冗余的车载控制系统，一旦某一个出了问题，另一个会自动启动。

3、移动闭塞的实现方式

-中国地铁生活门户论坛涉及地铁规划、建设及地铁周边生活相关的讨论。/ V3 M+ j% a1 V(e b7 b

地铁族1 p(m8 z0 q7 S3 c1 O

图2 移动闭塞系统的三层结构

按照列车定位和信息传输方式的不同，实现移动闭塞的CBTC系统主要有以下几种:

（1）利用交叉感应电缆的实现方式；（2）基于泄漏同轴电缆的实现方式；（3）利用全球定位系统(GPS)；（4）惯性定位系统(IPS)；（5）车载多普勒雷达定位系统；（6）无线扩频通信定位。

4、我国轨道交通信号系统的方案探讨

4.1、轨道交通直线电机运载系统简介

城市轨道交通直线电机运载系统的机理是固定在车辆转向架上的初级线圈(定子)通过交流电流，产生移动磁场(行波磁场)，通过相互作用，使固定在整体道床上的次级感应板(展开的转子)产生磁场，通过磁力，实现车辆的运行和控制。我国早在上世纪80年代已开始研究直线电机驱动的运载系统，但一直处于可行性研究和系统选择阶段，直至上世纪90年代，随着磁悬浮铁路系统试验线及试验车的研制，直线电机及其控制系统设备的研制才进入实质性发展阶段。

-中国地铁生活门户论坛涉及地铁规划、建设及地铁周边生活相关的讨论。0 a.D!x* T-F S2 , ~% Q8 `-H(]6 X# U$ i)g$ N# T)x

地铁地铁族地铁论坛上海地铁轨道交通北京地铁天津地铁南京地铁广州地铁深圳地铁香港地铁重庆轻轨武汉轻轨长春轻轨大连轻轨台北捷运高雄捷运* i4 }0 U& V% D8 J& G-t8 V6 N* P2 F;{ C* z* j

www.xiexiebang.com.o % I9 i*-中国地铁生活门户论坛涉及地铁规划、建设及地铁周边生活相关的讨论。/ H6 e6 O-S7 l8 E

4.2、信号系统的设计原则及轨道交通的具体要求

地铁地铁族地铁论坛上海地铁轨道交通北京地铁天津地铁南京地铁广州地铁深圳地铁香港地铁重庆轻轨武汉轻轨长春轻轨大连轻轨台北捷运高雄捷运“ @2 t$ z!n” K+ q, `' e4 a8 信号系统的选择必须遵循以下几个基本原则:

1、信号系统必须满足安全、成熟、技术先进的基本原则；

2、信号系统必须满足实际的运营要求，符合相应的功能和技术标准，并充分考虑到未来发展的需要；

3、信号系统应具有较高的安全性和可靠性，凡涉及行车安全的设备必须满足故障-安全原则；

4、信号系统及设备选型，应根据具体的运营要求，进行综合性能价格比分析。方案应能满足功能要求，经济合理。

地铁地铁族地铁论坛上海地铁轨道交通北京地铁天津地铁南京地铁广州地铁深圳地铁香港地铁重庆轻轨武汉轻轨长春轻轨大连轻轨台北捷运高雄捷运# ~3 i7 _“ P-f* s6 v4 e& H

地铁地铁族地铁论坛上海地铁轨道交通北京地铁天津地铁南京地铁广州地铁深圳地铁香港地铁重庆轻轨武汉轻轨长春轻轨大连轻轨台北捷运高雄捷运/ H!x: ?3 f2 L9 u8 地铁地铁族地铁论坛上海地铁轨道交通北京地铁天津地铁南京地铁广州地铁深圳地铁香港地铁重庆轻轨武汉轻轨长春轻轨大连轻轨台北捷运高雄捷运: R1 j7 ]1 Q9 w)~9 V# s d!v7

为了实现行车自动化，减少运营成本，与直线感应电机车辆相结合的行车控制系统需要实现列车运行自动化与列车指挥自动化，这就需要采用列车自动控制系统ATC。目前，我国己建和在建轨道交通的ATC系统主要采用的是基于数字轨道电路的准移动闭塞和有人值守的自动驾驶系统，高峰期列车运行间隔为120s。为了实现系统小型化，降低工程造价及运营费用，实现高效、节能、低成本运营，筹建中的轨道交通准备采用小编组、高密度的运营模式，提出了90s的列车运行间隔要求。这就为当今前沿的城轨交通信号技术在我国的应用提出了现实要求。

地铁地铁族地铁论坛上海地铁轨道交通北京地铁天津地铁南京地铁广州地铁深圳地铁香港地铁重庆轻轨武汉轻轨长春轻轨大连轻轨台北捷运高雄捷运# Z ]/ z(H(B$ v2 R/ @(O(m.www.xiexiebang.com;y$ J0 f” m“ s4 W;F

4.3、采用移动闭塞是实现系统通过能力的必然要求

城市轨道交通的通过能力是指在采用一定的车辆类型、信号设备和行车组织方法条件下，轨道交通线路的各项固定设备在单位时间内(高峰小时)所能通过的列车数。轨道交通的通过能力主要按照线路、列车折返设备、车辆段设备、牵引供电设备等固定设备进行计算。根据各项固定设备计算出来的通过能力，一般是各不相同的，其中通过能力最小的设备限制了整个线路的通过能力，因此，该项设备的通过能力即为线路的最终通过能力。

做最好的地铁生活门户论坛7 P$ k0 ~” `9 J

实践表明，对轨道交通系统来说，线路运能的主要损失发生在列车停站和终点车站的折返作业上。由于采用线性电机的车辆能为高密度运营需要的优良的加减速性能提供保证，结合移动闭塞技术，可以很容易的实现“小编组、高密度”的运营模式。一方面，通过减小列车编组、提高行车密度，使车站上下车人数得到分散，从而可以减小列车停站时间；另一方面，移动闭塞技术的精确控制和灵活运行的特性也有利于提高折返效率，从而可以从总体上减少线路运能的损失，达到每小时40对列车的系统通过能力。总之，从满足系统运营要求及系统的先进性考虑，轨道交通信号系统应采用移动闭塞技术。

地铁族7 v3 Q+ |)o.C

4.4、采用移动闭塞信号系统的可行性及相关问题

-中国地铁生活门户论坛涉及地铁规划、建设及地铁周边生活相关的讨论。$ i7 f M6 }' 5 a;B# Q% @.C

移动闭塞系统采用先进的通信、计算机技术对列车连续控制，是经过实际检验的安全系统。移动闭塞技术已经在北美、欧洲、亚洲许多国家的轨道交通建设中得到应用。最早使用移动闭塞技术的温哥华无人驾驶轻轨系统至今已安全运行近20年，这充分验证了移动闭塞的安全性以及技术的成熟度。在中国，香港西线铁路工程于1998年采纳了伦敦铁路工程师协会的建议，使用先进的移动闭塞技术代替原来的固定闭塞设计方案，不仅使香港西线铁路实现了更短更好的运营目标-达到每小时每方向10万人次的运量，高峰期运行间隔90s，而且使工程总成本由原来的超过644亿美元降至517亿美元，节省造价约20%.可见，根据实际运营要求和当前信号技术的发展水平，轨道交通采用移动闭塞技术是必要且可行的。

H)S+ z6 ^+ Z

www.xiexiebang.com+ m% O:

轨道交通采用移动闭塞的优点如下:

1)能轻松达到90S的行车间隔要求，且当需求增长而需要调整运营间隔时，无需改变或增加硬件；

地铁族& E4 }6 y.j$ D7 @# _

2)可取消区间的信号机、轨道电路等地面设备，降低系统的安装维护费用；利用其精确的控制能力，可以有效地通过在折返区域调整速度曲线来减少在尽端折返线的过走防护距离，从而减少折返站的土建费用；

地铁族' T(F7 `-_(F([0 p

-中国地铁生活门户论坛涉及地铁规划、建设及地铁周边生活相关的讨论。5 _* C: c' G8 a.x0 E2 I/ k4 ?

3)车上-地面可靠传输的信息量大，便于实现全程无人自动驾驶。全程无人自动驾驶方式是列车上没有任何驾驶员或工作人员的全自动方式。站停，发车、运行、折返、入库等过程由操作控制中心直接管理。主控中心可以更精确地控制列车按运行图运行，减少了列车在区间不必要地加速、制动，可节省能源，增加旅客舒适度；同时这种方式具备非常高的灵活性，对突然增长的能力需求和不可预见的事件具备敏捷的反应能力；

4)易于实现列车双向运行。当轨道交通系统因线路、车辆等故障造成运行中断时，可通过组织临时反向载客运行来保持轨道交通系统不间断运作。

www.xiexiebang.com2 g: v3 @7 F!}

地铁族1 v N, x4 z9 P+ G e.v

从目前的技术成熟度来看，对于轨道交通来说，选用基于交叉感应电缆或泄漏同轴电缆的方案是比较合适的，相关的系统已在国外有多年成功的应用经验。例如，新加坡轨道交通东北线设计能力单向达到75,000人次/小时，采用了ALSTOM 公司的基于泄漏波导的移动闭塞信号系统，实现了最小列车运行间隔90S的营运目标。ALCATEL公司基于感应环线或泄漏同轴电缆的SelTrac移动闭塞系统己在伦敦道克兰轻轨、吉隆坡LRT2、旧金山MUNI等城轨交通得到多年应用，被证明是安全、高效、灵活的列车控制系统。移动闭塞系统的列控方式均采用速度-距离模式，对轨道交通来说，在运营初期可采用相对位置方式(MB-V0方式)，在远期运营要求提高后，可采用相对速度方式(MB-V方式)，以进一步缩短行车间隔。在具体选择移动闭塞系统时，还必须考虑该系统的故障恢复能力和可靠性，并注意解决方案中是否有进行断轨检测和列车完整性检测的方法。此外，由于采用直线电机的系统一般将次级感应板铺设于轨道中间的地面上，因此联锁车站的配线不能采用交叉渡线，这会对联锁车站的道岔布置和折返车站的折返线布置产生一定影响，这也是需要考虑的问题。

做最好的地铁生活门户论坛7 P6 b3 i2 H& n

地铁族7 A-P)o6 v" u, T0 W4 g5、小结

本文简要介绍了移动闭塞的原理，讨论了其典型结构和实现方式。对基于通信的移动闭塞来说，其常见的实现方式有基于交叉感应电缆或泄漏同轴电缆的实现方式，有利用全球定位系统GPS、惯性定位系统IPS、车载多普勒雷达定位系统及无线扩频定位的实现方式等。作为应用，本文分析讨论了城市轨道交通采用移动闭塞技术的必要性和可行性，指出移动闭塞技术是实现“小编组、高密度”运营模式的最佳选择，对于提高系统通过能力、减少运营维护成本、节能降耗等具有现实意义

第四篇：高速铁路信号系统

高速铁路信号系统

近年来,我国高速铁路建设取得了迅猛发展,截至2011年底,高速铁路营业里程达7 531 km(不包括台湾地区),在建高速铁路1万多千米,已成为世界高速铁路运营速度最高,运营里程最长、在建规模最大的国家.铁路信号系统是为了保证铁路运输安全而诞生和发展的,它的第一使命是保证行车安全,没有铁路信号,就没有铁路运输的安全.随着列车运行速度的提高,完全靠人工望、人工驾驶列车已经不能保证行车安全了,当列车提速到200km/h时,紧急制动距离将达到2 km(常用制动距离超过3 km),因此,国际上普遍认为当列车速度大于时速160 km时,必须装备列车运行控制系统(简称列控系统),以实现对列车间隔和速度的自动控制,提高运输效率,保证行车安全.要实现列车自动控制,需要解决许多关键技术问题,例如:车-地之间大容量、实时和可靠信息传输,列车定位,列车精确、安全控制等,需要车载设备、轨旁设备、车站控制、调度指挥、通信传输等系统良好的配合才能实现,以现代列车运行控制技术为核心的信号系统可以称为现代铁路信号系统.高速铁路装备了列控系统后,提高了列车运行速度和行车密度,同时对中国铁路信号技术还具有积极的促进作用,但由于发展速度太快,设备、标准、管理与养护都免不了存在一些缺陷和不足.本文作者简要阐述了中国列车运行控制系统为我国铁路发展所产生的促进作用,也对现有系统存在的若干问题进行了分析,在分析的基础上,针对今后中国列车运行控制系统的建设提出了改进建议.中国列车控制系统（CTCS）

2003年,铁道部参照欧洲列车运行控制系统(ETCS)相关技术[3],根据中国高速铁路建设需求制定了5中国列车运行控制系统(CTCS)技术规范总则(暂行)6,以分级的形式满足不同线路运输需求.CTCS系统由车载子系统和地面子系统组成.地面子系统包括:应答器、轨道电路、无线通信网络(GSM-R)、列控中心(TCC)/无线闭塞中心(RBC).车载子系统包括:CTCS车载设备、无线系统车载模块等.CTCS依次分CTCS-0~CTCS-4共5个等级, 以满足不同线路速度需求.CTCS0级为既有线的现状;CTCS1级为面向160 km/h以下的区段;CTCS2级为面向干线提速区段和200~250 km/h高速铁路;CTCS3级为面向300~350 km/h及以上客运专线和高速铁路;CTCS4级为面向未来的列控系统.TCS-2级列控系统[5]是基于轨道电路和点式应答器传输列车运行许可信息,并采用目标-距离模式监控列车安全运行的控制系统.地面一般设置通过信号机,是一种点-连式列车运行控制系统.在CTCS-2级列控系统中,用轨道电路实现列车占用及完整性检查,并连续向车载设备传送空闲闭塞分区数量等信息.用应答器向车载设备传输定位、线路参数、进路参数、临时限速等信息.列控中心具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、区间信号机点灯控制、站间安全信息传输等功能.同时,列控中心根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息,产生行车许可,并通过轨道电路及有源应答器将行车许可传递给列控车载设备.列控车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路参数、临时限速等信息,结合动车组参数,按照目标-距离模式生成控制速度,监控列车安全运行.CTCS-3级的列控系统[6]是基于无线通信网GSM-R传输列控信息并采用轨道电路检查列车占用的连续式控制系统.CTCS-3级列控系统采取目标距离控制模式和准移动闭塞方式,地面可不设通过信号机,司机凭车载信号行车,同时具有CTCS-2级功能.CTCS-3级列控系统地面设备包括:无线闭塞中心、列控中心、轨道电路、点式应答器、GSM-R通信接口设备等.车载设备包括:车载安全计算机、GSM-R无线通信单元、轨道电路信息接收单元、应答器信息接收模块、列车接口单元等.在CTCS-3级列控系统中,无线闭塞中心根据轨道电路、联锁进路等信息生成行车许可,并通过

GSM-R无线通信系统将行车许可、线路参数、临时限速传输给CTCS-3级车载设备.同时,通过GSM-R无线通信系统接收车载设备发送的位置和列车数据等信息.列控中心接收轨道电路的信息,并通过联锁系统传送给无线闭塞中心.同时,列控中心具有轨道电路编码等CTCS-2级系统列控中心功能,满足作为CTCS-3级后备系统需要.应答器向车载设备传输定位、等级转换、线路参数和临时限速等信息,满足后备系统需要.车载安全计算机根据地面设备提供的行车许可、线路参数、临时限速等信息,结合动车组参数,按照目标距离连续速度控制模式生成动态速度曲线,监控列车安全运行.尽管CTCS-2级和CTCS-3级列控系统的发展使我国铁路信号技术取得了长足进步,但由于从制定技术标准到大规模投入运行发展速度太快,设备、标准、安装工程、管理与养护都免不了存在一些缺陷和不足,需要认真总结、及时调整,避免酿成重大行车事故.

第五篇：移动医护介绍

摘要：介绍了一种基于无线网络技术、嵌入式技术的移动医护信息系统，该系统采用B／S结构，以病人为中心，具有医嘱管理、药典查询、病案管理、体征录入等功能，可蜴大幅度地提高医生和护士的工作效率，提升医疗服务质量，改善医院护理管理，减少医疗差错．

关键词：移动医护；信息系统；无线局域网；B／S结构；医嘱管理

0引言

目前，国内医院现有的信息系统是以有线连网方式为用户提供服务，这种方式对于医生办公室、护士工作站等固定站点的信息需求是适用的，但许多场合这种有线的工作方式难以满足临床需要。如医生为了查房需携带病历，护士为了执行医嘱需要打印各种执行单，护士在病人床旁采集病人生命体征需先记录在纸上，回到护士工作站再重新录入等，这样的处理方式，不但浪费人力、时间，而且容易因为重复输入而产生错误，影响资料的一致性及正确性，有线的工作方式严重束缚了信息系统向床旁的深入。

PDA是一种掌上型计算机，运行在嵌入式操作系统和嵌入式应用软件之上，具有网络通信、移动办公、多媒体娱乐等多项能胜任工作、生活的实用功能，在工业生产、医疗、餐饮等各个领域的信息查询和现场信息采集等方面得到了广泛应用。

IEEE802．11系列无线局域网络(wLAN)标准的出现，使“网络无处不在”的美好愿望成为现实，同时其具备的移动性和灵活性，使得医护信息的移动化应用成为可能。利用无线网络技术，用户可建立远、近距离无线连接的全球语音和数据网络和无线局域网。通常用于无线网络的设备包括便携式计算机、台式计算机、手持计算机、个人数字设备(PDA)、移动电话、笔式计算机等。无线技术用于多种实际用途。

由于具备资料输入、编辑和更新迅速，数据处理快，存储容量大和携带方便等优点，基于PDA+无线网络的移动医护信息系统是目前可以接受且最实用的解决方案，医护人员可以直接在患者的病床边记录并储存患者相关资料，并可随时通过网络从数据库服务器中获得患者的医护信息及所需的医学参考资料，极大地提高了医护人员的工作效率。同时系统还会记录下每一条医护信息项目的实际执行情况，即每一条执行项目的实际执行人和实际执行时间，这就能对医护人员的医疗质量进行监控，极大地提升了医院的医疗品质。目前国外PDA在临床医护方面的应用已经相对成熟，国内PDA在这方面的应用还处于开始阶段，但随着信息技术的不断发展，这必将成为临床医护的一个发展趋势[4]。

利用PDA+WLAN对现有医院的线网络进行无线无缝延伸，实现医护信息处理的无纸化，对提高医护人员的执行效率，提高医院的信息化水平，提升医院形象等极具意义。

1系统功能

本系统结合医嘱处理的生命周期特点，以住院病案历的电子化管理(EMR)为基本出发点，具有多个功能模块：入院记录管理、医嘱管理、生命体征及护理管理、病历记录管理、检查检验报告管理、出院记录管理、病案管理和模板管理等。另外，还集成一些医护人员的辅助工具，如医护知识查询、药典查询、内部公告查询等。

医嘱管理：医生可利用本系统在患者病床边通过PDA开立患者医嘱，如药物、检查、饮食、护理注意事项等，并能新增、确认、删除、修改、停止医嘱，并可随时随地方便地查询患者的基本信息和相关资料，如检查报告、手术排程、TPR曲线等。这样就避免了在查房时携带患者病历等大最文本资料。

模板管理：住院医生在医嘱管理过程中，要编写大量的医嘱，若医嘱是用纸质介质形式记录的，则医嘱的编写将消耗住院医生的大量精力，而若将一些常用或有代表性的医嘱用电子文档模板的形式进行计算机管理，则可对医嘱管理提供极大的方便。

生命体征及护理管理：提供护理人员对各种护理相关生命征象，如呼吸、血压、体温、脉搏等信息的记录，及其它医务如换药、卫材及耗材等收费情况的记录，将复杂、繁琐的记录程序简化，系统同时会记录下录入这些护理相关信息的执行者和执行时问。护士也可以查询患者的基本信息、检查报告及手术排程等。

药典查询：提供较为完整的药品信息，如药品名称、剂量、用法等信息的查询，方便医生在患者病床边开立医嘱时查询相关药品特性及用法用量。这里支持模糊查询，即医生只需输入药品英文名中的部分字母，就可查询到相关英文名的药品信息。

检查检验报告管理：对医院各个科室，如化验科、放射科、造影室等的检查检验报告进行网络信息共享，实现病人信息的无纸化和无胶片化。

病案管理：病案是医务人员在对患者进行问诊、检查、诊断、治疗、护理等医疗活动中形成的文字、图表、影像等材料，并经综合、分析，整理后归档的记录。病案管理可使病案资料信息得以充分利用和发挥。它是用科学的管理方法，把医疗工作中产生的信息资料进行全面系统的收集、检查、整理、登录、编号、建立索引、排列上架、存储保管，进行医疗终末随访、质量检查、计算机管理等活动。

2系统结构

医护工作站(PDA)通过LAN和AP接入到医院的现有网络体系中，不会破坏医院现有的信息系统。PDA与网络内的其它节点进行数据交互时，可采用3种方式，即USB接口法、蓝牙接口法和WLAN(wifelessL蝌)法。

USB接口法：医护人员将医嘱执行项目通过工作站台式PC的USB端口(或外部扩展红外端口)下载到PDA上，然后使用PDA到患者的病床边执行具体医护项目、记录所需数据，记录完后再通过PC的USB端口(或外部扩展红外端口)将数据上传回HIS的主数据库。该方案的优点是成本较低，不需增加额外的设备(无线网络接入设备)，也不需在病房内布网点，且携带方便。缺点就是不能实时跟踪医嘱执行项目的变化，每次数据同步都需到病区PC工作站。

蓝牙接口法：与USB接口法相似，医护人员通过工作站台式PC的蓝牙端口和PDA的蓝牙(串口)进行数据交互，无需硬件连接，但数据交互速率较无线网络低。

WLAN法：在病房内使用无线上网方式将PDA接入医院的局域网，实时存取HIS的主数据库来执行医嘱项目、记录患者的生命征象数据。该方案的优点是能实时跟踪医嘱执行项目的变化，同HIS的接口较简单，且携带方便。医生也可实时的查询患者信息、开立药嘱、确定患者需要的检查项目等。缺点就是需在每个病房内架设无线接入设备，成本较高，在网路稳定性方面也不如有线网络，且无线电波可能影响病房内的某些医疗仪器。

通过以上分析，由于数据的上传下载较耗时，USB法和蓝牙法存在着数据一致性和时间同步问题，实时性差，因而本系统采用WLAN法。在系统硬件搭建时，无线AP应有一定的冗余，来保证网络的全面覆盖。

3系统数据库和编程分析

基于系统的功能和数据的要求，我们选用适合于大型数据库开发的中文SQLServer2000作为程序的后台数据库。而PDA与中心服务器的数据交互可通过B／S结构或C／S结构来进行。

(1)B／S结构：若系统基于BtS结构，则PDA上无需安装任何软件，只需一个IE浏览器即可。编程开发利用ASP迸行网页设计和编程即可。采用B／S结构，具有开放性、易操作性、浏览器独立性等优点，不但可以将某些业务逻辑放到SQLServet的存储过程中去实现，它只负责传递数据给SQLServer的存储过程，提高了执行效率，而且可以在同一程序中连接多个数据库管理系统，从而达到多数据库系统间的数据共享。

本系统主要采用ASP和JSP来实现B／S结构的数据交互。ASP是基于IIS的开放式脚本的开发环境，是动态Web数据库应用开发方案，可以实现复杂的Web应用，开发动态、交互的Web服务器端应用程序。

ASP在实现基于B／S模式的系统上具有很多优点：与HTML相融合、能够使用Vbscript和Javascdpt等脚本语言、程序运行于服务器端、可以通过ODBC访问数据库等。由于上述优点，我们将ASP作为该信息发布系统的实现方法，数据库访问的实现采用ADO对象。

(2)C／S结构：在C／S结构下，PDA与PC进行通信的编程方式目前有两种：①利用Socket编程与桌面程序进行通信；②利用RDA和Replication(复制)进行数据库编程来完成与桌面SQLServer数据库的存取。

利用Socket编程实际上就是通过TCP／IP协议与桌面PC进行通信，它可以很方便的传输一般类型的数据，譬如：字符串、整数以及字节等，但是如果需要传输类型化的数据则需要程序员自己去封装，而且若想由智能设备从桌面数据库引擎中返回指定数据库表的数据，必须编写桌面接口服务程序来查询数据并将结果通过Socket返回给智能设备。

在PDA上存取远程数据库，可通过运行在PDA的SQLServer CE来实现。但PDA上的SQL Server CE与SQL Server存在同步(或合并复Sfl)问题，配置复杂，且在PDA上必须安装相应的客户端软件。

本系统采用B／S结构开发。

4系统开发示例

4．1病区病人选择

登录后，系统会根据医生账号自动检索出登录者所负责的病人清单，可方便地选取即将巡床诊治的病人。病人选择对话框。

4．2医嘱管理

医嘱处理系统是医院信息系统中的核心基础组成部分。系统的使用，可以实现从手工医嘱处理到现代化的临床信息处理的变化，为医疗信息的传递，获取与查询，病人医疗费用的记录等方面提供重要的依据与便利，同时节省了人力和物力，避免了护士手工转抄医嘱的重复劳动，减少了由于手工转抄医嘱出现的差错，从而提高工作效率M。

本系统中，医嘱管理主要由当前医嘱管理、历史医嘱管理、医嘱修正和医嘱审核等模块构成。

4．2．1 当前(临时)医嘱管理

通过此模块，可对当前(临时)医嘱进行管理，如添加、删除、查看及确认。在界面图4(a)中点击药名，即可对该项医嘱的内容进行查看，如图4(b)所示，点击图4(a)中的添加链接，即可弹出图4(c)的医嘱录入界面。注：当前医嘱确认后，自动转为历史医嘱。

4．2．2历史医嘱修正与审核

医生可对历史医嘱进行删除、修改状态和查看等操作：

(1)删除：若所选医嘱为新增医嘱，则可通过界面中的“删除”链接进行删除；(2)停止：若所选医嘱为新增医嘱或正在执行的医嘱，则通过界面图5(a)中的“停止”链接停止该医嘱，该条医嘱状态立即发生改变，用红色显示，如图5(a)、图5(b)所示。

医生也可对历史医嘱进行审核、查看审核状态等操作，若一条医嘱未经审核，则在界面中用黑色字体显示，若已经审核，则在界面中用红色字体显示，如图5(c)所示；当点击界面图5(c)中的“开始”链接，则该条医嘱审核状态发生改变，立即用红色显示，如图5(d)所示。

除医嘱管理外，本系统还包括入院记录管理、生命体征及护理管理、病历记录管理、检查检验报告管理、出院记录管理、病案管理和模板管理等，具体界面不再累述。

5结束语

无线移动医护信息系统(工作站)通过改变传统医疗管理模式，大幅度提高医生和护士的工作效率，提升医疗服务质量，改善医院护理管理，减少医疗差错，使医疗管理工作走“无纸化、无线化”之路，加快数字化医院进程，提高医院形象，增值医院无形资产。不过，无线移动医护信息系统不是现有医生、护士工作站的替代品，而是现有医生、护士工作站在病人床旁的扩展和延伸，是进一步满足医护独立运行的管理需求。