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CBTC系统资料
一.移动闭塞系统工作原理和特点
上面我们介绍的是以轨道电路为传输信道，以传输“目标速度”为主要内容的ATC系统，这是当前我国列车自动控制系统的主要模式，从闭塞的概念分析，它们都可以归属于“准移动闭塞”的范畴，后续列车与先行列车之间的行车间隔都与闭塞分区的划分有关，也就是说，后续列车与先行列车不可能运行在在同一个闭塞分区，后续列车必须保证在先行列车所占用的闭塞分区的分界点前停车。如图33所示。
图33. 不同闭塞制式的列车运行间隔示意图
图中所示速度码制式的图例，可以对应于音频无绝缘轨道电路的ATC系统；准移动闭塞的图例可以对应于目标速度制式的ATC系统，这些制式下为了缩短行车间隔，必须缩小轨道区段的长度，当然要增加轨道电路的硬件设备；对于不同列车编组的运行线路，更是难以实现。
移动闭塞（Moving block）是缩小行车间隔，提高行车效率的有效途径，其列车运行的安全保证，不再依赖轨道电路的划分，而基于列车与地面的双向通信，如图33所示，使后续列车与先行列车之间始终保持制动距离，加上动态安全保护距离。
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移动闭塞系统相比现有的ATC系统主要有以下特点： 1、可以缩小列车之间的行车间隔；
2、车－地之间的信息交换，不再依赖于轨道电路； 3、车辆控制中心掌握在线运行各次列车的精确位置和速度； 4、列车与控制中心之间保持不间断地双向通信；
5、不同编组（不同长度）的列车，可以以最高的密度，运行于同一线路； 6、ATC系统，从一个以硬件为基础的系统，向以软件为基础的系统演变。 基于通信的列车运行控制系统（Communication - Based Train Control—简称CBTC系统）, 便是支持移动闭塞的列车运行控制系统，它不仅适用于新建的各种城市轨道交通，也适用于旧线改造、不同编组运行以及不同线路的跨线运行。近年来，随着通信技术的发展，尤其是无线通信、计算机网络技术和数字信号处理技术的迅速发展，信号系统的冗余、容错技术完善，在信号这个传统领域为CBTC的发展奠定了基础， CBTC系统已逐渐被信号界所认可，基于感应环线通信的移动闭塞CBTC系统，在我国也已运用于城市轨道交通；而基于无线（Radio）通信虚拟闭塞的CBTC系统，已经在国外多个城市轨道交通中被采纳，我国某些大城市的城市轨道交通也已经决定选用这种制式。下面我们先对基于感应环线通信的移动闭塞CBTC系统进行一些分析，然后对基于无线（Radio）通信虚拟闭塞的CBTC系统作些介绍。
二.基于感应环线通信的移动闭塞制式CBTC系统
移动闭塞系统在城市轨道交通中运用的前提，是实现列车与地面的双向实时通信，而双向通信的地面有线设备，目前主要有两种方式，一种是在全线敷设用于发送微波的波导管，这种制式的移动闭塞，已于2003年初，在国外的城市轨道交通中得到运用；另一种是利用敷设于全线的感应环线进行双向通信，这种制式的移动闭塞，在国外早已经得到运用，目前
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我国至少有两个城市的轨道交通，决定采用这种制式。由于篇幅所限，尽可能结合国内的实际情况，这里主要介绍基于“感应环线”通信的移动闭塞CBTC系统。
移动闭塞原理示意图，如图34所示。
图34、移动闭塞原理示意图
（一）移动闭塞系统的基本构成
移动闭塞系统由系统管理中心（SMC）；车辆控制中心（VCC）；车载设备（VOBC）；车站控制器（STC）；感应环线通信系统设备； 车场系统设备；车站发车指示器、站台紧急停车按钮、接口等设备组成。如图所示，系统管理中心与车辆控制中心进行双向通信，完成对所有列车的自动监控；车辆控制中心与全线的列车进行不间断地双向通信，所有的列车将其所在的精确位置和运行速度，报告给车辆控制中心；车辆控制中心在完全掌握所有列车的精确位置、速度等信息的前提下，告知各列列车运行的目标停车点；列车接收车辆控制中心发来的目标停车点信息，车载计算机根据允许运行的距离、所在区段的线路条件及列车的性能等，不断地计算运行速度，自动地完成速度控制。车辆控制中心还与车站联锁装置通信，完成列车进路的排列。
1、系统管理中心（SMC）的构成
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系统管理中心，对系统进行全面的协调管理，完成所有的列车自动监控功能。其设备设于运营控制中心（OCC），系统的软件/硬件都按模块化的原则设计。其主要硬件部分包括：
（1）系统管理中心工作站。除系统服务器外，还配置调度员工作站、调度长工作站、模拟显示工作站、系统维护工作站、运行图编辑工作站及车场监视工作站。
（2）运行图调整服务器（SRS）。冗余的运行图调整服务器，通过系统管理中心I/O与车辆控制中心相连，以实现运行图调整服务器与车辆控制中心的通信，运行图调整服务器还与SCADA、时钟、无线等系统接口。
（3）数据日志服务器，冗余配置，它可以保留二个月以上的运行数据。
（4）网络通信设施。包括：系统管理中心的双局域网、冗余交换机、与光纤传输通道的冗余接入设施、与培训中心及综合维修基地连接的通信设施等。
（5）车站控制器紧急通路（SCEG），当车辆控制中心出现故障，不能对系统进行控制时，管理中心通过车站控制紧急通路，直接与车站控制器（STC）进行通信连接，实现对在线列车和轨旁设备的监控。车站控制器紧急通路有紧急通路切换开关设备、协议转换单元（PCU）组成，每台协议转换单元可与两台车站控制器进行通信连接。
（6）系统管理中心I/O机架。
（7）投影模拟显示系统。包括：模拟显示控制工作站，及背投模拟显示屏。 还有车场系统管理中心工作站，综合维修基地监测工作站、仿真及培训远程终端设备等。 2、车辆控制中心（VCC）的构成
车辆控制中心，位于运营控制中心，它有以下主要部分构成：
（1）车辆控制中心的中央计算机。中央计算机采取三取二的配置，它包括三台工业级计算机，以及相关的输入/输出接口；三个中央处理单元通过显示/键盘选择开关，来共享一个显示和键盘；还有通用接口盒、电缆分线盒等。
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（2）车辆控制中心的I/O机架。主要设备有：多路复用输入设备；中央同步设备；电源、定时器、保险丝等。
（3）车辆控制中心的数据传输架。 （4）车辆控制中心的调度员终端。
（5）中央紧急停车按钮（CESB）。它与车辆控制中心接口，当调度员按下该按钮，将封锁所有的轨道，而且所有的列车立即停车；当紧急停车按钮中插入钥匙后，才可以解除。
车辆控制中心还设有数据记录计算机、打印机等其他设备。 3、轨旁设备
轨旁设备，主要有车站控制器（STC）；感应环线通信系统；系统管理中心的车站工作站等设备。
（1）车站控制器，设于设备集中站，每个车站控制器都有一个道岔安全控制器，其中带冗余的双CPU固态联锁控制器，是车站控制器的核心单元。车站控制器通过双共线调制解调链路与车辆控制中心通信，它有调制、解调器机架、接口盘、电源机架、预处理器及其机架等组成。
（2）感应环线通信系统，位于设备室和轨旁，它有以下设备组成：馈电设备（FID）；入口馈电设备（EFID）；远端环线盒；感应环线电缆；支架等。感应环线电缆由扭绞铜制线芯和绝缘防护层组成，环线敷设于轨道之间，每25米交叉一次。
（3）系统管理中心的车站工作站，由工业级计算机和接入设备组成，其接入光纤通信环网，实现与系统管理中心的远程通信。它与车站控制器接口，实现车站的本地控制；还与旅客信息向导系统等设备接口。
轨旁设备还包括：站台紧急停车按钮；站台发车指示器；车站现地控制盘；及信号机、转撤机等现场设备。
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