城市轨道交通c BT c系统解析
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基于通信的列车控制系统（Communication Based Train Control System）简称CBTC系统 ，是通信技术飞速发展背景下的产物，为一种目前在铁路系统和城市轨道系统都具有广泛应用趋势的列控系统 ，是当前列车运营中移动闭塞技术的核心 ，属于轨道交通信号系统中的一部分 。
1999年，美国电气及电子工程师学会（Institute of Electrical and Electronics Engineers ，简称IEEE）为CBTC系统制定了世界上首份标准：IEEE Std 1474.1-1999 。其后 ，IEEE又多次制定、修改并发布了相应的诸多标准。按IEEE在1999年发布的首份标准，CBTC被定义为：利用（独立于轨道电路的）高精度列车定位 、双向大容量车-地数据通信和车载 、地面的安全功能处理器实现的一种连续自动列车控制系统 。上图是基于无线电台通信技术的CBTC移动闭塞系统在世界各国城市轨道交通线路的应用状况 。不同颜色代表不同提供商的产品 ，加横线的是已经实际运用的线路。图自wiki ，有时限性，不代表当前各城市城轨建设的情况 。
（二）CBTC系统的特点与结构
从技术上讲 ，CBTC系统是城市轨道交通列车自动控制系统（ATC）中所使用的一种闭塞系统技术 ，与速度码控制的固定闭塞系统和基于目标距离控制的准移动闭塞系统并立，后两种闭塞系统在国内部分城市地铁线路中亦有所应用 。如图
(勘误：北京地铁一号线已在15年由卡斯柯公司对其信号系统进行了改造，现在采用的也是CBTC)
CBTC系统突破了轨道电路的局限性和固定/准移动闭塞的桎梏 ，基本特性可罗列如下：
不依赖轨道电路的高精度列车定位。
连续的车-地和地-车数据通信网 ，比传统系统可传输更多的控制和状态信息 。
轨旁和车载核心处理器处理列车的状态和控制数据，并可提供列车自动保护（ATP）、列车自动驾驶（ATO）和列车自动监控(ATS)功能 。
其中ATP 、ATO和ATS是保证城市轨道交通安全 、高效运行的重要系统——列车自动控制系统（ATC）的三个子系统。以下详细介绍 。
列车自动保护（Automatic Train Protection ，ATP）子系统：
严格遵守故障导向安全原则 ，对列车运行进行监控和超速防护，通过对与行车安全有关的设备进行实时监测 ，保证列车在安全间隔下行驶 ，必要时给出各种信号的提醒，包括自动启动紧急制动；同时还可进行安全性停车点防护和列车车门控制 ，在列车不能停稳时不允许列车继续运动等 。
列车自动驾驶（Automatic Train Operation ，ATO）子系统：
完成列车站间自动运行，进行列车速度调节和进站定点停车 ，对车门和屏蔽门的控制 ，接受OCC（运行控制中心）的运行调度命令，实现列车自动折返、站台扣车 、站台调停等，根据控制中心的命令使列车按最佳工况正点 、安全、平稳地运行 ，自动完成对列车的启动 、牵引 、惰行和制动。
列车自动监控（Automatic Train Supervision ，ATS）子系统：
城市轨道交通系统的运营核心，可集中监视调车区段内列车的运行情况 ，监测进路控制、列车间隔控制设备的工作 ，按行车计划自动控制轨旁信号设备；具有接发列车 、列车运行轨迹的自动记录功能，可以自动生成 、显示、修改和优化时刻表；另外还能够监测设备运行状态和记录调度员操作等。
整个城市轨道交通信号系统可以用下图示意
IEEE CBTC标准列举了典型的CBTC系统结构框图 ，如下图
由上图可见 ，整个CBTC系统由CBTC地面设备和CBTC车载设备组成 。地面设备和车载设备通过数据通信网络连接，共同构成系统的核心 。上图中单独列出的“联锁”模块 ，与CBTC地面设备相连接。
值得关注的是其中的数据通信网络 。CBTC地面设备（含联锁）通过数据通信网络向CBTC车载设备传输控制信息来控制列车运行；同时 ，CBTC车载设备也通过数据通信网络向CBTC地面设备（含联锁）传送列车信息，以此形成闭环信息传输及控制 。
而数据通信网络可由多种通信方式组成 ，诸如无线电台（CBTC系统简介部分中 ，所贴的图即是基于无线电台通信技术的CBTC移动闭塞系统在世界各国城市城轨中的应用）、裂缝波导管 、漏泄同轴电缆 、微波和GSM-R等方式。
上述的CBTC系统的典型结构，根据不同的设备提供商和实际工程需要，可能会有所差异 。但所有的CBTC系统皆具有通过数据通信网络连接CBTC车载设备和地面设备以实现ATP子系统功能的特点 。
（三）CBTC系统在我国的发展情况
如前所述 ，采用CBTC系统是列车运行控制系统发展的趋势。
我国自2003年后 ，新建及改造的城市轨道交通基本上都采用了基于IEEE802.11标准的CBTC系统，以WLAN通信为基础 ，以无线电台、漏泄波导管等为传输通道实现地-车信息的双向传输；而列车定位采用速度传感器进行测速及移动体位置测量 ，位置校正则由在轨旁所设置的应答器或信标实现；又基于移动闭塞原理，采用目标距离（Distance-to-Go）控制方式实现列车运行的连续闭环速度控制 。
目前 ，CBTC系统在北京 、广州 、上海、武汉 、成都 、沈阳等国内城市广泛应用 。其中 ，2010年北京地铁亦庄线LCF-300型列车的投入使用，标志了中国成为继德国西门子、法国阿尔斯通和加拿大庞巴迪后 ，第四个成功掌握CBTC核心技术并顺利应用于实际工程的国家 ，实现了全生命周期性价比最高的目标，比引进系统低20%左右。该国产CBTC系统兼容了无线电台 、漏泄波导管 、漏泄电缆三种传输方式 ，实现了移动闭塞、固定闭塞 、站间闭塞三级控制 ，保证了列车高密度 、安全平稳运行和精确停车 。
（图：成都地铁OCC（Operating Control Center））
鉴于目前国内CBTC系统在实际工程中的应用还未完全成熟，很多线路仍采用海外设备提供商的产品，并且存在国外设备与国产设备间不能完全协调运行等诸多情况 。要真正实现国内城市轨道交通CBTC系统的完全国产装备化 ，还有不短的路要走。
<参考>
1.唐涛《列车运行控制系统》 ，中国铁道出版社，2016年12月
2.董昱《区间信号与列车运行控制系统》 ，中国铁道出版社 ，2008年4月
3.张强锋 陈林秀 杨德友等《城市轨道交通系统概论》，科学出版社 ，2013年8月
编辑于 2018-07-04 · 著作权归作者所有
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轨道交通“R线”含义是市域快速轨道 ，“M线 ”含义是城市地铁，“L线 ”含义是城市轻轨 ，“S线”含义是市郊铁路。
1、M线
通常城市地铁被冠以“M ”字头 ，“M ”是METRO 的缩写，一般分布在城区 。M 线最高时速为80公里 ，站距为1公里左右 。一般使用大型车 ，6节编组。
2 、L线
城市轻轨被冠以“L”字头，“L ”是Light Rail的缩写，也可以称做“轻型地铁 ”或“轻铁” ，一般分布在近郊 。L线最高时速为80公里 ，目前一般为50公里，站距为1公里左右 ，因为使用编组不超过4节的小型车 ，所以运载量只有M线的1/2到1/3 。
3 、R线、S线
市域轨道交通线被冠以“S ”或“R ”字头，是指连接中心区与郊区各新城以及新镇的轨道交通线。例如 ，北京市市郊铁路被冠以“S”字头 ，上海市市域轨道交通线被冠以“R ”字头 。M线和L线都属于市区级线路，它们行驶在中心城区 ，线路长度比R线要短 ，其中M线指“市区地铁 ”，L线指“市区轻轨” 。
扩展资料
轨道交通的发展前景
2008年我国城市轨道交通信息化系统市场规模仅为31亿元 ，增长率为12.73%；到2010年 ，我国城市轨道交通信息化系统市场规模已达45亿；到2012年，市场规模已达65亿，增长率为23.19%；2013年我国轨道交通信息化系统市场规模已达81亿。
中国城镇化进程较快 ，2011年全国的城镇化率为51.27% ，2012年全国城镇化率为52.57%，2013年全国城镇化率为53.73% 。预测到2020年 ，全国的城镇化率将超过60% ，巨大的人口涌入城市，将意味着公共交通需承担起更多运量 。
而伴随着城市轨道交通建设逐渐转入运营 ，未来几年城市轨道交通仍将处于供小于求的局面。预计到2020年 ，全国城市轨道交通客运量将超过200亿人次 。
凤凰网-济南轨道交通规划：近期三条R线还将建6条M线
轨道交通成为主流的趋势是怎么样的？
公交线路：车都有轨电车t1路 → 轨道交通3号线 → 轨道交通2号线，全程约27.4公里
1 、从武汉商学院步行约10米,到达武汉商学院站
2 、乘坐车都有轨电车t1路,经过9站, 到达车轮广场站
3、步行约330米,到达沌阳大道站
4 、乘坐轨道交通3号线,经过13站, 到达范湖站
5 、步行约280米,换乘轨道交通2号线
6、乘坐轨道交通2号线,经过1站, 到达汉口火车站
城市发展的不同历史时期 ，城市公共交通系统有不同的形式 ，相继经历了马车时代 、有轨电车时代 、公共汽车时代后，现在正步入城市快速轨道交通时代 。随着城市化进程的加快 ，城市交通需求与现有交通供给间的矛盾日益突出。进入21世纪 ，传统公共交通已越来越不适应现代城市居民的出行需要。而城市轨道交通的大运量、快速度 、高准点 、低能耗和轻污染等优势弥补了传统公共交通的不足 。从长远战略发展看，以城市轨道交通为核心的综合交通系统是解决城市交通问题的首选 。轨道交通全称叫城市快速轨道交通，是指城市中有轨的大运量的公共交通运输系统。主要有以下几种类型：
一是地下铁道 。俗称地铁 。国际公共交通联合会使用重型轨道交通系统或快速轨道交通系统(Rai1R即idTransit)来定义地铁。地铁是由电力牵引、轮轨导向、车辆编组运行在全封闭的地下隧道内 ，或根据城市的具体地理情况和条件 ，运行在地面或高架线路上的大容量快速轨道交通系统，最大运量单向每小时达5万~8万人次 。一般情况下 ，地铁线路全封闭 ，在市区内全部或部分位于地下隧道内 。据不完全统计，目前世界上地下铁道地下部分约占70% ，地面和高架部分约占30%。新的发展趋势是:为了节约投资 、降低工程造价 ，许多城市将地铁系统大部分采用高架形式 。
二是轻轨交通 。轻轨交通是在有轨电车的基础上发展起来的城市轨道交通系统。城市轨道交通种类繁多，技术指标差异较大 ，各国评价标准不一 。主要包括:有轨电车系统 、单轨交通系统、线性电机牵引的轨道交通系统 。
三是城市市郊铁路。又称城市市郊快速铁道系统 ，是由电气牵引或内燃机牵引，轮轨导向 ，车辆编组运行在城市中心与市郊 ，市郊与市郊 、市郊与新建的卫星城之间，以地面专用路线为主的大运量的快速轨道交通系统。另外轨道交通还有有轨电车以及悬浮列车等多种类型 。
当前，人类城市环保状况不容乐观 ，在环境污染中比较严重的是大气污染和噪声污染 。如今城市大气污染已由工业和燃煤污染变成了交通尾气污染。据统计 ，中国大气污染物主要有悬浮颗粒 、氧硫化物、氮氧化物 、氮氢化物 、一氧化碳等气体，城市交通是这些污染物的主要排放源 。虽然我国目前机动车数量与发达国家相比仍然较少 ，但由于车型、燃料 、保养维护不善等原因 ，使单车尾气和噪声污染均高于国外 。
轨道交通具有污染少的特点。在所有交通方式中，轨道交通是最节能的一种方式 。以每百千米人均能耗为例 ，公共汽车是小汽车的11.9%;无轨电车是小汽车的10%;快速轨道交通是小汽车的6.2% 。在大城市中 ，如果轨道交通客运量达到50%左右，CO和氮氢化合物的排放量可分别降低92%和86% ，乘坐小汽车出行要比乘坐轨道交通出行平均每年每人多产生4.1千克的氮氢化合物 、28.6千克的CO和2.3千克的氮氧化合物。同样 ，城市交通引起的噪声污染也相当严重，有些大城市交通高峰地带噪声甚至超过了80分贝（A） ，对城市环境造成严重影响 。
还有轨道交通的运量大、速度快 。地铁的运输量单向每小时可运送4万~6万人次 ，轻轨可运送2万~3万人次。而公共电汽车的客运量每小时最多1万人 。对大城市而言，客运量特别大的地区，常规的公共交通已远远不够 ，如果无限制地增加车辆 ，将使本来就拥挤不堪的城市交通变得更加拥堵 。轨道交通的运行速度都在30千米/小时以上，比公共电汽车要快一倍以上。如坐公交车一个半小时的路程 ，坐地铁可能只需半个小时。从运行方式看 ，轨道交通在舒适 、准时等方面，都优于常规公共交通 。还具有占地面积小 ，节能 、污染少等明显的优点 。可见 ，轨道交通可以在很大程度上缓解城市的交通压力，改善交通拥堵 ，减少交通事故。同时也能减少汽车尾气的排放 ，改善城市环境质量，减少城市对环境治理的投资 。快速轨道交通充分利用地下和地面空间 ，能减少城市交通用地 ，节约拆迁和安置费用 。同时由于快速轨道交通的安全、正点、舒适 、快捷 、大容量、污染小的特点，使其成为新世纪的绿色交通工具。因此，建立和发展以快速轨道交通为核心的城市公共交通体系是实现环保节能城市的必然选择 。
轨道交通发展较好的国家是日本 。日本是一个狭长的岛国 ，1.27亿人生活在37.8万平方千米的国土上 ，而且80%居住在城市，因此人口密度很高 ，但是在日本 ，人们几乎看不到交通拥挤的情况，主要原因就是多年来日本一直致力于发展大城市的公共轨道交通。东京最大的车站新宿车站始建于1885年 ，有11条地上地下线路和33个站台 ，是日本第一大车站 。据悉，每天在这里上下车的乘客一共有347万人 ，不仅是日本 ，也是世界上平均每天客流量最多的车站 。由“电车”和地铁组成的星罗棋布的电气化轨道交通网由于载客量大，方便快捷 ，目前已成为东京人最主要的公共交通工具。这里虽然人来人往 ，川流不息，但一切都井井有条 。这里仿佛就是日本公共交通的一个缩影，四通八达 ，结构合理 ，运营顺畅 。此外，由于轨道“电车 ”和地铁都是电力驱动的 ，这在很大程度上也帮助都市改善了大气环境。
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