第一节　城市轨道交通信号设备的特点

城市轨道交通（包括地铁和轻轨）是现代化都市的重要基础设施，它安全、迅速、舒适、便利地在城市范围内运送乘客，最大限度地满足市民出行的需要。在城市各种公共交通工具中，具有运量大、速度快、安全可靠、污染低、受其他交通方式干扰小等特点，对改变城市交通拥挤、乘车困难、行车速度下降是行之有效的。城市轨道交通是现代化都市所必需的交通工具。我国北京、天津、上海、广州、深圳、南京、武汉、重庆、大连、长春、成都、沈阳、佛山、西安、哈尔滨、杭州、苏州、无锡、宁波、长沙、昆明、郑州以及香港、台北、高雄已建成规模不同的轨道交通并进行扩展和延伸，青岛、福州、厦门、南昌、南宁、贵阳、兰州、乌鲁木齐、济南、石家庄、徐州、常州、南通、洛阳、呼和浩特、合肥、太原、东莞等正在建设。我国城市轨道交通出现了建设高潮，前景十分广阔。

城市轨道交通系统的安全、速度、输送能力和效率与信号系统密切相关，以速度控制为基础的列车自动控制系统已成为城市轨道交通信号系统的共同选择。信号系统实际上已成为城市轨道交通调度指挥和运营管理的中枢神经，选择合适的信号系统，可以带来较好的经济效益和社会效益。

一、城市轨道交通的特点

1.城市轨道交通有别于城市道路交通的特点

城市轨道交通具有城市道路交通无可比拟的优势：

（1）容量大

地铁单向每小时运送能力可达30000～70000人次，轻轨在10000～30000人次之间，而公共汽车、电车为8000人，在客流密集的城市建设城市轨道交通可疏散公交客流。

（2）运行准时、速达

城市轨道交通有自己的专用线路，与道路交通相隔离，不受其他交通工具的干扰，不会出现交通阻塞而延误运行时间，可保证乘客准时、迅速地到达目的地。

（3）安全

城市轨道交通或于地下或高架，即使在地面也与道路交通相隔离，与其他交通工具无相互干扰，如果不遇到自然灾害或发生意外，运行安全有充分的保障。

（4）利于环境保护

城市轨道交通噪声小，污染轻，对城市环境不造成破坏。

（5）节省土地资源

城市轨道交通多建于地下或高架，即使在地面其占地也有限，充分利用了城市空间，节省了日益宝贵的土地资源。

但是城市轨道交通也存在一定的局限性，如建设费用高，建设周期长，技术含量高，建设难度大；一旦遇有自然灾害尤其是火灾，乘客疏散困难，容易造成人员伤亡。

城市轨道交通系统建成后就难以迁移和变动，不像地面公共交通可以机动地调整路线和设置站点，以满足乘客流量和流向变化的需要，其运输组织工作远比地面公共交通复杂。

2.城市轨道交通有别于铁路的特点

城市轨道交通虽然和铁路同为轨道交通，但和铁路有不少不同之处。

（1）运营范围

城市轨道交通运行范围是城市市区及郊区，往往只有几十千米，不像铁路那样纵横数千千米，而且连接城乡。

（2）运行速度

城市轨道交通因在城市范围内运行，站间距离短，且站站须停车，列车运行速度通常不超过80km/h。而铁路的运行速度比较高，许多线路在120km/h以上，高速铁路在/以上。

（3）服务对象

城市轨道交通的服务对象单一，只有市内客运服务，不像铁路那样客、货混运。

（4）线路与轨道

城市轨道交通大部分线路在地下或高架通行，均为双线，各线路之间一般不过线运营。正线一般采用9号道岔，车辆段采用7号道岔，这些都与铁路有异。另外城市轨道交通还有铁路没有的跨坐式和悬挂式。

（5）车站

城市轨道交通一般车站多为正线，多数车站也没有道岔，换乘站多为立体方式，不像铁路那样车站有数量不等的道岔及股道，有较复杂的咽喉区，换乘也为平面方式。

（6）车辆段

城市轨道交通的车辆段不同于铁路的车辆段，只有车辆检修的功能，而是类似于铁路的区段站，要进行车辆检修、停放以及大量的列车编解、接发车和调车作业。

（7）车辆

城市轨道交通采用电动车组，没有铁路那样的机车和车辆的概念，也没有铁路那样众多类型的车辆。

（8）供电

城市轨道交通的供电包括牵引供电和动力照明供电。城市轨道交通均为直流电力牵引，没有非电气化铁路的说法。城市轨道交通的动力、照明供电尤为重要，一旦供电中断，将陷入整体瘫痪状况。

（9）通信信号

城市轨道交通列车密度高，行车间隔短，普遍采用列车自动监控和列车自动运行的方式。城市轨道交通为了迅速、准确、可靠地传递信息，建有自成体系的独立完整的内部通信网，还包括广播和视频监控。

（10）运营管理

城市轨道交通运营条件十分单纯，除了进、出段和折返外，没有越行，没有交会，正线上一般没有调车作业，易于实现自动监控。

二、城市轨道交通对信号系统的要求

城市轨道交通，尤其是地下铁道因其固有的特点，对其信号系统提出如下要求：

（1）安全性要求高

因城市轨道交通尤其是地下部分隧道空间小，行车密度大，故障排除难度大，若发生事故难以救援，损失将非常严重，所以对行车安全的保证，即对信号系统提出了更高的安全要求。

（2）通过能力大

城市轨道交通一般不设站线，进站列车均停在正线上，先行列车停站时间直接影响后续列车接近车站，所以要求信号设备必须满足通过能力的要求。另一方面，不设站线使列车正常运行的顺序是固定的，有利于实现行车调度自动化。

（3）保证信号显示

城市轨道交通虽然地面信号机少，地下部分背景暗，且不受天气影响，直线地段瞭望条件好，但曲线地段受隧道壁的遮挡，信号显示距离受到限制，所以在非ATP/ATO控制情况下保证信号显示也是一个重要的问题。

（4）抗干扰能力强

城市轨道交通均为直流电力牵引，要求信号设备对其有较强的抗电气化干扰能力。

（5）可靠性高

由于城市轨道交通隧道净空小，且装有带电的牵引接触网或接触轨，行车时不便下洞维修和排除设备故障，所以要求信号设备具有高可靠性，应尽量做到平时不维修或少维修。

（6）自动化程度高

城市轨道交通站间距短，列车密度大，行车工作十分频繁，而且地下部分环境潮湿，空气不佳，没有阳光，工作条件差，所以要求尽量采用自动化程度高的先进技术设备，以减少工作人员，并减轻他们的劳动强度。

（7）限界条件苛刻

城市轨道交通的室外设备及车载设备，受土建限界的制约，要求设备体积小，同时必须兼顾施工和维护作业空间。

三、城市轨道交通信号系统的特点

城市轨道交通的信号系统沿袭铁路的制式，但由于其自身的特点，与铁路的信号系统有一定的区别。城市轨道交通信号系统的特点是：

（1）具有完善的列车速度监控功能

城市轨道交通所承担的客运量巨大，对行车间隔的要求远高于铁路，最小行车间隔达到90s甚至更小，因此对列车运行速度监控的要求极高。

（2）联锁关系较简单但技术要求高

城市轨道交通的大多数车站没有配线，不设道岔，甚至也不设地面信号机，仅在少数有岔站及车辆段才设置道岔和地面信号机，故联锁设备的监控对象远少于铁路车站的监控对象，联锁关系远没有铁路复杂。除折返站外全部作业仅为乘客乘降，非常简单。通常一个控制中心即可实现全线的联锁功能。

城市轨道交通信号自动控制最大的特点是把联锁关系和ATP编/发码功能结合在一起，且包含一些特殊的功能，如自动折返、自动进路、紧急关闭、扣车等，增加了技术难度。

（3）车辆段独立采用联锁设备

城市轨道交通的车辆段类似于铁路区段站的功能，包括列车编解、接发列车和频繁的调车作业，线路较多，道岔较多，信号设备较多，一般独立采用一套联锁设备。

（4）自动化水平高

由于城市轨道交通的线路长度短，站间距离短，列车种类较少，行车规律性很强，因此它的信号系统中通常包含自动排列进路和运行自动调整的功能，自动化强度高，人工介入极少。