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技术篇
CBTC系统
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一信号系统概述
（一）信号系统的作用和意义
信号系统（即列车运行控制系统）是传统的“信号、联锁、闭塞”的总称，是由各类信号显示、轨道电路、道岔转辙机等设备及其他附属设施构成的完整的体系。信号系统担负着路网上各种行车设备、运行列车的实时控制及状态监督任务。形象地说，它犹如人的耳目和中枢神经，在轨道交通运输中发挥着重要的作用。
信号系统最早用于保护铁路运输中运行的列车，使其安全运行，信号系统的作用中，保证列车的运行安全是最为重要的。延伸到城市轨道交通中后，在保证列车安全的前提下，信号系统更是发挥了自动化控制、双向大容量传输等特点，使城市轨道交通的列车运行不但安全可靠，而且稳定高效。
信号系统的主要作用可概括为以下几点。
1.确保行车安全。
2.缩短运行间隔，提高线路通过能力。
3.提高列车运行自动化水平。
4.提高运输组织效率。
5.改善职工劳动条件。
（二）列车运行控制系统简介
随着列车运行速度提高、追踪间隔加密，传统的司机人工驾驶，通过目视进行安全防护的方式已经不能适应新的运营需求。信号系统以其自动化程度高、安全防护到位等特点，不仅能够自动维护列车安全，更能够提高运输效率和旅行速度，因此逐步成为城市轨道交通必不可少的组成部分。CBTC信号系统以车-地间双向、大容量无线通信技术为媒介，结合列车测速定位、列车自动防护、列车自动运行、列车精确停车等核心控制技术，在城市轨道交通运营中，发挥着越来越重要的作用。
城市轨道交通系统作为大容量、高密度的公共交通工具，由于不受地面交通情况制约，准点、快速、高效，在公共出行方式中所占的比例逐年提升。作为大容量的公共交通方式，城市轨道交通系统的运行安全必须保证，同时，更加高效、便捷、快速地为公众提供出行服务也是必须考虑的因素，因此，需要有一套安全可靠的列车自动控制（AutomaticTrainControl，简称ATC）系统。
城市轨道交通ATC系统是保证行车安全、提高区间和车站通过能力、实现行车指挥和列车运行控制自动化、提高运输效率的关键设备的总称，一般由中央控制自动列车监督系统（AutomaticTrainSupervision，简称ATS）、列车自动防护系统（AutomaticTrainProtection，简称ATP）、自动驾驶系统（AutomaticTrainOperation，简称ATO）、计算机联锁CI系统等四个部分组成（注：为便于描述，下方中提到的ATC包含ATS、ATP、ATO、CI四部分）。
城市轨道交通ATC系统属于目前技术比较先进的轨道交通安全控制系统，其中最核心的子系统是列车自动防护ATP系统。目前代表ATP安全控制技术的先进系统是基于通信的列车运行控制系统（CommunicationBasedTrainControl，简称CBTC）。采用CBTC实现移动闭塞（称为CBTC级别）变得更为简单和可行。目前一般将基于点式的ATP系统作为CBTC系统的后备模式，称为点式级别。这些系统之间的关系如图6-1所示。
图6-1ATC系统的组成关系概念
城市轨道交通系统作为大城市公共交通的重要组成部分，对于缓解大城市交通拥堵、方便老百姓出行具有重要意义。安全、快捷、可靠、准点、舒适、节能、人性化是城市轨道交通发展的目标。这些目标很大程度上需要城市轨道交通ATC系统来实现，具体体现为如下几个方面。
1.“安全”，即任何影响因素不能导致超速、撞车、翻车等涉及安全的事故，安全完善度达到最高的SIL4级。
2.“快捷”，即可以实现列车追踪为90秒的设计间隔。
3.“可靠”，即要求系统全天候不间断运行，任何一个小故障都将影响效率。
4.“准点”，即通过系统自动调整，保证列车准点到发，误差5秒内。
5.“舒适”，即列车自动驾驶，运行中不用抓扶手，停车精度为30厘米。
6.“节能”，即通过线路节能坡，单列车和列车群优化控制，节约能源10%以上。
7.“人性化”，即提高系统自动化程度，完善自动驾驶，推进无人驾驶，解放司机与调度员烦琐重复性劳动，通过实现多线路间的互联互通，减少乘客换乘次数和换乘时间，最终提供更优质的服务。
（三）基于移动闭塞的CBTC系统
信号系统的发展经历了固定闭塞、准移动闭塞及移动闭塞三个主要阶段。为了进一步压缩列车的追踪间隔，发展了移动闭塞。后续列车基本上以前行列车车尾为跟踪运行的目标点。在移动闭塞系统中，关键是需要地-车大容量、双向的信息传输和列车的准确定位。
20世纪80年代，随着地车信息传输量的增加、自动控制技术的完善和微电子技术的发展，列车运行控制系统的车载设备功能不断扩大，如实时计算速度-距离模式曲线、自动实施常用制动和紧急制动、自动
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