1、第1章 概述11.1 工程概况1第2章 设计依据和设计范围72.1 设计依据72.2 设计范围72.3 工可报告专家评审意见及执行情况72.4 中段初步设计专家评审意见及执行情况8第3章 主要设计原则及技术标准93.1 主要设计原则93.2 主要技术标准9第4章 设计基础条件114.1 基础参数11第5章 信号系统方案95.1 系统方案分析95.2 系统方案选择325.3 线路运营能力分析375.4 工程实施方案47第6章 系统主要功能506.1 ATS子系统506.2 ATP子系统516.3 ATO子系统526.4 CI子系统526.5 维护监测子系统536.6 试车线设备功能536.7 培2、训中心功能53第7章 信号系统的构成557.1 控制中心（OCC）设备557.2 正线车站与轨旁设备567.3 车载信号设备597.4 车辆段（含试车线）/停车场设备597.5 维修监测系统设备617.6 培训中心设备61第8章 系统运营控制方式628.1 正常情况下控制模式628.2 故障情况下的控制模式638.3 列车驾驶模式648.4 车辆段/停车场的作业模式65第9章 系统指标评估及分析669.1 可靠性的评估办法669.2 可用性的评估办法679.3 安全性评估方法699.4 可扩展性分析709.5 可维护性分析709.6 信息安全设计71第10章 系统国产化方案7510.1 信号系3、统国产化意义7510.2 信号系统的发展及现状分析7510.3 国内可提供的信号设备7610.4 国产化率实现原则7810.5 信号系统国产化实施方案及设备选择7910.6 本工程信号系统国产化深入的策略80第11章 信号系统接口设计8111.1 与相关系统的接口设计要求8111.2 与相关专业的配合设计8511.3 与规划线路、在建线路及后期工程的接口87第12章 相关工程事宜8812.1 信号系统生产用房8812.2 信号系统供电9312.3 信号系统接地9312.4 电缆及敷设93第13章 信号系统的设备维护及组织机构9513.1 维修体制9513.2 维修机构9513.3 维修定员954、13.4 维护设备配备96第14章 附件9714.1 西段工程数量表9714.2 主要设备、材料数量表10114.3 东段工程数量表10314.4 主要设备、材料数量表106第1章 概述1.1 工程概况轨道交通6号线为东西向骨干线路，快速衔接河西副中心、城市主中心、星马片区南部、空港组团和黄花机场，加强城市“一主两次”跨江联系，引导城市东西向拓展。6号线自西向东通过了望城区、岳麓区、开福区、芙蓉区、雨花区、长沙县6个行政区。6号线西起梅溪湖国际新城，东至黄花机场，线路全长约48.11km，预留继续往东延伸至东航站区的条件。全为地下线，设车站34座，全为地下站，其中换乘站13座，与地铁1、2、35、4、5、7、8、9、12号线、磁悬浮换乘，与规划西环城际、长株城际换乘。在线路西侧起点设梧桐路停车场，在河东东六线附近设黄梨路车辆段检修基地；与2、12号线共享梅溪湖主变，与9号线共享麓枫路主变，与8号线共享合平路主变；新建东四线控制中心。东西段工程平均站间距为1.62km，最大站间距2.269km，为东四线站到黄兴大道南站区间；最小站间距0.903km，为红枫路站至枫林路站区间。6号线分西、中、东三段实施，并预留继续往东延伸的条件。 6号线中段（枫林路站至东四线站）线路长为30.12km，均为地下线，设站23座，均为地下站；6号线西段（梧桐路站至枫林路站）线路长为5.98km，均为地下线，6、设站4座，均为地下站；6号线东段（东四线站至西航站区站）线路长为12.01km，均为地下线，设站7座，均为地下站。 6号线主方向为东西向，从西往东主要沿东方红路、桐梓坡路、湘雅路、迎宾路、人民路敷设；线路自西往东依次经过的主要大型客流集散点有：梅溪湖、湖南一师、商学院、省肿瘤医院、湘雅医学院、湘雅附三、湘雅医院、烈士公园、湘雅附二、黄花机场等。第2章 设计依据和设计范围2.1 设计依据1） 长沙市轨道交通6 号线工程可行性研究报告及相关部门的批复；2） 长沙市城市快速轨道交通线网规划；3） 长沙市城市快速轨道交通建设规划；4） 长沙市轨道交通6号线一期工程初步设计技术要求；5） 湖南省、长沙市7、有关地方法规、标准等；6） 有关会议纪要、公文及政府部门提供的基础资料；7） 业主和总体组提供的其它有关文件。2.2 设计范围由于6号线分西、中、东三段实施，6号线中段（枫林路站至东四线站）于2021年先期开通，6号线西段和东段预计2021年开通，6号线工程设计年限初期为2024年，本次初步设计信号系统方案按全线梧桐路站至西航区站进行全范围贯通设计，初步设计概算按6号线东、西段编制。6号线全线设计范围：1） 长沙轨道交通6号线工程全线的双正线，包括渡线、停车线、折返线、联络线等，全线长48.11km，共34座车站（均为地下站）；2） 1处运营控制中心、1处线网指挥中心（预留）；3） 1座梧桐路8、停车场；4） 1座黄梨路车辆段（含1条试车线）；5） 1处培训中心及维修中心；6） 初期配属51列列车。6号线西、东段设计范围：1） 长沙轨道交通6号线西段的双正线，包括渡线、停车线、折返线、联络线等，6号线西段（梧桐路站至枫林路站）线路长为5.98km，均为地下线，设站4座，均为地下站； 2） 1座梧桐路停车场；3） 初期配属剩余9列列车。6号线东段设计范围：1） 长沙轨道交通6号线东段的双正线，包括渡线、停车线、折返线、联络线等，6号线东段（东四线站至西航站区站）线路长为12.01km，均为地下线，设站7座，均为地下站；2） 初期配属剩余12列列车。2.3 工可报告专家评审意见及执行情况19、） 可研报告采用的主要设计原则、设计依据及技术标准基本满足工可报告要求，可作为下步设计的依据。回复：属肯定性意见，按专家意见执行。2） 建议补充信号系统应遵循的国内外技术标准及IEEE1474系列标准，以保证信号系统达到较高的安全性、可靠性、可用性、可维护性。回复：按专家意见执行。在设计原则中补充描述。3） 建议补充信号系统RAMS指标要求。回复：按专家意见执行。详见第9章系统指标评估及分析。4） 建议设计原则补充：信号系统的能力和容量应满足远期高峰行车需求。回复：按专家意见执行。在设计原则中描述。5） 建议下阶段进一步研究采用自动化车辆段的必要性和可行性，根据实际需求确定场段控制方案。回复：10、按专家意见执行。详见第5章信号系统方案：车辆段/停车场信号系统。6） 信号CBTC系统方案建议明确采用基于LTE车地通信技术，不必考虑备选方案。回复：按专家意见执行。不再考虑车地通信的备选方案。7） 建议补充信号系统的生命周期。回复：按专家意见执行。在设计原则中描述。2.4 中段初步设计专家评审意见及执行情况1） 信号系统初步设计文件内容完整、系统方案论证充分，工可专家意见基本得到落实，达到初步设计深度要求。回复：属肯定意见。2） 初步设计推荐采用基于LTE技术的移动闭塞ATC系统；降级及后备模式采用点式和联锁级两级控制方式；车辆段/停车场采用自动化车辆段/停车场方案合理可行。回复：属肯定意见11、。3） 建议设计原则中补充故障安全原则及主要设备系统冗余要求。回复：按专家意见执行。已补充相关内容，详见3.1节。4） 建议补充信息安全防护等级相关要求。回复：按专家意见执行。已补充相关内容，详见9.6节。5） 建议接口设计中补充与广播系统接口。回复：按专家意见执行。已补充相关内容，详见11.1.3节。6） 建议系统结构图中补充道岔缺口监测设备。回复：按专家意见执行。已在系统结构图中补充道岔缺口监测设备。7） 鉴于6号线西段和东段与中段开通时间相差较短，线路条件相对固定，建议信号系统招标一次完成西段、东段、中段设备采购，可简化招标程序、简化设计，更好的实现分期开通工程的衔接，节省投资。回复：在12、下阶段根据实际情况研究决定。第3章 主要设计原则及技术标准3.1 主要设计原则1） 信号系统必须以安全、可靠、技术先进实用和经济合理为宗旨，能与车辆相接口实现列车自动控制。2） 信号系统应满足列车6辆A型车编组，开通年开行列车对数12对/小时、初期早高峰开行列车对数14对/小时、近期早高峰开行列车对数21对/小时、远期早高峰开行列车对数27对/小时、预留开行列车对数30对/小时、设计区间行车间隔90s的要求；端站折返能力及车辆段/停车场的出入能力应与正线行车间隔相适应。3） 信号系统应采用计算机技术、网络技术、数据传输技术；设备结构模块化，便于系统功能的扩展。系统应经过成熟的运营考核，工作稳定13、可靠。4） 正线区段按双线双方向运行设计，反向运行具备CBTC级别的ATP防护功能。5） 系统构成合理、安全可靠、易于扩展、操作方便、维修简单并具有较高的性能价格比。6） 信号系统应具备高安全性、可靠性和可维护性，涉及行车安全的 ATP、联锁系统、列车占用/空闲检测装置必须满足故障-安全原则，其安全完整性水平（ SIL）应达到 4 级，导向危险侧安全性指标10-9/h。涉及行车安全的计算机系统须采用三取二或二取二乘二安全冗余结构，主要行车设备的计算机系统应冗余配置。7） 在满足系统设备功能与安全的条件下，优先选用国内产品；需要引进的系统，应具有较高的国产化率。8） 选用的信号系统应具有完整性，14、其设备、器材应适用于长沙地区的自然环境。9） 信号系统应满足与其它系统以及与衔接地铁线路信号系统的接口要求；并考虑与将来规划线路接口能力。10） 信号系统的设备配置应有利于长沙地区的行车组织和运营管理，实现行车指挥的自动化和列车运行的自动化、管理的科学化、实现地铁服务的现代化。设备结构紧凑，便于安装和维护，维修时不会导致系统中断或停机。11） 信号设备能在供电系统、列车等产生的电磁环境中可靠工作。在设计、制造信号技术装备时，应保证电磁干扰不影响其安全性和可靠性。信号设备电磁干扰发射指标应满足GB9254-2008、GB/T24338.5-2009的要求。12） 信号系统平时采用中心自动控制，必15、要时中心调度员可实现人工控制，中心设备或通道故障以及运行需要时可转为车站自动控制或车站人工控制。13） 用于行车控制的操作设备应具备操作员身份识别及记录功能，防止非法操作，合法操作应有防止误操作措施。14） 系统具有高可用性，能提供可靠的数据降级和恢复手段，提供故障修复功能，保证不间断运行。系统配备完善的点式降级系统，在系统失效时应具有降级运营控制模式。 15） 信号系统应遵循国内外技术标准及IEEE1474系列标准，以保证信号系统达到较高的安全性、可靠性、可用性、可维护性。16） 信号设备使用年限应满足信号系统投入试运营后至少20年内正常使用要求。3.2 主要技术标准1） 地铁设计规范（GB16、50157-2013）；2） 铁路信号设计规范 （TB100072017）；3） 铁路车站计算机联锁技术条件（TBT 3027-2015）；4） 铁路信号故障安全原则（TB/T2615-1994）；5） 建筑物电子信息系统防雷技术规范（GB50343-2012）6） 电子信息系统机房设计规范（GB50174-2008)；7） 城市轨道交通信号系统通用技术条件（GB/T12758-2004）；8） 城市轨道交通工程项目建设标准（建标104-2008）；9） 铁路信号站内联锁设计规范（TB 100712000/J77-2001)；10） 继电式电气集中联锁技术条件（TB/T 177486)；11）17、 铁路信号集中监测系统技术条件（运基信号2010709)；12） 城市轨道交通信号工程施工质量验收规范(GB 50578-2010)；13） 城市轨道交通技术规范（ GB50490-2009）；14） 地下铁道工程施工及验收规范（2003）（GB50299-1999）；15） 国际无线电咨询委员会（CCIR）标准；16） 国家无线电管理委员会相关管理文件和规定；17） 国际电信联盟（ITU-T）有关建议；18） 国际铁路联盟UIC规程；19） 国际电工学会（IEC）标准；20） 电气和电子工程师协会（IEEE）相关标准；21） EN系列；22） 国际标准化组织（ISO）相关标准；23） ATC18、系统设备出口国相关标准。第4章 设计基础条件4.1 基础参数4.1.1 设计年限长沙市轨道交通6号线工程设计年限：6号线中段开通年为2021年，6号线全线初期为2024年、近期为2031年、远期为2046年。4.1.2 线路正线采用双线右侧行车制；线路平面最小曲线半径：区间正线一般情况450m；车站正线最小曲线半径：不小于1500m；区间正线线路的最大坡度：地下线为30；夹直线和圆曲线最小长度：曲线最小长度，在正线、联络线及车辆基地出入线上，A 型车不宜小于25m，困难情况下不得小于一节车辆的全轴距。道岔缩短渡线，其曲线间夹直线可缩短为10m。4.1.3 轨道1) 钢轨正线、辅助线、出入线及试19、车线采用60kg/m钢轨，车场线采用50kg/m钢轨。2) 道岔正线、辅助线及试车线采用60kg/m钢轨9号道岔，车场线采用50kg/m钢轨7号道岔。4.1.4 车站1) 6号线工程共设34座车站，均为地下站，后期开通段为6号线西东段（梧桐路站至枫林路站、东四线站至西航站区站），分别设站4座和7座，详见表4.1-1；2) 车站站台有效长度为140m；3) 靠近站台的对向道岔岔心（两条线路中心线交汇处）至车站有效站台边缘的距离22m。 表4.1-1 长沙地铁6号线车站表序号车站名称中心里程站间距车站形式备注起点CK10+000.00 7741梧桐路站CK10+774.00地下两层岛式起点站17620、72紫荆路站CK12+541.00地下两层岛式1685.73金菊路站CK14+226.70地下两层岛式换乘站（规划2号线西延、西环城际）1409.34红枫路站CK15+636.00地下两层岛式9035枫林路站CK16+539.00地下两层岛式中段起点站、换乘站（规划12号线）1486.76长川路站CK18+025.70地下两层岛式1651.627麓松路站CK19+697.50地下两层岛式966.558麓谷西站CK20+666.20地下两层岛式1425.99麓枫路站CK22+092.10地下两层岛式1395.910玉兰路站CK23+488.00地下两层岛式1175.011望岳路站CK24+66321、.00地下两层岛式1195.512教师村站CK25+858.50地下三层岛式换乘站（规划9号线）866.213岳华路站CK26+724.70地下三层岛式1163.114桐梓坡路站CK27+887.80地下三层岛式换乘站（在建4号线）2666.8915文昌阁站CK30+551.70地下三层岛式换乘站（在建1号线）806.616芙蓉中路站CK31+358.30地下两层岛式1316.717烈士公园站CK32+675.00地下三层岛式979.618迎宾路口站CK33+654.60地下三层岛式换乘站（已运营2号线）1532.1619窑岭站CK35+179.50地下两层岛式换乘站（规划7号线）1192.322、20朝阳村站CK36+371.80地下两层岛式换乘站（在建3号线）1951.0521东郡站CK38+322.85地下三层岛式换乘站（在建5号线）841.1522人民东路站CK39+164.00地下三层岛式换乘站（已运营2号线）1090.423花桥村站CK40+254.40地下两层岛式1263.9924双杨路站CK41+518.00地下两层岛式2005.225红旗路站CK43+523.20地下两层岛式158526合平路站CK45+108.20地下两层岛式换乘站（规划8号线）1126.527东四线站CK46+234.70地下两层岛式中段终点站2192.528黄兴大道南站CK48+504.00地下两23、层岛式规划长株城际194829东十一线站CK50+696.50地下两层岛式2215.3130蓝田大道CK52+907.00地下两层岛式117531空港城站CK54+082.00地下两层岛式204032黄金大道站CK56+122.00地下两层岛式117833临空产业园站CK57+300.00地下两层岛式1027.334西航站区站CK58+327.30地下两层岛式换乘站（已运营磁浮）172.7终点CK58+500.004.1.5 车辆段/停车场设有1座黄梨路车辆段，内设运用库、检修库、镟轮库、洗车机库、试车线等。设有1座梧桐路停车场，内设运用库、检修库等。4.1.6 试车线试车线设在黄梨路车辆段内24、，全长1205m，钢轨类型60kg/m。4.1.7 车辆 1) 车辆配置采用国家标准A型车；列车6辆编组；6号线中段先期开通年配置30列车，6号线全线线路运营车辆初期配置51列车。西、东段初期配置21列车。2) 列车编组方式本线车辆编组初、近、远期均采用A型车6辆编组，4动2拖方案，编组形式如下：=Tc+Mp+M*M+Mp+Tc=Tc-带司机室拖车； =-自动车钩；Mp-带受电弓的动车； *-半自动车钩；M-动车； +-半永久棒式车钩。列车长度（列车两端车钩连接面之间）：6辆编组 140m。3) 车辆牵引和制动特性车辆构造速度90 km/h列车最高运行速度80 km/h最大起动加速度1.0 m25、/s2平均加速度0.6 m/s2制动减速度（常用）1.0 m/s2制动减速度（紧急）1.2 m/s24.1.8 行车组织与运营管理1） 采用双线运营线路，右侧行车制；2） 采用全封闭的运营线路；3） 行车方向：梧桐路站到西航区站方向为上行方向，西航区站到梧桐路站方向为下行方向；4） 开通年、初、近、远期运行交路如下：早高峰列车运行交路6号线系统设计能力：全线备用交路：4.1.9 供电工程1) 牵引供电制式采用DC1500V 架空接触网供电、走行轨回流方式。牵引供电系统电压的允许波动范围为DC1000V1800V；2) 低压配电电压采用AC220/380V，采用TN-S接地保护系统。4.1.1026、 站台门6号线正线车站设置采用全高站台门，站台门的主要技术参数：1） 滑动门净高度 2050mm2） 滑动门标准净开度 1900mm4.1.11 车站配线设置6号线全线车站配线图如下图：第5章 信号系统方案5.1 系统方案分析目前世界各大城市新建或改建的城市轨道交通工程大多采用列车自动控制系统（Automatic Train ControlSystem，简称ATC）。ATC系统由列车自动监控（ATS）、列车自动防护（ATP）、列车自动驾驶（ATO）以及计算机联锁（CI）四个子系统组成，各个子系统之间通过信息交换网络构成闭环系统，实现对列车运行的自动控制。根据长沙轨道交通6号线对信号系统的功能需27、求，以及国内外信号设备在国内在建现状，本工程将在城市轨道交通中所应用的三种ATC系统作为6号线的备选系统进行比较，这三种系统制式是：1） 传统固定闭塞方式的ATC系统；2） 准移动闭塞方式的ATC系统；3） 基于通信技术的移动闭塞方式的ATC系统。5.1.1 ATC系统技术制式分析1） 固定闭塞式ATC系统固定闭塞系统是基于轨道电路的固定自动闭塞方式的ATC系统，通常轨道电路按预先设定的长度，检测列车位置和列车间距，其闭塞分区划分由牵引计算根据线路条件及追踪间隔要求确定，一旦划定将保持固定不变。列车以闭塞分区为最小行车间隔，ATP系统根据每个闭塞分区的限速命令，监控列车的运行速度。由于列车定位28、是以固定区段为单位，所以固定闭塞系统的速度控制模式通常都是分级方式，即为多段式（阶梯式）速度距离制动曲线，当列车运行速度超过限速指令时对列车实施制动控制。由于该控制方式通常没有列车运行的精确位置信息，所以列车在某闭塞分区收到限速指令时，ATP 子系统在该闭塞分区的入口端或出口端将当时的列车实际速度与接收到的速度码进行比较，并实施安全制动控制。ATC系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。系统闭塞分区一般由传统的模拟音频轨道电路设备组成，轨道电路一方面起到检测列车位置的作用，一方面向运行中的列车连续地传送车载ATP所需的信息。车载设备根据列车控制原则在列车到达下个区段前，将列车速度调整29、到此区段出口速度以下。当列车以大于此信息代表的速度驶入下一区段时，车载ATP设备便对列车实施制动，使之在该闭塞分区出口前停车，以保证列车运行的安全。其速度距离曲线如下图所示：图5.1-1固定闭塞速度距离曲线从上图可以看出，为保证行车安全，固定闭塞制式系统需要有一段完整的轨道电路闭塞分区，用作列车运行的安全保护距离，从而限制了线路通过能力的进一步提高。另外固定闭塞系统采用速度分级控制的方式，列车运行的控制精度不高，列车行驶中乘客舒适度低，司机劳动强度大，系统功能扩展也较困难。2） 准移动闭塞式ATC系统准移动闭塞系统本质上是一种固定闭塞系统，它也进行闭塞分区的划分，但根据列车前方目标距离、线路状30、态、列车性能等因素所确定的速度距离控制曲线，对列车的速度进行监控。当列车速度超过其速度距离控制曲线限定的速度值时，对列车实施安全制动控制。由于准移动闭塞系统同时采用列车移动和固定分区的定位方式，其速度控制模式既有连续控制的特点，又有分级控制的性质。为使后续列车能够根据本车的定位信息产生其速度距离控制曲线，需通过报文提供前方线路的各种参数及前行列车所处闭塞分区等信息，使后续列车据此计算其速度距离控制曲线并控制本车安全运行。准移动闭塞系统在信号传输、信号处理过程中均实现了数字化，不但信息量大，而且抗干扰能力强，车载设备还可以实现列车的连续曲线速度控制。该系统的技术特征主要是采用报文式数字化轨道电路31、，单方向传送地车信息，传输速率约200-500bit/s，有效信息位约为数十比特以上，其列车控制模式为单段式速度距离制动曲线。列车运行速度距离曲线如下图所示：图5.1-2 准移动闭塞速度距离曲线该类系统制式对列车追踪运行以及折返作业进行连续的速度监督控制，实现超速防护，列车追踪运行的最小安全间隔仅为一个距停车点的安全保护距离。与固定闭塞ATC系统相比，准移动闭塞ATC系统中列车运行设计最小追踪间隔可达到90秒，而且减少了列车制动与加速的频度，提高了乘坐的舒适性。数字编码无绝缘轨道电路也起到检测列车位置的作用。3） 移动闭塞式的ATC系统移动闭塞是基于通信技术的列车控制（简称CBTCCommun32、ication Based Train Control）ATC系统，该系统不依靠轨道电路向列控车载设备传递信息，而是利用通信技术实现“车地通信”并实时地传递“列车定位”信息。通过车载设备、轨旁通信设备实现列车与车站或控制中心之间的信息交换，完成速度控制。系统通过建立车地之间连续、双向、高速的通信，使列车命令和状态可以在车辆和地面之间进行实时可靠的交换，并确定列车的准确位置及列车间的相对距离，保证列车的安全间隔。移动闭塞ATC系统采用地面无线电台、交叉感应电缆、漏缆、裂缝波导管等介质向列控车载设备传递信息，实现车地双向数据传输，使地面设备获得每一列车的连续位置等运行信息，据此计算出每一列车的运行33、权限，并将其信息发送给列车。列车根据接收到的移动授权命令和本车辆运行状态计算出列车运行的速度曲线，车载系统保证列车在该速度曲线下运行。ATO系统在ATP系统的安全防护下，控制列车的牵引、巡航、惰行及制动，以保证追踪列车之间实时保持其“安全距离”。移动闭塞系统的速度距离曲线如下图所示：图5.1-3 移动闭塞速度距离曲线移动闭塞系统列车定位精度高，且车载设备与地面为实时信息交换，可以使列车追踪运行的最小安全行车间隔仅为后续列车指令停车点至前行列车尾部确认位置之间的安全保护距离，实时有效地缩短了列车运行间隔。使用移动闭塞系统能最大限度地发挥线路的通过能力。5.1.2 ATC系统技术制式比选固定闭塞方34、式的ATC系统为二十世纪八十年代技术，其技术含量较低；基于数字式无绝缘轨道电路的准移动闭塞式ATC系统是目前比较成熟且较先进的ATC系统；而基于无线的 CBTC移动闭塞系统其运行间隔和传输能力则优于准移动闭塞式ATC系统。固定闭塞系统制式技术较为落后，列车控制模式为阶梯式速度曲线，系统能力较低，无法满足现代都市轨道交通运营需求，故新建地铁线路一般不再采用此种闭塞制式的信号系统，本次不再对固定闭塞系统进行比选。1） 追踪间隔比较移动闭塞和准移动闭塞在列车的安全间隔和列车追踪间隔方面能够满足线路运营安全及运营能力的要求，但两者在运行能力方面还是有一定的差别。如下图制动曲线比较所示：图5.1-4 制35、动曲线比较表从制动曲线性能比较看出，移动闭塞是以前行列车的尾部作为目标速度计算点，再加上安全间隔的距离S，后续列车总是可以以最小的列车间隔S跟随前行列车运行；准移动闭塞的目标速度计算点是前行列车占用的轨道电路的入口处。从上图可以看出，S1距离明显大于S间隔距离，因此移动闭塞总是可以最大限度地缩短列车间隔和更加准确地追踪列车所在的位置，可以在同样的线路条件下提高线路的通过能力。移动闭塞系统也可以实现“小编组、高密度”的运营模式，缩短旅客的候车时间，缩小站台长度和候车空间，降低基建投资。2） 为运营组织提供的便利条件以移动闭塞为基础的ATC系统，可对每列车进行实时的不间断车地双向通信，使控制中心能36、够对全线的每列车进行监督和控制，与以准移动闭塞为基础的ATC系统相比，为运营组织提供以下便利条件：移动闭塞系统摆脱闭塞分区的束缚，可以做到以前行列车的尾部作为追踪的终点，根据后续列车的牵引重量及制动率等因素给出一个动态的追踪运行间隔，使后续列车依照限速指示，“跟着”前行列车追踪运行。因此，对于控制中心来说，无论列车牵引力的大或小、制动率的高或低，列车长编组或短编组，均能进行恰当的安全间隔控制，增加了区间的通过能力，当列车运行计划被打乱、出现堵塞时，使控制中心有充足的能力，调整、恢复列车的正常运行。由于移动闭塞系统基本克服了准移动闭塞和固定闭塞系统地对车信息跳变的缺点，提高了列车运行的平稳性，增37、加了乘客的舒适度。移动闭塞系统不需增加过多的设备，即可很容易地实现列车反向运行的功能，大大提高了控制中心调整列车运行计划，处理突发事件的能力。由于移动闭塞系统可以对每一列车进行实时监控，因此对因各种意外情况引起的运营混乱，控制中心均可及时发现，并通过灵活的调整手段，如增减列车班次、调整列车运行时间、改变列车运行密度等方式，控制事态的发展，恢复列车正常运行。同时可以实现节能控制、优化列车运行统计处理、缩短运行时分等多目标控制。总之，采用移动闭塞，控制中心对列车的运营管理具有更强的能力和更大的灵活性。3） 系统维修支持移动闭塞和准移动闭塞系统都具备提供控制中心级和轨旁级维修终端的能力，对有关设备动38、作状态进行监视和记录，对整个系统的工作状态提供诊断、维护，对维修人员提供信息支持。区别是移动闭塞系统具备与运行中的列车双向通信的功能，使相关人员能及时掌握机车的工作状态，并根据需要，很容易使功能扩展，提供远程维护的功能。移动闭塞系统核心通过软件实现，使其硬件数量大大减少，轨旁设备相对较少，减轻了区间的维修工作量，节省了维修支出费用，同时有利于紧急状态下利用线路作为人员疏散的通道，有利于降低系统全生命周期内的运营成本；而准移动闭塞系统设备，均采用数字轨道电路发码技术，一般两百多米左右一处，维修工作量相对较高，维修定员增多，相对增加维修成本。4） 信息服务移动闭塞系统，尤其是采用高速数据传输方式的39、系统，将带来信息利用的增值和功能的扩展，有利于现代化水平的提高。考虑到地铁运输的特殊环境，采用移动闭塞系统，不需另加传输媒介，即可利用车地通信设备为平台，为列车中的旅客提供广播电视、资讯发布等信息服务。准移动闭塞由于利用数字轨道电路传递控制信息，受传输载体制约，不可能同时再向列车传递大量可变信息，故准移动闭塞制式的信息服务功能明显低于移动闭塞制式。5） 其他条件比较其他有关条件比较见下表：其他条件比较表 表5.1-1系统特点准移动闭塞ATC系统移动闭塞ATC系统安全可靠性系统结构特征系统较复杂，地面设备多，故障点较分散。系统组成较简单，地面设备少，故障点相对集中。抗干扰能力数字轨道电路的载频较40、高，具有一定的抗干扰能力。脱离钢轨传输信息，减少了线路和供电系统对信号的干扰，抗干扰能力较强，但没有断轨检查功能。故障自检能力系统接口较多，故障判断能力较强。接口简单，故障诊断能力强。提高线路通过能力信息量较多，采取一次性控制曲线方式，有利于在保证安全的前提下，最大限度提高线路通过能力，有利于节能。信息量大，且双方向通信，取消了固定闭塞区间，采取一次性控制曲线方式，有利于在保证安全的前提下最大限度提高线路通过能力，有利于节能。功能功能强，有成熟的ATO车载设备，可较好地实现列车自动运行和站台门控制，达到列车运行自动化和行车指挥自动化。功能强，系统的一体化设计，可较好地实现列车自动运行和站台门控41、制，达到列车运行自动化和行车指挥自动化。可扩展性不易扩展。易扩展，可随列车车型、线路及运营需求变化而变化。科学管理设备多，大部分设备可达到故障修和状态修，需配备的维修人员和技术管理人员较少，有利于建立现代管理体制。设备少，整个系统基本可达到故障修和状态修，检修手段先进，需配备的维修人员和技术管理人员少，有利于建立现代管理体制。机房要求该方案的轨道控制设备较多，对房屋面积需求量较大，所以将会加大机房面积给工程带来的压力。因该方案的机房设备少，所以将会大大减少机房面积给工程带来的压力。升级改造不易升级改造。系统不依靠轨道电路检测列车位置、向车载设备传递信息，有利于旧线系统的升级改造的实施，即有利于42、在不影响既有线正常运营的前提下，能够对系统进行升级改造，将对运营的影响最小化。基于通信传输技术的移动闭塞列车控制系统即CBTC系统，代表着当前世界上轨道交通列车运行控制系统的发展趋势，是近年来国际国内推荐使用的一种闭塞制式。在国内各大城市已经广泛采用：如北京、广州、上海、武汉、沈阳等。移动闭塞和准移动闭塞无论是在功能上还是在安全性、可靠性、可用性等方面，两者均能满足长沙轨道交通6号线运营需求。但相比较而言，移动闭塞较准移动闭塞在诸多方面有着更明显的优势： 实现实时连续的车地双向通信，不间断地对列车速度进行监控，系统控制对象是列车本身而不是列车占用的轨道区段，更好的保障了列车行车安全和运行效率。43、 准移动闭塞的ATC系统，线路被划分成固定位置、固定长度的闭塞分区，闭塞分区长度按最不利条件设计，对于正常运营列车而言，这种划分并不是效率最高的，也就是说，在进行固定的闭塞分区划分时，保证最不利情况下的安全是以牺牲正常运营效率为代价的。而移动闭塞系统线路无固定划分的闭塞分区，列车间的间隔是动态的，可以实现较短的行车间隔，在保证行车安全的前提下，提高了线路的通过能力，因而更有利于运营间隔的调整。运营组织具有更高的操作灵活性，实现更灵活的运输组织和应急处理。可方便地实现完全防护的列车双向运行模式，而无须增加附加的室内外系统设备。 与准移动闭塞相比，相对较少的轨旁及车载子系统设备，易于维护、安装，可44、节约成本并减少维护工作量，大大降低了地铁公司日后运营维护的压力。可以适应各种类型、各种车速的列车，由于移动闭塞系统基本克服了准移动闭塞和固定闭塞系统地对车信息跳变的缺点，提高了列车运行的平稳性，增加了乘客的舒适度可以实现节能控制、优化列车运行统计处理、缩短运行时分等多目标控制移动闭塞系统，尤其是采用高速数据传输方式的系统，将带来信息利用的增值和功能的扩展，有利于现代化水平的提高选用基于通信传输技术的CBTC移动闭塞ATC系统，也是当前技术发展趋势。综合以上因素，本工程设计推荐采用基于通信传输技术的移动闭塞CBTC系统。5.1.3 移动闭塞系统车地无线通信传输分析1） 移动闭塞系统无线局域网（W45、LAN）无线通信技术分析安全性目前WLAN最基本的安全加密方式是有线等效保密（WEP）技术，其核心是基于业务组标识符（SSID）和物理地址（MAC）过滤。业务组标识符（SSID）：它需要无线客户端出示正确的SSID才能访问无线接入点AP，因此可以认为SSID是一个简单的口令。物理地址（MAC）过滤：它属于硬件认证，而不是用户认证。这种方式要求AP中的MAC地址列表必需随时更新。 无线设备干扰信号系统车地通信设备无论是基于何种信号传输媒介，其无线通信技术采用的均是无线局域网（WLAN）或类似技术。信号系统主要供货厂商的无线通信技术标准如下：信号厂商无线主要技术标准 表5.1-2系统供货商无线通信46、技术标准阿尔斯通IEEE 802.11a /g OFDM 无线天线、波导管及漏缆西门子IEEE 802.11b DSSS 无线天线泰雷兹IEEE 802.11 FHSS 无线天线安萨尔多IEEE 802.11g OFDM 无线天线交控科技IEEE 802.11a/g OFDM 无线天线、波导管其它信号系统供货商如日立公司、庞巴迪公司目前研制或已投入使用的CBTC系统均采用了IEEE802.11系统标准的无线产品。WLAN技术标准是由国际电子电气工程师协会IEEE 802.11工作组开发制定，最初的目的是开发一个基于ISM频段的无线LAN，随着技术进步以及需求的不断增加，IEEE802.11工作47、组发布了不断在扩展的标准列表，其发布的标准如下：国际电子电气工程师协会标准 表5.1-3标准发布日期范围IEEE 802.111997媒体接入控制（MAC）:无线局域网应用的一个公共MAC物理层：1Mbps-Mbps之间的红外物理层：1Mbps-Mbps之间2.4G的FHSS物理层：1Mbps-2Mbps之间2.4G的DHSSIEEE 802.11a1999物理层：6Mb/-54Mbps之间5G的OFDMIEEE 802.11b1999物理层：5.5Mbps-11Mbps之间2.4G的DSSSIEEE 802.11c2003在802.11MAC层上的网桥操作IEEE 802.11d2001物理48、层：802.11无线局域网到新的调整域（各个不同国家）的扩展操作IEEE 802.11e2005MAC：对改进服务质量的增强和增强的安全机制IEEE 802.11g2003物理层：对数据率20Mbps的802.11b的扩展IEEE 802.11h2004物理/MAC：802.11a的增强，添加了室内和室外的信道选择并改进了频谱和传输功能管理IEEE 802.11i2004MAC：增强了安全和认证机制IEEE 802.11j2004物理层:增强了802.11a，以符合国民的需要IEEE 802.11k2008无线电资源计量的增强，对无线电和网络计量提供较高层的接口IEEE 802.11n200949、提高达350Mbps甚至高达475Mbps信号系统供货商采用的WLAN标准主要集中在802.11、802.11b和802.11g，在中国应用的无线频段是2.4GHz（完全开放频段）。在802.11标准中DSSS最多划分了14个信道，每个信道的中心频率不同。目前在世界上不同的国家工作的信道数量会有所不同，在我国信道12、13和14未定义即不可使用，只使用了其中的11个信道。由于这11个信道频率相互重叠，只有信道1、6和11是完全隔离的，如下图所示。图5.1-5 信道划分图因为无线网络的传输介质是空气，无线电波在空中的发送及接收容易受到其它无线发射系统和大气中噪声的干扰。同时信号系统的无线网络也会50、干扰附近的其它无线网络和无线电设备。2.4GHz ISM频段是完全开放的频段，且只有83.5MHz带宽，使用这一频带的还有许多其它产品，如无绳电话、微波炉、蓝牙通信设备、复印机、无线视频装置等，在地铁领域还有其它工作于此频段的WLAN设备如PIS和办公用无线局域网等，所以在确定信号系统制式时，需要认真分析线路电磁环境及与其它系统设备间的干扰问题，确定信号系统是否可以正常应用于在建线路。长沙轨道交通6号线工程全部为地下车站，基于WLAN技术的无线系统设备也会广泛应用，如PIS和办公无线局域网，需统筹考虑无线设备间的干扰问题，还需考虑由于地下隧道线路会引起的多径干扰等问题。 信号系统无线编码技术无51、线局域网的无线信号编码技术在不同的802.11系列标准中是不同的，主要有以下三种：OFDM（正交频分多路技术）、FHSS(跳频扩频)和DSSS（直接序列扩频）。OFDM技术是多载波传输技术的一种，它的特点是把窄带信号分割成频率较低的多个正交的子载波在信道上并行传送。由于它的正交性，OFDM信号可经由多个子载波信号重叠并行传送而不互相干扰。OFDM的正交多载波信号传送方式使它一方面具有一定的抗多径干扰能力，同时又能保持高的频率效率。OFDM中每个子载波的频点都必须和相邻载波的零点重叠才能维持正交的关系，重叠的带宽也是OFDM添加的频谱效率来源之一。FHSS和DSSS是扩频技术的两种方式。扩频技术52、最初是针对军事和情报部门的需求开发的，它的基本思想是将携带信息的信号扩展到较宽的带宽中，以加大干扰和窃听的难度。目前扩频技术已广泛应用于民用通信标准和设备中。在扩频设备中，输入的数据进入信道编码器并产生模拟信号，这个模拟信号围绕某个中心频率具有相对较窄的带宽，然后使用被称为扩展代码或扩展序列的一个数字序列进一步调制。通常情况下（但并不总是这样），扩展代码由一个伪噪声或伪随机数生成器产生。这种调制带来的影响是传输信号的带宽有显著增加即扩展了频谱。在接收端使用相同的数字序列对扩频信号进行解调，最后，信号进入信道解码器被还原成原始数据。在跳频扩频（FHSS）中，信号用看似随机的无线电频率序列进行广播53、，并在固定间隔内从一个频率跳到另一个频率，而接收器在接收消息时，也和发送器同步从一个频率跳到另一个频率。这样即使有某一频率上有干扰信号，也只能抹去信号中很少的几个位。直接序列扩频（DSSS），原始信号中的每一个位在传输信号中以多个位表示，此技术使用了扩展编码。这种扩展编码将信号扩展到更宽的频带范围上，而这处频带范围与使用的位数成正比。因此，一个10位的扩展编码能够在一个频带上将信号扩展至比1位扩展编码大10倍的带宽。扩频技术可以使通信设备从各种类型的噪声和多径失真中获得免疫性，最早的应用是在军事上，利用它对干扰的免疫性来抗击干扰。目前主流的信号系统应用的编码技术主要是这三种，在设备抗干扰上具备54、一定的能力。2） 移动闭塞系统长期演进（Long Term Evolution ,LTE）无线通信技术分析安全性LTE系统完善的安全机制能够保证信令数据和业务数据的传输安全。无线网络的安全隐患主要来自无线空口的恶意接入和侦听。LTE无线网络安全包括AS（Access Stratum接入层）和NAS（Non Access Stratum非接入层）两个层次。a. AS安全是终端UE与基站eNB之间的安全，主要执行AS信令的加密和完整性保护，用户平面数据的机密性保护；b. NAS的安全是终端UE与核心网（移动管理实体模块）之间的安全，主要执行NAS信令的机密性和完整性保护。终端UE在接入LTE无线网55、络时，必须首先通过LTE无线核心网的认证和鉴权，避免未授权终端进入网络和未授权网络接收终端接入。无线安全提供无线接口的机密性和完整性。保证无线安全的措施包括：无线加密和完整性保护。a. 无线加密：通过加密算法将明文数据转换为密文数据，保证数据不被漏泄。控制面数据（信令）和用户面数据都被加密保护。b. 完整性保护：通过完整性算法以保证数据不被篡改。只有控制面数据被完整性保护。对于加密算法和完整性保护算法，密钥是其重要输入之一。加密算法和完整性保护算法需要不同的密钥：加密密钥和完整性保护密钥。LTE无线通信的完整性保护和加密可以采用AES（Advanced Encryption Standard 56、高级加密标准）、SNOW-3G或者祖冲之算法对数据进行保护，支持128动态密码。图5.1-6LTE无线接入和传输安全主要包含以下几个方面：a. AKA：用于安全密钥的生成，以及网络和终端的双向认证。终端在注册时，系统发起和终端之间的双向认证，即网络对终端用户进行认证，终端也通过对网络的认证确保连接到授权的服务网络。并且在这一过程中，系统下发加密和完整性保护密钥，用于后续数据和信令的加密保护和完整性保护。b. 用户数据和用户信令的加密：加密是为了防止无线接口的数据被恶意监听，加密包括NAS和RRC（Radio Resource Control，无线资源控制协议）信令的加密保护，以及用户数据的加密57、保护，UE和eNodeB之间在RRC信令层和用户平面层可以根据AES、SNOW 3G算法进行加密，UE和PDS之间在NAS层也可以根据上述算法进行加密。c. 用户数据和信令的完整性保护：完整性保护是为了防止数据被恶意篡改，NAS和RRC信令需要实现完整性保护机制，用户平面数据不需要完整性保护。UE和eNodeB之间在RRC信令层可以根据AES、SNOW 3G算法进行完整性保护，UE和PDS之间在NAS层也可以根据上述算法进行完整性保护。 无线设备干扰相比WLAN，LTE有着完善的抗干扰技术，在干扰检测、干扰避免、干扰控制三个层面均优于WiFi。首先，从干扰检测层面来说，不同于WiFi只能提供系58、统带宽（20/40/80MHZ）级的信号强度检测和反馈，LTE采用OFDM直载波调度，领先的导频设计使得时频域均匀分配，保证了对信道时频域变化的及时跟踪，能够实现2ms的快速调度响应，使干扰检测更及时、更准确。拿一个苹果作比喻，如果苹果中出现了一个虫眼,在WiFi基于系统带宽级信号强度检测和反馈机制下,整个苹果就会烂掉。而LTE基于OFDM子载波调度的机制,能够将未坏的部分充分利用,妥善处理。另外，LTE采用周期或非周期的及时反馈机制，多个终端可同时反馈，使得干扰反馈更及时。其次，在干扰避免方面，LTE也明显优于WiFi。LTE网络具有完善的编码、重传和IRC（干扰抑制合并）机制，并拥有毫秒级59、的调度机制，可根据干扰情况动态调度资源。在检测到干扰后，LTE可以通过频选调度，根据每个终端的信道状况，优先分配干扰小、信号质量高的子带频率资源。同时，LTE还可以采取AMC（自适应调制编码），根据信道干扰情况自适应调整调制与编码策略。而WiFi只能提供固定的、系统带宽级（如20MHZ）的信道选择，而且由于频点不足，该功能的实际效果非常有限。再次，从干扰控制角度来说，LTE拥有完善的功率控制机制，能够有效控制整个网络的干扰水平。为了控制信号干扰，LTE采取了多种干扰抑制算法和机制来降低网络的整体干扰水平，如ICIC（小区干扰协调）干扰抑制算法和CoMP（协同多点）上行干扰控制等。而WiFi只能60、通过TPC来约束AP和SAT的最大发射功率，干扰控制能力十分有限。高速移动性支持为解决高速下的多普勒频偏，LTE系统在设计上已有所考虑，主要采用在基站侧接收机采用自动频率控制进行频率纠偏（AFC）。增强AFC通过快速测算高速带来的频率偏移，补偿多普勒效应，改善无线链路的稳定性，从而提高解调性能。LTE-M继承了LTE的自动频率校正技术，能够确保高速移动场景下的无线链路质量，满足轨道交通列车运行速度200km/h以下的移动性要求。支持轨道交通综合业务承载LTE系统可实现9个调度优先级，并且按照预定义的可能承载业务类型，对应不同的服务质量（延时、丢包等）要求，定义了9个QCI，系统根据QCI对应的61、优先级进行资源分配和调度，其优先级越小者优先保障资源分配和调度。系统可以根据不同业务的优先级和服务质量（延时、丢包等）要求，进行不同的参数配置，并映射到不同的QCI类别上，以保障不同业务的优先级别。LTE业务服务质量分类 表5.1-4序号资源类型QCI优先级分组数据延时分组数据丢包率业务举例1GBR（有速率保障类型）2100ms10-2语音业务、集群业务24150ms10-3通话视频业务、要求有速率保证的视频监控3350ms10-3实施游戏、实时在线互动业务45300ms10-6缓冲多媒体业务5Non-GBR（非速率保障类型）1100ms10-6VMS 信令66300ms10-6视频业务（缓冲62、多媒体）、无须固定速率的视频监控业务、FTP、P2P等77100ms10-3普通数据业务88300ms10-6FTP、P2P等99共享3） 移动闭塞系统车地双向信息传输方式移动闭塞ATC系统就车地双向信息传输方式而言，可分为基于交叉感应环线技术、无线电台技术、漏泄电缆、裂缝波导管传输技术的移动闭塞系统。 基于交叉感应环线技术的移动闭塞系统以敷设在钢轨间的交叉感应环线作为传输媒介的CBTC系统，在城市轨道交通中已经应用了较长时间。泰雷兹公司采用交叉感应环线的系统已经应用在武汉轻轨、广州地铁3号线等。交叉感应环线的缺点在于，安装在钢轨中间，安装困难且不方便工务部门对钢轨的日常维修，车地通信的速率低63、。但由于环线具有成熟的使用经验，目前仍继续得到应用。如下图：I/OCCCCI/OI/OI/OCCCCI/OI/O轨旁馈电设备感应环线电缆感应环线电缆 基于无线电台通信技术的移动闭塞系统随着无线通信技术的发展，基于自由空间传输的无线传输技术在CBTC系统中得到了应用。无线传输的频点一般采用共用的2.4GHz或5.8GHz频段，采用无线接入（AP）点天线作为和列车进行通信的手段。AP的设置保证区间的无线重叠覆盖。无线方式具有无线信号可在自由空间转播，对于车载通信天线的安装位置限制较少；传输速率高；易于实现空间的重叠覆盖，单个接入设备故障不影响系统的正常工作；轨旁设备少，安装与钢轨无关，方便安装及维64、护的特点。基于无线电台通信传输方式CBTC系统，已经在北京地铁10号线、4号线成功应用。传输示意见下图：定向天线-轨旁AP-I/OCCCCI/OI/O定向天线定向天线I图5.1-7 基于交叉感应环线传输方式CCCCI/OI/O轨旁AP轨旁AP图5.1-8 基于无线电台通信传输方式 基于漏泄电缆无线传输技术的移动闭塞系统漏泄电缆主要为Bombadier公司系统采用，ALSTOM(阿尔斯通)的CBTC系统在需要的时候也可采用漏泄电缆传输方式，而新研发的系统采用的不多。漏泄电缆方式特点是场强覆盖较好、可控，抗干扰能力强。单点AP的控制距离通常达1200m（每侧漏泄电缆长度600m）。缺点是漏泄同轴电65、缆价格较高，地面及高架区段安装固定困难且影响城市景观。该传输方式示意如下图：漏缆-漏缆I/OCCCCI/OI/OI/OCCCCI/OI/O轨旁AP轨旁AP图5.1-9 基于漏泄电缆传输方式 基于裂缝波导管无线传输技术的移动闭塞系统ALSTOM(阿尔斯通)公司的移动闭塞是基于微波传输方式的ATC系统，该系统采用波导系统作为车地双向传输的媒介。即采用沿线铺设的裂缝波导管及与波导连接的无线接入点作为轨旁与列车的双向传输通道。该系统的波导系统具有通信容量大，可在隧道及弯曲通道中传输、干扰及衰耗小、无其他车辆引起的传输反射、可在密集城区传输等特点。波导的另一个优点是传输速率大，可以满足列车控制系统的需要66、。另外，从通信容量的角度，其通信能力还可以满足其他系统如电视监视等应用的需要。波导管方式的缺点在于安装困难，需全线沿线路安装波导管，安装维护复杂，并且造价高。传输示意见下图：裂缝波导管-裂缝波导管I/OCCCCI/OI/OI/OCCCCI/OI/O轨旁AP轨旁AP图5.1-10 基于裂缝波导管传输方式5.1.4 移动闭塞系统车地无线通信传输比选1） 技术制式比选由于地铁领域存在其它工作于2.4G频段的WLAN设备,如PIS和办公用无线局域网等，尤其是为方便市民的服务体验，长沙轨道交通集团已经将免费WIFI引入地铁空间，现在已经覆盖站厅层和站台层，未来还将引入隧道区间。因此在对于6号线的网络进行67、规划时，很难找到一片WiFi“净土”。这样一来，前期规划的网络因为后期加入AP而可能导致干扰控制变得不可控，或者由于临时个人AP的引入而导致网络干扰增加。如今，带WiFi功能的手机大都可以随时“变身”临时AP，地铁沿线可能充斥着各种靠WiFi通信的设备和仪器，便携式路由器，甚至是各种蓝牙设备等，都可能会对地铁WiFi信号发起冷不丁的干扰冲击。总之，无法统一规划导致随意出现的WiFi干扰源很难控制，时刻对列车的安全运行构成威胁。因此WLAN制式存在以下问题：（1）网络安全：公共频段，信道有限，使用者众多，易受干扰。（2）无线信号覆盖：覆盖距离短，信号稳定性和宽带移动性差。（3）无线信号切换：列车68、在AP间频繁切换，易造成实时视频流中断，导致车载显示画面卡顿。（4）设备管理：AP设备多，增加故障概率，管理及维护难度大。LTE无线通信数据传输技术较WLAN更安全、完整，且有着完善的抗干扰技术，在干扰检测、干扰避免、干扰控制三个层面均优于WLAN。基于轨道交通行业对车地高质量通信、高速移动性、高可靠性的诉求，LTE技术采用了OFDM,MIMO,自适应调制编码（AMC）及混合自动重传（HARQ）等技术，在20MHZ频谱带宽下能够提供下行100Mbps与上行50Mbps的峰值速率，同时在改善小区边缘用户的性能、提高小区容量和降低系统延迟等方面都有显著提升。LTE技术优势表现在以下几个方面：（1）69、LTE改进目标是实现更高的数据速率、更短的时延、更低的成本、更高的系统容量、改进的覆盖范围、QOS保证及高速移动。（2）本项目采用TDD-LTE制式，TDD-LTE具备频谱申请灵活、上下行资源可调配的特点。在20MHz频谱带宽下，能够提供下行100Mbps与上行50Mbps的峰值速率。（3）LTE系统完善的安全机制能够保证信令数据和业务数据的传输安全。（4）LTE系统具有很强的抗干扰能力，针对系统中存在的干扰，采用ICIC（小区干扰协调）进行小区间的干扰协调，采用IRC（干扰抑制组合）进行干扰消除。针对当前轨道交通迫切需要解决的车地通信问题，工信部下发【2015】65号文重新发布1785-1870、05MHz频段无线接入系统频率使用事宜的通知，明确了城市轨道交通也可以使用该频段。中国轨道交通协会也印发中城轨【2015】008号关于转发工信部1785-1805MHz频段使用事宜通知及有关落实工作的意见，推荐建设冗余的TD-LTE双网承载轨道交通CBTC、CCTV、PIS等业务，并正在组织制定LTE-M技术规范，为LTE技术在轨道交通领域应用打下坚实基础。同时频率专用，更加安全可靠；让出2.4G公用频段给商用，丰富社会资源；利用技术优势，可承载更多的车载通信业务，达到资源共享、节省费用之目的。2） 传输方式比选基于无线通信的CBTC信号系统为了满足车地双向通信的需要，必须在线路沿线进行无线场71、强的覆盖，通常有以下三种传输方式可供选择，即无线电台、漏泄电缆和裂缝波导管。a. 无线电台根据IEEE 802.11无线局域网的标准，目前广泛采用的是基于2.4GHZ 的ISM频带，无线电台方式传输的最大距离约为400米，由于轨道交通线路多穿行于城市区域，其弯道和坡道较多，增加了无线场强覆盖的难度，为了保证场强覆盖的完整性，保证通信的质量和可靠性，一般在地下线路150米左右设置一套。无线电台的体积较小，安装比较灵活，受其它因素的影响小，可以根据现场条件和无线场强覆盖需要进行设计和安装，且安装和维护容易。无线电台在隧道内传输受弯道和坡道影响较大，同时隧道内的反射比较严重，需要考虑多径干扰等问题。72、无线电台的传输距离小，为了保证在一个AP故障时，通信不能中断，提供通信的可靠性，往往需要在同一个地点设置双网覆盖，进一步缩短了AP布置间距，列车在各个AP之间的漫游和切换特别频繁，大大降低了无线传输的连续性和可靠性。同时相应的光、电缆使用量很大。b. 漏泄电缆无线传输媒介采用的是基于2.4GHZ ISM频带的漏泄同轴电缆，漏缆的传输特性和衰减性能较好，传输距离较远，最大传输距离达到600m，且沿线无线场强覆盖均匀，且呈现良好的方向性分布，抗干扰能力较强，适合于狭长的地下隧道内使用。减少列车在各个AP之间的漫游和切换，提高了无线传输的连续性和可靠性。采用漏缆的信号覆盖具有较高可预测性，具有在项目73、工期之初开始系统设计的优势，无需在现场考察射频传播效果。不论隧道现场条件如何变化，漏缆的性能都是一致的。另外，漏泄同轴电缆的安装要求不是很高，地下线路可以根据现场条件安装在隧道侧墙或隧道顶部。其与列车车载天线的安装位置基本对应。漏泄同轴电缆还可与无线电台混合组网的可能，对于地下线路部分采用漏泄同轴电缆覆盖，地面及高架线路部分采用无线电台进行覆盖，解决了漏泄同轴电缆在地面及高架区段安装的问题。因漏泄同轴电缆的安装位置较高，不会影响一般轨旁维护工作，其自身安装调试完成后维护工作量很小。c. 裂缝波导管裂缝波导管采用的是一种长方形铝合金材料，在其表面每隔一段距离（约6cm）刻有一条2mm宽3cm长裂74、缝，能够让无线电波从此裂缝中向往漏泄出来，因其波导管物理特性和衰减性能很好，传输距离较远，最大传输距离可达到800m，且沿线无线场强覆盖均匀，且呈现良好的方向性分布，抗干扰能力较强。其具有漏泄同轴电缆的优点，传输距离要优于漏泄同轴电缆，减少列车在各个AP之间的漫游和切换，提高了无线传输的连续性和可靠性。裂缝波导管的安装要求较高，其与列车车载天线的安装位置要求对应。裂缝波导管可以根据现场条件安装在隧道底部钢轨旁、隧道侧墙、隧道顶部。因裂缝波导管的安装位置受到现场制约，且必须与车载天线位置对应，其安装精度要求也比较高，另外，波导管安装需解决热胀冷缩、沙尘磨损、雨水侵入等技术难点。综合以上比选，原则75、上三种传输方式LTE均可采用，漏泄电缆方式稳定、可靠，由于承载多业务，合理共享资源，安装成本可接受。综合以上因素，本工程移动闭塞系统车地无线通信设计推荐采用基于LTE车地通信传输技术方案。5.1.5 基于LTE技术车地通信方案1） 主要设计原则 可靠性原则：业务双网覆盖； 安全性原则：保证数据传输的安全性，避免非法用户的攻击； 实时性原则：承载业务时延最小，保证控制信息、紧急信息及时有效 高宽带原则：满足视频业务大宽带，保证画面流畅，清晰； 环境适应性原则：轨旁设备、车载设备符合环境要求。2） LTE无线通信带宽分析由于 CBTC 系统采用基于 LTE 技术的车-地无线通信系统需要传输列控信息76、，因此 LTE 无线系统必须采用双网冗余配置。目前长沙轨道公司正在向省无委会进行专用频段的申请工作，根据目前的申请沟通及进展情况，存在批准以下两种带宽的可能：方案一：批准 15M 及以上带宽方案。若无委会批准为 15M 带宽，则由信号专业统一建设 LTE 无线通信平台， 分别采用 10M、 5M 带宽组建冗余的 LTE 无线 A、 B 网络，其中信号分别占用 5M 带宽，另外 A 网中的 5M 带宽用于 PIS 和车载 CCTV 视频上传。方案二：批准 10M 带宽方案。该方案由于带宽资源较少，仅能保证信号系统的列控信息传输。因此， 由信号专业自建 LTE 无线通信网络， A、 B 网络各采用77、 5M 带宽组网。方案三：批准5M带宽方案该方案由于带宽资源较少，仅能保证信号系统的列控信息传输。因此， 由信号专业自建 LTE 无线通信网络， A、 B 网络各采用 1.4M 带宽组网。以上三种方案均能满足信号系统的要求，在下阶段实施过程中，将根据省无委会批准的带宽情况最终确定。 若采用方案一，则由信号系统统一搭建 LTE 车-地无线综合传输平台，若采用方案二、三，则需由信号系统自建 LTE 车-地无线传输系统。 本次初步设计暂按信号系统统一搭建 LTE 车-地无线传输系统设计。3） LTE业务承载方案（1）CBTC实时数据业务： 传输通道应采用独立的双网冗余物理通信通道。无线覆盖范围内，任78、意地点都应实现A/B双网覆盖，列车车头、车尾的终端配合实现与A/B网双网通信，应保证车地通信可靠连接、双网中同一时刻至少有一个网络无中断。 无线网络的安全性车载无线单元与基站需要进行认证授权。 每列车单网传输速率不低于200kb/s，上下行各100kb/s。 车地通信单网络信息的丢包率应小于0.5%，误码率小于或等于10-6。 车地通信单网络的越区切换时间应在150ms以内，通道端到端传输延迟时间应小于150ms。 应实现不超过200km/h列车运行速度下车地实时双向通信的要求。 数据通信系统设备平均无故障时间：MTBF2104h，MTTR30min。 信号系统的可用性指标不小于99.98%。79、 信号试车线无线网络与其它部分应隔离。（2）列车运行状态监测数据业务： 传输速率：采集周期为250300ms，传输速率为3238kbps，考虑余量，共需要传输速率为100kbps 传输时延：信息传输延迟时间不大于500毫秒。 丢包率：丢包率应低于1%。（3）视频监视数据业务 在正常情况下，中心调用全线2路客室视频图像信息。 业务带宽不小于2x2Mbps=4Mbps（上行信息），调用控制信令100Kbps（下行信息）。 中心调看画面流畅、画质清晰。（4）PIS多媒体及紧急信息业务 采用标清制式时，每列车PIS图像下发播放的带宽需求为2Mbps（下行信息）。 采用高清制式时，每列车PIS图像下发播80、放的带宽需求为4-6Mbps（下行信息）。 紧急文本信息，带宽需求为10kbps。6号线车地业务共包含6个业务：CBTC实时数据业务、列车运行状态监测数据业务、视频监视数据业务、PIS多媒体及紧急信息业务、FAS火灾报警业务、无线列调业务。考虑到无线列调的后备特性以及无线列调覆盖的范围远远大于行车区，纳入本系统增加了工程的复杂度和降低了系统的安全性，因此无线列车调度不纳入LTE，作为LTE故障后的后备通信方式。其它业务可在20MHZ带宽下传输，其中CBTC实时数据业务要求传输通道采用独立的双网冗余物理通信通道。无线覆盖范围内，任意地点都应实现A/B双网覆盖，列车车头、车尾的终端配合实现与A/B81、网双网通信，保证车地通信可靠连接，双网中同一时刻至少有一个网络无中断。其他业务单网通信即可。4） LTE组网总体架构6号线LTE网络结构分为五层：应用层、LTE核心层、LTE传输层、LTE无线覆盖层、LTE车载终端。（1）应用层：各种业务的接入。（2）LTE核心层：整个无线网络关键部分，完成无线传输数据的汇聚于分发，所有的无线接入数据都需要通过核心层与外部系统通信。同时负责整个网络的管理与维护。（3）LTE传输层：提供中心设备与车站设备间的传输通道。（4）LTE无线覆盖层：提供沿线无线接入服务，同时上行接入地面有线网络，与中心系统对接，完成对各类业务的数据传输。（5）LTE车载终端：由车载无线82、终端组成，用于连接轨旁无线网络。LTE网络总体架构如下图：图5.1-11 6号线LTE网络总体架构图 为承载CBTC列控信号信息，需要建设两张独立运行的A/B双网，两张网络完全独立，并行工作，互不影响。同时考虑到PIS多媒体业务和视频监视数据业务的需求以及网络频宽分配，两张网络业务承载分配如下：A/B网络业务承载表 表5.1-5网络承载业务A网（红网）CBTC+列车运行状态+视频监视+PIS多媒体及文本信息+FASB网（蓝网）CBTC5） A/B双网络冗余设计为了保证网络的可靠性，整体方案采用A/B双网冗余覆盖设计：A网（红网）包括A无线网络和A核心网；B网（蓝网）包括B无线网络和B核心网；A83、无线网络仅与A核心网通过S1接口相连，B无线网络仅与B核心网通过S1接口相连。不同无线网络的基站A/B分别属于不同的核心网EPC A/B（核心网A/核心网B）。不同无线网络的基站A/B上配置不同的TAU（车载接入单元）。A网的终端通过A无线网络传输上、下行数据，B网的终端通过B无线网络传输上、下行数据。图5.1-12 LTE多业务车地无线架构设计图6） QoS设计LTE可以根据系统中不同的应用业务来定义不同的QoS保障策略。（1）业务区分TD-LTE网络可以根据包括源/目的IP地址，源/目的IP端口号，协议号（例如是FTP还是HTTP）等内容来将用户数据映射到不同的承载上。相同承载上的所有数据84、流量将获得相同的QoS保障，不同类型的承载提供不同的QoS保障。在初始附着的过程中按照用户签约的默认QoS等级建立一个默认承载，即每个无线终端总是至少有一个激活的承载存在，从而保证用户在开始业务时具有更短的时延。在系统中，将信号系统CBTC业务的优先级设置为1，即系统中的最高优先级。由于紧急信息在特殊需求情况下发，因此也要求有较高的优先级，较低的时延，丢包率也要较低。（2）QoS保障策略业务优先级和服务质量划分表5.1-6业务类型QoS设置优先级资源类型数据延时数据丢包率CBTC实时数据1Non-GBR150ms10-6紧急信息文本下发3GBR150ms10-3列车实时状态信息4GBR150m85、s10-3FAS信息4GBR150ms10-3车载VMS4GBR300ms10-3PIS多媒体业务5GBR300ms10-6每个承载都有相应的QoS参数QCI（QoS Class Identifier）和ARP（Allocation And Retention Priority），这些参数就定义了不同的QoS保障策略。TD-LTE无线网络可以将不同的传输业务映射至专用承载，并根据业务传输质量要求定义配套的QCI和ARP。根据不同业务的要求，结合LTE对优先级和服务质量分类，将各业务的优先级和服务质量（延时、丢包等）定义如下：通过给不同的业务划分不同的优先级，可以保证CBTC业务传输的高优先级及86、服务质量（延时、丢包等），在此基础上再进行其它业务的调度传输。GBR（Guaranteed Bit Rate）：保证比特速率，系统通过预留资源等方式为保证数据流的比特速率在不超过GBR时能够全部通过，超过GBR的流量可以按照如下方式处理：拥塞时超过GBR的流量会被丢弃，不拥塞时超过GBR但小于MBR的流量可以通过。享有GBR资源的承载被称为GBR承载，其它的承载被称为Non-GBR承载。（3）QoS控制一个业务承载要经过不同的网元和接口，业务承载在每个接口上会映射到不同的底层承载，每个网络节点负责维护底层承载的标识以及相互之间的绑定关系。对于不同的实际业务，可以通过IP地址或者端口区分不同的业87、务，设定QoS值。7） LTE传输网络设计传输子系统以独立设置LTE专用传输网络作为主选方案，以共享信号系统DCS网络方案作为备选方案。独立设置LTE专用传输网络，为确保CBTC传输的安全性和数据的隔离度，考虑到本次6号线的实施条件，传输网络采用三层设计，LTE系统的核心网和BBU都通过本传输网络互联，同时通过IPsec的方式与CBTC网络及PIS网络连接。连接方式示意图见图5.1-12 LTE传输网络示意图。图5.1-13 LTE传输网络示意图共享信号系统DCS网络，即硬件上共享图5.1-12中的24口路由器。为确保CBTC传输的安全性和数据的隔离度，需采取一定措施。传输网络采用以太网。LT88、E有线网络系统的各个部分通过冗余的光纤骨干网互相连接起来，该轨旁网络沿线路延伸，构成整个信号系统的有线网络系统。LTE地面有线网络总体采用两层架构，接入层网络和汇聚层网络。单线路DCS有线骨干网络的组网结构图如下图所示：图5.1-14 单线路LTE有线骨干网络的组网结构示意图LTE接入层网络主要负责将信号系统设备接入，主要包含ATPATO和ATS、MSS网络。根据CBTC信号系统通信可靠性的需要，LTE系统会组建完全物理独立的五个网络，以实现冗余通信。这五个网络分别作为ATS、ATC和维护业务骨干网使用，其中ATS和ATC业务需要双冗余骨干网。ATPATO网络采用双环网架构，由控制中心、停车场89、车辆段、试车线、培训中心以及各设备集中站组成。每个站点各布置两台交换机，通过千兆光纤组成两个完全独立的光纤环网，用于接入ATPATO设备。ATS网络采用双环网架构，由控制中心和各车站组成。每个站点各布置两台交换机，通过千兆光纤组成两个完全独立的光纤环网，用于接入ATS设备。MSS网络采用单环网架构，由控制中心、维修中心和各车站组成。每个站点各布置一台交换机，通过千兆光纤组成环网，用于接入MSS设备。8） LTE无线网络设计无线网络主要为旁ZC、联锁、ATS与车载ATP/ATO设备提供通信通道，网络采用冗余双网设计，分别为A网和B网，两张网络完全独立，并行工作，互不影响。LTE宽带移动通信平台90、主要有中心设备（EPC）、车站设备（BBU）、轨旁设备（BBU）以及车载设备（TAU），以上设备直接接入到无线安全网络中，整体架构如下：图5.1-15 LTE综合承载数据架构在控制中心设置核心网(中心设备（EPC）)，在车站应设置两套完全冗余的基带单元（BBU）设备和射频单元（RRU），分别用于A网和B网覆盖。BBU设置于信号设备室，RRU设置于隧道壁靠近漏缆位置，通过专业漏缆覆盖站台周边区域。为实现长区间无线信号覆盖，根据无线信号覆盖的要求采用在区间增设RRU方式延伸无线覆盖，实现与车载无线设备之间的无线数据通信。各LTE基站通过百兆以太网接入车站网络交换机，通过LTE有线骨干网提供的通道与91、控制中心连接。图5.1-16轨旁无线设备部署示意图长沙6号线正线及车辆段/停车场LTE无线传输网络设计详见附图：LTE无线传输网络示意图。（1）覆盖方案覆盖方案一：A/B双网同站址覆盖；覆盖方案二：A/B双网不同站址交织覆盖。见图5.1-17 A/B双网覆盖方式比较图。图5.1-17 A/B双网覆盖方式比较图A/B双网同站址覆盖方案在单点故障情况下，单个网络还能正常工作，通过RRU交叠覆盖的方式确保网络传输的可靠性，可有效满足CBTC信号系统的高可靠性需求。综合比较，选择方案一。无线冗余组网采用共站址双网方式。共站址双网的两层网络覆盖区域基本重叠，每一层网络的覆盖方式、覆盖电平等与普通单网类似92、。同站址基站的两个小区分配不同频率，相邻的同层小区分配相同频带，即A无线网络使用同一频带，B无线网络使用另同一频带。A/B双层网络采用双网同时冗余承载方式工作，即A/B双层网络业务不存在主备之分，同时承载业务数据。（2）BBU与RRU配置在每座车站设BBU，BBU与RRU最多为一拖四组网。RRU尽量设置在区间。（3）正线漏缆无线场强覆盖方案为增强抗干扰能力和提高场强大覆盖的均匀性，正线区间采用L1、L2两根13/8英寸漏泄电缆（即单洞内有两根漏缆为LTE专用）进行覆盖。漏缆的使用方式： 从信号系统安全最大化考虑：L1承载A网无线信号，L2承载B网无线信号，充分满足A/B网的独立性。 从带宽最大93、化考虑：A/B网在L1和L2两根漏缆中均存在，可以在MIMO时获得最大带宽。 区间漏缆安装位置：与限界专业协商安装位置，两根漏缆理论间距大于640mm。 正线漏缆覆盖长度计算：假设TD-LTE工作在1.8GHZ。当20MHZ组网时，UL:10Mbps，DL：10Mbps边缘速率时，RRU单臂覆盖距离为639m，双臂覆盖距离为1278m。 车辆段/停车场无线场强覆盖方案：车辆段/停车场采用天线覆盖。9） 车载设备配置设计在列车头、尾司机室各设两台TD-LTE车载无线终端（TAU）,头、尾互为备用：TAU1：用于车头承载A网的综合业务；TAU2：用于车头承载B网的CBTC业务；TAU3：用于车尾承94、载A网的综合业务；TAU4：用于车尾承载B网的CBTC业务；各TAU均通过百兆以太网口接入司机室的车载交换机，实现与列车各应用系统的通信。5.1.6 LTE抗干扰分析基于LTE技术的车地通信系统，在各设备之间通过有线网络和无线网络实现双向通信，用以提供各子系统设备之间的有线信息传输以及地面设备与车载设备之间的无线信息传输。LTE系统在本项目中使用1.8GHz的行业专用频段，这一频段需要无线电管理委员会审批管理，频点专网专用，不会产生同频点的干扰。地铁线路主要包括隧道和高架环境，在这些环境主要考虑地铁存在其它公网（GSM、DCS、WCDMA、cdma2000，TDS等）信号。外部系统中与TDD-95、LTE车地无线网络的频段（1785-1805MHz）的干扰最需要考虑的就是邻频干扰的问题。为应对这些无处不在的干扰，LTE系统在设计之初，针对不同的无线技术，分别考虑了抗干扰方案，包括产品的适应性算法以及系统的抗干扰机制等。1） 干扰源分析由于无线通信的空间特性，容易受到空间中各种因素的干扰，从干扰分析的角度看，向空间辐射信号的发信机是干扰源，获取并处理空间信号的接收机是被干扰对象。在地铁环境下，有350MHz调度、800MHz 集群、GSM、CDMA和3G公众移动通信系统，需要分析对1.8GHz/LTE系统的干扰。无线干扰源按照类型可以分为以下几类： 系统内同频干扰：TDD-LTE系统内干扰96、主要来自于同频邻区干扰，需考虑同向隧道中前后同频邻区间的干扰及位于车站两侧双隧道的两个小区的相互干扰 多径干扰：无线信号在隧道内壁、车体及其它室内物体上进行反射时产生多径效应带来的干扰 异系统电磁干扰： 350MHz公安无线通信 800MHz政务无线通信 800MHz专用无线通信 800MHz900MHz1800MHz民用无线移动通信 1755-2400MHz第三代移动通信 86-108MHz调频立体声广播 790-798MHz数字电视 牵引电流变化产生的干扰 钢轨回流谐波产生的干扰 超声波以及机场雷达产生的干扰2） 抗干扰方案本章节对产生的干扰因素、影响程度进行详细分析，就如何应对、应/可采97、取的抗干扰防护措施等给出可行的说明。(1)同频干扰分析及对策系统内干扰主要来自于同频邻区干扰，需考虑同向隧道中前后同频邻区间的干扰及位于车站两侧双隧道的两个小区的相互干扰。图5.1-18 无隧道小区干扰示意图系统内小区间的同频干扰会对小区吞吐量、覆盖产生影响。TDD-LTE系统由于频段资源有限及业务容量需要高带宽的原因，全线设计使用同频组网方式。因而需要考虑同向隧道中前后同频邻区间的干扰及位于车站两侧双隧道的两个小区的相互干扰。下面分析两类同频干扰的严重性及抗干扰方案。车站两侧双隧道的两个小区的相互干扰按照下面室内的KeenanMotley传播模型估算下车站两侧小区的同频隔离度：(f为工作频率98、；D为手机到天线距离；P为墙壁损耗参考值，W为墙壁数目)位于车站处的车辆接收本小区信号的路损计算如下：距离天线的距离D按照2米计算，无穿透损耗PL132.5+20*log(1800)+20*log(2/1000)位于车站处的车辆接收车站对面小区信号的路损计算如下：距离天线的距离D按15米计算，P*W包含列车及屏蔽门穿透损耗，按10dB计算。PL232.5+20*log(1800)+20*log(15/1000)10两侧小区信号隔离度PL2PL127.5dB，满足上下行的隔离度需求,即满足链路预算边缘的最高解调门限值11.73。同向隧道中前后同频邻区间的干扰前后邻区同频，如果不采取抗同频干扰的措99、施，小区边缘的上下行干扰严重，影响车地无线通信的可靠性。本方案通过调度算法、ICIC、IRC等来进行小区间的干扰控制和协调和消除。调度技术：下行可采用业务异频调度来满足小区边缘的告信噪比，保证小区边缘的业务速率。ICIC ：通过频率规划，达到小区中心同频，相邻小区边缘异频配置，可以得到更大的小区中心吞吐量，同时保证小区边缘的较高信噪比，提高小区边缘速率。IRC：通过基带解调IRC(Interference Rejection Combining)算法，可以将单小区来自列车方向相反方向的干扰去除，适合地铁场景的列车分布情况，IRC算法在方案中用于上行干扰消除。(2)多径干扰分析及对策TDD-LT100、E系统采用为OFDM符号增加循环前缀的方式对抗多径干扰。所谓循环前缀，如下图所示将OFDM符号后部的部分信号复制并放在信号的最前端。插入循环前缀方式使OFDM符号在接收处理时，信道实现类似于一个具有循环卷积特性的信号。在信号的多径不大于CP长度的情况下，保证了在多径频选信道中各子载波间的正交性，减少了子载波间干扰。图5.1-19 OFDM符号的循环前缀地铁隧道采用泄漏电缆完成覆盖，空中传播路径短，多径时延差很小；车场等地上场景与广覆盖类似；均不需特殊考虑多径干扰问题。（3）系统外干扰情况分析地铁存在其它公网（GSM、DCS、WCDMA、cdma2000，TDS等）信号。外部系统中与TDD-LT101、E车地无线网络的频段（1785-1805MHz）最需要考虑的就是运营商DCS邻频干扰的问题。其中各运营商的具体频段划分如下。 电信cdma2000(800MHz)：825835MHz（上行），870880MHz（下行）；cdma2000（1900MHz）：19201935MHz（上行），21102125MHz（下行）。 联通GSM900MHz：909915MHz（上行），954960MH（下行）；DCS1800:17351755MHz(上行)，18301850MHz(下行)；联通WCDMA：19401955MHz、21302145MHz。 移动GSM900MHz：885909MHz（上行），9102、30954 MHz（下行）；DCS1800:17101735MHz(上行)，18051830MHz(下行) ；TD-SCDMA A频段：18801900MHz；TD-SCDMA B频段：20102025MHz。从频段划分上看，目前行业频段与中国移动的DCS下行频段相邻，需要分析两者之间的干扰情况。由于满足最近频段隔离度的要求，也会满足其他高频段的隔离度要求，因此仅需要分析两者之间这种干扰最严重的情况，频段使用情况分析如下图所示：图5.1-20 系统外频带分布对每种干扰关系，参考基站和终端的协议要求，计算隔离度要求。首先需要确定各系统被干扰时允许的灵敏度降低（或底噪抬升）值，这个值决定了可允许的103、干扰功率。由干扰系统发射功率和允许的干扰功率，可以计算隔离度要求。根据不同的干扰类型分别计算出隔离度要求后，去其中的最大隔离度作为系统间的隔离要求。运营商系统中与TDD-LTE车地无线网络的频段（1785-1805MHz）最接近的是DCS1800系统。DCS1800:上行17101735MHZ, 下行18051880MHZ，因此LTE1.8G频点与DCS1800系统会存在一定干扰。为避免干扰，需要考虑1.8G LTE与DCS1800的干扰规避方式，完全相邻频段干扰较大，因此两个系统间需要考虑频带隔离，一种方式是LTE采用1785-1795MHz，另一种方式为DCS1800基站发射信号在1815104、-1830MHz，这两种方式都可以有10MHz的隔离频段。3） 结论通过对干扰源的分析，LTE系统从设计和产品角度全面考虑了可能存在的干扰，并且可进行具体的应对处理，确保CBTC系统传输通道的高可靠性。5.1.7 典型移动闭塞系统描述基于无线传输技术的移动闭塞系统是当前技术主流，目前其供货商具有代表性的主要有西门子公司、泰雷兹公司、阿尔斯通公司、交控科技公司等。以下分别对具有代表性公司基于无线通信技术的移动闭塞系统方案描述。 西门子公司移动闭塞系统北京地铁10号线工程信号系统采用西门子公司提供的Trainguard MT系统。Trainguard MT系统通过轨旁无线通信通道实现车地双向通信，105、完成列车自动监控、超速防护及自动驾驶功能。Trainguard MT系统基于移动闭塞列车间隔控制原理，将线路划分为若干轨道分区，各轨道分区包含其长度以及对速度、坡度等信息描述的数据库TDB，该TDB通常储存于车载系统中。车载子系统通过从列车发送的轨旁子系统的位置报文，以及从轨旁子系统发送到该列车的实时信息交换，以及基于TDB中的信息、联锁状态和列车位置报告计算出相应列车运行信息来监督和控制列车运行。 Trainguard MT系统支持不同的列车控制等级，从基于固定闭塞原理和应答器的点式列车控制，到使用车地双向通信的连续式列车控制。点式列车控制是基于固定闭塞列车间隔原理，即基于传统进路监督的联锁106、系统保证列车的间隔。轨旁电子单元与信号机连接，并根据信号机的显示来选择相应的可变应答器报文。若信号机为开放状态，当列车通过应答器时，可变应答器给车载子系统发送一个点式移动授权报文。连续式列车控制下的列车运行，Trainguard MT系统基于移动闭塞列车间隔控制原理，通过从列车发送到轨旁子系统的位置报告报文，以及从轨旁子系统发送到列车的移动授权报文进行实时信息交换来实现。轨旁子系统基于联锁状态和列车位置报告计算出移动授权， 车载子系统根据获得的移动授权监督列车的运行。在所有列车运行于连续式列车控制时，Trainguard MT系统依靠联锁系统进行安全进路管理（进路锁闭、进路排列、进路解锁等）。107、泰雷兹公司移动闭塞系统北京地铁4号线等工程信号系统采用泰雷兹公司移动闭塞系统。泰雷兹的无线CBTC系统轨旁安装的设备只有轨旁无线单元、应答器、接近盘。同时列车占用检测系统（轨道电路，计轴）也能集成到系统中，以防护维修列车。无线CBTC系统的安全部分由车载TrVOBC、具备联锁功能的轨旁TrZC以及位于控制中心的DSU组成。这些设备之间的通信通过非安全的数据传输系统（DCS）来完成。通信的安全性通过使用序列号和每个报文中的循环冗余校验（CRC）来进行保证。TrVOBC通过检测轨道上的应答器，并使用收到的应答器数据从数据库搜索信息，来建立列车的位置。TrVOBC使用速度传感器的输入来测量应答器之间108、的距离，并测量列车行驶的距离。数据库包括了所有相关的轨道信息，包括停站、坡度、线路速度限制以及道岔位置等。在轨旁的TrZC可以接收其控制范围内所有列车发出的位置信息，以及道岔、计轴、紧急停车按钮、屏蔽门等状态信息。TrZC系统对所有列车提供安全的列车自动保护。阿尔斯通公司移动闭塞系统北京地铁2号线工程信号系统采用阿尔斯通公司移动闭塞系统。阿尔斯通公司提供的Urbalis移动闭塞系统是采用波导管作为车地双向连续传输的媒介。即采用沿线铺设的波导管及与波导管连接的AP设备作为轨旁与列车信息的双向传输通道。车载控制器CC通过读取沿线分布的位置精确的信标计算自己的位置。当CC经过一个信标时，CC捕获信标109、名和位置参数。CC可以据此计算它在线路上的位置并报告给区域控制器ZC。列车定位的信息为进行初始化、重新定位或精确停车等功能服务，它通过使用传感器（如车轮传感器）的车载里程计和点式信息的传输实现。位置报告信息定时发送给ZC设备。ZC设备负责收集所有的列车位置信息。它为考虑范围内的每列车配置了一个安全包络线，包括位置报告中指出的位置、速度和列车性能以及预期量，从而使自动防护相互关联，直到从列车接收到下一个位置信息。ZC设备为每个CC计算相关的运动权限，并通过“授权终点”信息（EOA）的形式发送给列车。每列车CC收到EOA信息后，计算出合理的运行曲线，控制列车安全舒适运行。交控科技公司移动闭塞系统北110、京市亦庄线和昌平线采用交控科技公司的LCF-300型移动闭塞系统。交控科技移动闭塞系统是国内自主研发的CBTC信号系统。它由ATS、ATP、ATO、CI以及DCS（数据传输系统）五个子系统组成。系统分为三层：第一层：联锁层。如果无线连续式和点式ATP级故障，作为降级运行模式，可由地面信号机系统为列车提供联锁级的防护。第二层：基于点式通信级列车控制。基于点式通信级可以作为无线连续式通信的降级模式，或在部分列车行车间隔要求较低、允许使用固定闭塞系统的线路上使用。第三层：连续式双向无线通信级列车控制。在连续式通信级，CBTC系统采用移动闭塞进行列车安全运行。列车通过检测和识别应答器来确定和校正自己的111、位置。列车及时下载DSU的铁路网络图，DSU中包含应答器的位置数据。结合来自测速电机和雷达的位移测量，列车就能知道它在线路上的绝对位置，并且发送位置报告给ZC。移动授权由轨旁ZC发送到列车VOBC，该移动授权符合移动闭塞原理的安全行车间隔并且满足来自其它的来自CI的联锁条件。LCF-300移动闭塞系统使用无线天线或波导管作为车地通信媒介，可以适应不同线路环境要求。5.2 系统方案选择信号系统方案包括正线ATC系统、正线降级系统及车辆段信号系统。5.2.1 正线ATC系统制式的选择正线ATC系统是整个信号系统的核心，系统选择需要从多个方面进行认真分析比较。通过对ATC系统技术制式与车地通信方案的112、分析，6号线正线推荐采用基于LTE车地通信传输技术移动闭塞ATC系统。5.2.2 降级系统方案设计方案推荐采用的基于无线通信的移动闭塞信号系统有别于传统的信号系统，其一，其利用车载测速设备和地面应答器确定列车位置并通过车地双向实时通信实现列车占用检测；其二，系统主要依靠车载信号显示进行列车运行控制，列车运行不再依靠地面信号机显示。基于上述这些特点，为了保证系统的可用：当系统发生局部故障等情况下列车运行的安全和线路运营的不中断；以及为救援列车、工程车等非车载装备车以及非运营时段调车、运送物品、维修等作业的行车提供一定的信号设备安全保障，提高并保证系统的可用性，本工程信号系统设置地面信号机，辅助以113、另外的列车位置检测设备，有源应答器设备，与联锁设备，车载ATP/ATO设备共同构成降级系统。1） 降级系统的列车占用检测设备降级系统的列车占用检测设备仅仅用于列车位置的确定，不再需要具备车地通信功能向列车传递列车控制信息。常用的计轴和轨道电路均可作为降级系统的列车占用检测设备，分析比较如下： 轨道电路城市轨道交通正线一般采用无缝钢轨，采用轨道电路作为辅助列车位置检测设备时应采用无绝缘轨道电路。用于固定闭塞和准移动闭塞的报文式无绝缘轨道电路均可以作为辅助列车位置检测设备，如USSI的AF-904轨道电路、阿尔斯通的SDTC-921轨道电路、西门子的FTGS轨道电路等。以上轨道电路长度一般在400114、米以下，控制距离为2.5-5公里不等。在长区间需要设置较多轨道电路，且轨道电路易受牵引回流、防迷流网布置的影响，有时受天气和钢轨光洁程度影响。 计轴设备计轴设备作为辅助列车位置检测设备能够满足本工程的需要，相对轨道电路，具有以下优点：a.道床漏泄电阻和钢轨光洁程度对计轴设备没有影响。b. 轨道区段长度不受限制。c. 无需设置绝缘节，以及与轨道电路相关的道岔跳线、轨道连接线等。目前国内采用的计轴设备主要有国产JZ1-H 型计轴设备、泰雷兹的AZLM型计轴设备、西门子的AzS 350 U型计轴设备等。相对于无绝缘轨道电路设备来说，计轴设备具有室内外设备相对简单、不受区段长度限制、维护工作量低的优点115、，因此推荐本工程以计轴设备作为降级模式下的列车检测设备。2） 降级系统的控制方式降级模式包括点式和联锁两级控制方式和仅基于联锁级的控制方式。点式 ATP/ATO降级运营方式适用于地面 ATP 设备或无线通信故障情况下的行车控制，其利用轨旁与信号机发生联系的可变数据应答器定点向列车发送前方轨道空闲信息，可以让列车根据自身存储的线路数据信息控制列车按照ATP/ATO方式行车。同时，点式 ATP/ATO 降级模式完全不依赖于车地通信系统，即使车地通信系统不具备开通条件，以点式开通的线路，仍具备 ATP/ATO 功能。联锁降级模式是在车载 ATP故障，CBTC及点式ATP模式都不可用的时候，最基础的降116、级系统。基于联锁级的降级运营方式既适用于地面 ATP 设备故障情况，又能适用于车载设备故障或未装备车载设备列车情况下的行车控制。在没有车载设备工作的情况下，司机采用人工驾驶方式按照轨旁信号机的显示和线路限速信息行车。3） 点式降级控制模式点式降级是在 CBTC 系统轨旁 ATP/ATO 计算机故障或车地无线通信故障时的降级模式。 点式降级模式在进路始端信号机外方设置有源应答器设备，应答器将相关进路的联锁信息发送给列车。列车通过有源应答器时，获取前方相关进路联锁信息和有源应答器所对应的信号机防护的进路的相关移动授权信息，指导司机或 ATO 设备控制列车运行。点式降级模式以联锁设备保证进路安全，以117、进路闭塞的方式保证列车行车间隔。系统工作于点式降级系统时，每条进路中仅允许存在一列列车，进路采用信号机至顺向信号机的办理方式，联锁设备需要检查进路内的所有区段空闲、道岔位置及锁闭、敌对信号机的状态、终端信号机的红灯灯丝状态等，另外还需要检查终端信号机内方的保护区段的空闲及锁闭状态，才能开放进路始端信号。在点式列车控制等级下，司机可以 ATO 自动驾驶模式驾驶列车或以 ATP 监控下的人工驾驶模式人工驾驶列车运行。图5.2-1 点式降级系统列车控制原理图4） 基于联锁级控制模式联锁降级模式以联锁设备保证进路安全，以进路闭塞的方式保证列车行车间隔。系统工作于联锁降级模式时，每条进路中仅允许存在一列118、列车，进路采用信号机至顺向信号机的办理方式，联锁设备需要检查进路内的所有区段空闲、道岔位置及锁闭、敌对信号机的状态、终端信号机的红灯灯丝状态等，另外还需要检查终端信号机内方的保护区段的空闲及锁闭状态，才能开放进路始端信号机。在联锁列车控制等级，司机以限制人工驾驶模式或非限制人工驾驶模式，以地面信号指示驾驶列车运行并保证行车安全。图5.2-2 联锁进路闭塞原理图5） 正线降级模式选择当轨旁 ATP/ATO设备故障导致系统失去车地间双向通信、故障区域内的列车不能按移动闭塞方式运行时，基于车载 ATP/ATO 设备完好， 配置点式降级模式，可充分发挥车载设备功能，减小此种故障情况降级模式下调度人员的119、劳动强度、提高系统的自动化程度及安全性。因此，本工程推荐正线 ATC系统的降级模式为点式ATP/ATO和联锁级两级控制方式。设置地面信号机、计轴设备，以及有源应答器设备，与联锁设备、车载 ATP/ATO设备共同构成移动闭塞系统的降级系统。5.2.3 车辆段/停车场信号系统1）车辆段/停车场信号系统方案根据长沙及国内其他城市地铁建设经验，黄梨路车辆段及梧桐路停车场信号系统有以下两种方案可供选择：（1） 计算机联锁独立控制方案在地铁建设中采用计算机联锁独立控制方案在以往建设中使用很多，车辆段作业种类多，采用计算机联锁设备，负责段内调车进路的办理，列车在段内以RM或者NRM模式运行，行车安全由人工按120、照地面设置的调车信号机显示保证。控制中心能监视车辆段内作业情况，可实现车组号的追踪；车辆段不由控制中心控制，完全由计算机联锁设备独立控制，联锁设备仅需要向ATS系统传输有关表示信息，接口较为容易。（2） 自动化车辆段/停车场控制方案在北京地铁7、14号线、长沙3号线的建设中，车辆段/停车场信号系统方案选择了自动化车辆段控制方案，在车辆段/停车场转换轨与停车列检库之间配置自动运行区域，列车在自动化区域具备CBTC级别下的ATP/ATO功能以及ATS监控功能，在列车升级CBTC后，由ATP防护列车运行安全，并能够以ATO运行自动完成正常运营的进出场/段的运行功能。自动化区域也可以降级到计算机联锁控121、制。而车辆段其它位置，如各类工程车库、内燃机车库、联合检修库及库前设置非自动化运行区域，仍采用计算机联锁控制的调车进路的办理。车辆段/停车场内每天需要进行大量的列车进出段的作业，由计算机联锁独立控制的车辆段/停车场作业在联锁办理完成调车进路后，完全由人工来保证运行过程中的安全。尤其在转换轨与停车列检库之间，列车的运行距离长、道岔多。这种方式存在调度员、司机工作量大以及可能的操作失误导致闯信号机等安全隐患。如采用自动化车辆段方案，在停车列检库内可将列车驾驶模式进行升级，也可以采用RM或者NRM模式到达转换轨进行驾驶模式升级，这种方案在日常运营的进出段作业中，保障运营列车在转换轨与停车列检库之间的122、行车安全是非常有利的。自动化车辆段/停车场需在车辆段/停车场内增加ATP/ATO地面设备以及无线信息传输设备，从投资上高于计算机联锁控制方案。综合以上因素，以及考虑长沙地铁运营需求和本工程建设特点，本次设计推荐车辆段/停车场信号系统方案采用自动化车辆段/停车场控制方案。2）车辆段/停车场列车位置检测设备选择目前国内车辆段/停车场使用的列车位置检测设备主要有 50Hz 单轨条相敏轨道电路和计轴设备。（1） 50Hz 单轨条相敏轨道电路50Hz 单轨条相敏轨道电路是国内轨道交通车辆段/停车场最常用的一种轨道电路，与其它制式的轨道电路相比，具有抗干扰性能好、设备简单、维修方便的特点，不足的是， 50123、Hz单轨条相敏轨道电路的参数调整受道床电阻的影响较大。即便如此，单轨条相敏轨道电路也已在国内各个城市轨道交通的车辆段普遍使用。（2） 计轴设备国内也有部分城轨线路的车辆段/停车场使用计轴设备，如宁波地铁一号线全部采用计轴设备。计轴设备作为车辆段/停车场列车位置检测设备能够满足本工程的需要，相对轨道电路，具有以下优点：a.道床漏泄电阻和钢轨光洁程度对计轴设备没有影响。b. 轨道区段长度不受限制。c. 无需设置绝缘节，以及与轨道电路相关的道岔跳线、轨道连接线等。目前国内采用的计轴设备主要有国产JZ1-H 型计轴设备、泰雷兹的AZLM型计轴设备、西门子的AzS 350 U型计轴设备等。综上所述，相对124、于轨道电路设备来说，计轴设备具有室内外设备相对简单、不受区段长度限制、维护工作量低的优点，采用计轴设备有利于减少设备调试工作量，若采用与正线相同的计轴设备还有利于和正线备品备件的资源共享和降低维护成本。综合考虑，本工程推荐车辆段/停车场的列车位置检测设备采用计轴设备， 备选方案为采用50Hz 单轨条相敏轨道电路设备。5.2.4 列车运行模式1） 列车运行自动驾驶方案分析自动驾驶功能是指在无司机操作的情况下系统设备按照给定的列车时刻表要求自动完成对机车的启动、加速、减速、巡航、惰行、停车及折返等功能，在ATP功能的安全防护下，将列车从一个停车点移动到另一个停车点，并遵照安全、准时、舒适、节能的原125、则顺序，系统设备自动控制列车加、减速度率，以最佳方式运行。列车自动驾驶（ATO）模式可根据列车在运行过程中需要人员的参与程度分为以下三种方式： 有司机监控驾驶模式STOSTO（Semi-Automatic Train Operation）方式是指列车按控制中心给定的指令自动运行、到站自动停稳并对准站台门后，自动打开车门，但关闭车门和启动列车发车运行的操作还须由司机人工确认和完成。目前国内普遍采用的一种驾驶模式，在北京、上海、广州等城市轨道交通运营线路普遍运用，其技术已经相当成熟，并具有完善实用的应用和管理规程，满足当前在建地铁运营的要求。此种驾驶模式中，列车多数功能都是自动的，但在以下几个方面126、需要司机介入：a. 车站发车列车在车站发车前，需司机人工关闭车门，并按压ATO发车按钮对列车发车进行初始化。列车无须人工干预自动运行至下一个车站停车。此种驾驶模式应用广泛，运营管理模式已经成熟，正线运营具有节能、舒适等优点。 此种驾驶模式满足地铁6号线的建设及运营要求。 无司机有人监控驾驶模式DTODTO（Driverless Train Operation）方式是指包括关车门、启动列车发车在内的所有驾驶操作均由系统按控制中心指令自动完成，列车监视人员只对列车设备状况和列车运行前方环境实施监视，对设备故障和意外情况进行即时处理，不直接参与正常的列车运行控制。目前国内首条采用DTO驾驶模式的首都127、机场线已经建成投入试运营，先期按照ATP驾驶模式投入运用，其DTO自动驾驶功能已调试完成，目前正等待功能验证后投入使用。DTO驾驶模式基本实现了全自动化运营模式，节约了人力资源。在正线运营时，车辆完全按运行图行车，无需司机参与，提高了列车运行的准点率，增加了旅客的舒适度。但此种驾驶模式，需在车辆段增设与自动驾驶相关的ATP/ATO地面设备、车-地通信设备等轨旁设备，设备投资较高。车辆段停车股道与正线全部纳入ATC列车自动控制范围，信号系统调试时影响车辆段其它作业，调试周期较长。目前首都机场线和上海十号线是采用DTO自动驾驶模式的线路，配套的运用和管理规程如行车组织规程等需要经实践检验，行车指挥128、人员还需要时间来学习和熟悉相关规程，以更好地指挥行车。 完全无人驾驶模式UTOUTO（Unattended Train Operation）真正实现完全无人自动驾驶，实现区间的列车停车后的自动启动及自动运行、车站定点停车、车站自动开关车门、无人驾驶自动折返、车站停车到时自动发车、自动进库休眠、自动按时叫醒、自检发现故障自动上报及按时刻表由车库自动出发等。同时对列车设备状态进行检测，对列车各系统进行自动诊断，将列车设备状况信息及故障报警信息传送到控制中心，对各种故障和意外情况需要详细分类，并做出对应的处置预案。此驾驶模式需要把车辆段及全部正线纳入ATC列车自动控制范围。需在车辆段增设与自动驾驶相129、关的ATP/ATO地面设备、车-地通信设备等轨旁设备；列车需增加具有列车监视、障碍检测、故障自动处理功能的设备等。UTO驾驶模式采用的技术先进，完全实现自动化运营，可节约大量人力资源，运营效率高。但国内暂无此驾驶模式的运营经验，车载和轨旁设备多、设备构成复杂、系统调试周期长。 驾驶模式比较a. 技术先进性UTO模式可实现完全意义上的无人驾驶，地面和车载设备技术最为先进。STO和DTO两种驾驶模式设备同样较为先进，也完全可以满足6号线对列车运行效率高、准点率高、旅客乘坐舒适、节约能源等技术水平的要求。b. 适用性STO驾驶模式在国内已经有多年的运营经验，设备能够满足线路运营的需要，配套的运营组织130、规程和规章制度健全，行车指挥人员对系统比较熟悉。DTO和UTO驾驶模式在国内基本没有运营经验，没有成熟的运营组织规程和运用经验，行车指挥人员需要时间来学习和适应新的运营模式。北京机场线投入正式运营已有一段时间，相应的规程和应用经验也日渐成熟，相对UTO来讲DTO模式在国内轨道交通适用性要好，STO适用性更好于DTO。c. 设备投资DTO驾驶模式和UTO驾驶模式要求车辆段纳入ATC列车自动控制范围且需要相应的监控设备支持，轨旁设备和车载设备相对STO来讲要增加许多，设备投资比较高。而STO驾驶模式技术相当成熟，设备构成简单，车辆段只需要配置基本联锁设备和相应车载日、月检设备，车载也仅需配置必要的131、保障列车运行安全和自动驾驶需要的信号设备，设备投资相对较少。d. 调试周期相对STO模式，DTO和UTO模式系统设备技术含量高，功能更为强大和复杂，系统设备的调试周期相对较长。尤其是UTO模式系统，由于需要配备更多的用于轨道障碍检测的设备、车载视频监控设备及乘客与中心调度直接通话等设备，所需的设备调试周期更长。e. 设备故障或突发事件处理作为城市主要线路的轨道交通系统，承担着巨大的客流运输压力。轨道交通是一个复杂的运输系统，它结合了各专业各种系统来保障正常的客运组织。任何一个系统和一个专业出现问题均可能影响列车的正常运行。设备故障或突发事件影响行车是不可避免的，这种情况下，列车上的人工参与显得132、尤其重要。UTO模式列车上由于无人，在此情况下将会比较被动，特别是由于设备或线路等故障造成列车在区间发生停车问题时，处理是非常困难的。STO和DTO相对来讲在设备故障和突发事件的处理方面要好得多，人工可以直接参与列车控制及运行或指挥乘客相应的行动。6号线轨道交通自动驾驶模式的选择长沙轨道交通6号线是长沙市城市轨道交通线网中的骨干线路，是唯一直接联系城市“一主两次五组团”中的“一主两次”（城市主体和岳麓、星马两个片区）的轨道交通线路，线路较长为47.9km，大部分线路处于商业繁华区，交通压力大。 在大客流的运输压力下，如采用UTO模式出现突发事件或设备故障问题会导致线路处于临时中断状态，应急措施133、的实施较为困难，甚至会引起整个长沙市整个交通路网运输秩序的混乱，影响市民正常工作和生活。国外UTO驾驶模式的线路一般为客流量较小、不影响整体线网运营的交通线路，如一些观光旅游线路或市区至机场的捷运线路等。对于在城市轨道交通起重要作用的线路，UTO模式显然不太适用。系统中UTO设备投资在三种驾驶模式的是最高的，仅全自动车辆段的设备投入就需要三四千万人民币的投资，再加上为保证运营安全和便利配备的必要车载监控通话等设备，前期增加的投资将会达到五六千万，相对信号系统的整体投资来说也占有相当的比重。DTO同样需要全自动化的车辆段，虽然无须配备车载监控和通话设备，但增加的投资也不是一个小数目。运营公司的行134、车组织管理和运营规程的编制需要参照国内既有运营线路的管理和运营经验，在国内尚无成熟的DTO和UTO运营模式和运营管理情况下，采用DTO和UTO自动驾驶模式无论对管理人员还是对运营指挥人员来讲都是一个不小的挑战。综上所述，采用有司机监控的STO自动驾驶模式是切合实际并能够满足长沙市轨道交通6号线运营需求的。2） 列车运行模式建议的列车运行模式的基本原则是采用有司机监控模式，系统正常条件下的ATO自动驾驶模式为STO模式。列车具备以下四种主要驾驶模式。 ATO自动驾驶模式系统日常运行时，所有列车都处于自动模式。自动模式中，多数列车功能都是自动的，如加速、惰行、减速和停站。要求司机在列车从车站发车前135、人工关闭车门，并按压ATO发车按钮对列车发车进行初始化。在自动模式下，一旦已从车站发车，列车在不要求任何人工干预的情况下，从一个车站开往下一个车站。全部列车功能将由信号车载设备自动控制。此种模式被启动后，将无须司机干预。 ATP监督人工驾驶模式此模式与自动模式非常相似。ATC系统仍然提供列车进路自动设置。司机根据车载信号人机界面指示控制列车运行，对列车提供所有的ATP保护。ATP监督人工驾驶模式提供全部ATP功能，但列车运行仍由司机控制。列车加速、惰行、减速、停车和开门都由司机人工直接控制，并由ATP系统监控。门的控制（包括开和关）由司机进行，并可在列车停稳在站台，并且“列车停稳”灯点亮的任何136、时候，由司机启动。车门、站台门关闭后，只有在预定发车时刻到达、或列车进路设置好后才能发车。 ATP限制人工驾驶模式限制人工驾驶模式提供非常有限的ATP防护功能，ATP系统提供的唯一功能是超速防护，确保在ATP限制人工模式运行时，车速不能超过25Km/h（速度值可根据运营要求进行适当调整）。如果车速超过了速度限制极限，则ATP车载设备采取紧急制动停车。 非限制人工驾驶模式车载信号系统支持非限制人工模式列车的运营。ATC区域的非限制人工模式运行可用于无通信能力的列车和无车载配备的列车。在此模式中，所有列车功能包括列车运行和门控制都由司机人工控制，无超速防护功能。车辆运行安全完全由司机人工保证。5.137、3 线路运营能力分析 5.3.1 能力分析基础参数1) 线路条件线路条件依据总体组提供线路平纵断面图，包括线路的平纵断面图、坡度表、车站表和线路曲线表。主要技术参数与技术指标参看4.1节基础参数。2) 车辆条件车辆采用标准A型车，6辆编组。能力仿真使用的主要技术参数如下表：车辆参数 表5.3-1项目仿真条件备注列车长140m6辆编组加速度1.0 m/s2速度范围040Km平均值加速度0.6 m/s2速度范围080Km平均值最大常用制动减速度1.0 m/s2实用系数0.8 紧急制动减速度1.2 m/s2实用系数0.8 3) 与列车运行相关技术参数的取值 列车运行参数 表5.3-2项目仿真条件备注138、车载设备响应 + 空走时间3s信号车载设备测速误差2%信号车载设备定位误差2%有道岔转动的进路建立时间15s无道岔转动的进路建立时间6s列车最高运行速度为80km/h，本次初步设计牵引计算考虑ATO限速取值75km/h。4) 列车停站时分6号线初、近、远期列车停站时间表5.3-3车站名称初期近期远期梧桐路353535紫荆路353535金菊路404040红枫路353535枫林路353540长川路353535麓松路353535麓谷西353535麓枫路353535玉兰路353535望岳路353535教师村353535岳华路353535桐梓坡路404040文昌阁404040芙蓉中路353535烈士公园139、353535迎宾路口404040窑岭404040朝阳村403535东郡403535人民东路353535花桥村353535双杨路353535红旗路353535合平路353540东四线353535黄兴大道南353535东十一线353535蓝田大道353535空港城353535黄金大道353535临空产业园353535西航站区353535东航站区35合计122512151260注：列车停站时分由运营组织专业提供。5) 列车运行交路主线采用大小交路套跑形式，分别是梧桐路站至东航区站（西航区站）的交路和麓谷西站至东四线站的交路。以下分别按照大小交路形式对线路运营能力进行分析。5.3.2 大交路线路运营能140、力分析（梧桐路站至西航区站）1) 列车停站时分列车停站时分 表5.3-8序号车站名停站时间（秒）序号车站名停站时间（秒）1梧桐路站3518迎宾路口站402紫荆路站3519窑岭站403金菊路站4020朝阳村站354红枫路站3521东郡站355枫林路站4022人民东路站356长川路站3523花桥村站357麓松路站3524双杨路站358麓谷西站3525红旗路站359麓枫路站3526合平路站4010玉兰路站3527东四线站3511望岳路站3528黄兴大道南站3512教师村站3529东十一线站3513岳华路站3530蓝天大道站3514桐梓坡路站4031空港城站3515文昌阁站4032黄金大道站3516芙141、蓉中路站3533临空产业园站3517烈士公园站3534西航区站35合 计1225秒注：列车停站时分由运营组织专业提供。2) 列车站间运行时间列车站间运行时间 表5.3-9序号车站名称中心里程站间距上行（s）下行(s)1梧桐路站K10+8321581.000106.22106.072紫荆路站K12+4131942.000126.64125.693金菊路站K14+3551279.00092.4290.414红枫路站K15+634905.00070.6769.485枫林路站K16+5391365.00091.5692.756长川路站K17+9041794.000128.93129.457麓松路站K1142、9+698968.20072.5172.518麓谷西站K20+666.21426.00094.4994.499麓枫路站K22+092.21395.80093.0493.0410玉兰路站K23+4881057.20076.7876.7811望岳路站K24+545.21310.50090.7190.7312教师村站K25+855.7861.60067.3967.3913岳华路站K26+717.31167.80083.2882.0914桐梓坡路站K27+885.12665.400164.94163.8715文昌阁站K30+550.5807.80064.816616芙蓉中路站K31+358.31316143、.700102.12102.4917烈士公园站K32+675979.60074.2573.0618迎宾路口站K33+654.61530.900114.69113.5519窑岭站K35+185.51186.30082.9884.1720朝阳村站K36+371.81951.050119.69119.6921东郡站K38+322.85841.15066.4166.4122人民东路站K39+1641081.90079.179.2323花桥村站K40+245.91267.40091.0588.8624双杨路站K41+513.32002.200122.14122.1425红旗路站K43+515.51585144、.400103.33102.1426合平路站K45+100.91176.50082.5183.727东四线站K46+277.42234.600136.33137.7428黄兴大道南站K48+5122065.000125.16125.1629东十一线站K50+5772103.000128.93128.8830蓝天大道站K52+6801534.000101.32101.431空港城站K54+2141894.000116.95116.9532黄金大道站K56+1081244.00098.6898.9433临空产业园站K57+3521083.00088.6988.6634西航区站K58+4353) 列145、车技术速度与旅行速度长沙市轨道交通6号线工程采用自梧桐路站至西航区站的交路运行。近期技术指标： 列车技术速度：上行52.59Km/h，下行52.67Km/h； 列车旅行速度：上行38.83Km/h，下行38.87Km/h。4) 行车间隔本次信号系统设计推荐采用移动闭塞系统，行车间隔按移动闭塞系统制式进行仿真计算。远期正线车站间设计行车间隔如下表所示：远期正线车站间设计行车间隔 表5.3-10序号车站名称站间距上行（s）下行(s)1梧桐路站1581.00086.87110.752紫荆路站1942.00088.4386.873金菊路站1279.00086.8788.434红枫路站905.00088146、.4386.875枫林路站1365.00086.8788.436长川路站1794.00086.8787.117麓松路站968.20086.8786.878麓谷西站1426.00086.8786.879麓枫路站1395.80086.8786.8710玉兰路站1057.20086.8786.8711望岳路站1310.50086.8786.8712教师村站861.60086.8786.8713岳华路站1167.80088.4386.8714桐梓坡路站2665.40088.4388.4315文昌阁站807.80086.8988.4316芙蓉中路站1316.70086.8783.4317烈士公园站979147、.60088.4386.8718迎宾路口站1530.90088.4388.4319窑岭站1186.30086.8788.4520朝阳村站1951.05086.8786.8721东郡站841.15086.8786.8722人民东路站1081.90086.8786.8723花桥村站1267.40086.8786.8724双杨路站2002.20086.8786.8725红旗路站1585.40088.4386.8726合平路站1176.50086.8788.4327东四线站2234.60086.8786.8728黄兴大道南站2065.00086.8786.8729东十一线站2103.00086.878148、6.8730蓝天大道站1534.00086.8786.8731空港城站1894.00086.8986.8732黄金大道站1244.00086.3383.4333临空产业园站1083.000122.8583.4334西航区站从以上仿真计算结果可以看出，6号线线路运行能力可以满足120s的运营行车间隔的要求，区间行车间隔满足设计行车间隔90s的能力要求。5) 出入场能力出入场能力包含两部分：1：场内（列检库-转换轨）运行能力；2：出入场线（转换轨-正线车站）运行能力；在计算以上两种能力得到运行结果后，取其结果较大者（不利）作为出入段能力最终结果。（1） 场内运行能力分析A列车自转换轨进库运行能力计149、算图B.列车出库至转换轨运行能力计算图（2） 出入场线运行能力分析A.CBTC模式出入场线转换轨追踪间隔B.CBTC紫荆路站入场线入场能力C.CBTC紫荆路站出场线出段能力综合段内运行能力和出入段线运行能力分析，CBTC模式，入段能力为105.3s。CBTC模式，出段能力为99.09s。6) 折返能力（1） 梧桐路站折返梧桐路站折返示意图如下：图5.3-3梧桐路站折返示意图列车由下行站台进入停车道，再折返进入上行站台发车。梧桐路站折返能力分析图如下：梧桐路站折返能力为110.75s。（2） 枫林路站折返枫林路站折返示意图如下：图5.3-4枫林路站折返示意图列车由下行站台进入停车道，再折返进入上150、行站台发车。枫林路站折返能力分析图如下：枫林路站折返能力为111.36s。（3） 西航区站折返西航区站折返示意图如下：图5.3-5西航区站折返示意图列车由上行站台进入停车道，再折返进入下行站台发车。西航区站折返能力分析图如下：西航区站折返能力为122.85s。7) 后备模式能力信号系统具备后备模式运营能力，在主系统故障情况下，系统可以采用后备信号设备组织列车运营。根据6号线线路实际条件，在布置出发、防护信号机以及必要的离去区段的条件下进行能力仿真分析。在无道岔分区的区间增加离去计轴点，如下图所示：下表为后备模式运营下的行车间隔数据：后备模式运营下的行车间隔 表5.3-11序号车站名称站间距上行151、（s）下行(s)1梧桐路站1581.000179.83196.292紫荆路站1942.000205.35193.623金菊路站1279.000166.03169.024红枫路站905.000149.23143.195枫林路站1365.000165.55166.896长川路站1794.000202.43203.067麓松路站968.200146.12146.128麓谷西站1426.000168.1162.429麓枫路站1395.800166.65166.6510玉兰路站1057.200150.39149.3911望岳路站1310.500164.32164.3412教师村站861.60014114152、0.3513岳华路站1167.800161.99155.714桐梓坡路站1014.00092.490.1区间信号机1651.400150.4146.715文昌阁站807.800139.39144.6116芙蓉中路站1316.700175.73176.117烈士公园站979.600152.96146.7718迎宾路口站1530.900193.3192.1619窑岭站1186.300156.59162.8720朝阳村站1951.050193.3193.321东郡站841.150140.02134.3422人民东路站1081.900152.81152.8423花桥村站1267.400163.5716153、2.5724双杨路站2002.200195.75195.8525红旗路站1585.400181.94175.7526合平路站1176.500147.13162.3127东四线站2234.600209.94211.3528黄兴大道南站2065.000198.77197.1329东十一线站2103.000202.64202.4930蓝天大道站1534.000169.25175.1131空港城站1894.000191.54190.5632黄金大道站1244.000173.27172.5533临空产业园站1083.000196.29162.9434西航区站由此全线可实现3.5分钟的运行间隔能力。5.4154、 工程实施方案根据工期计划，6号线计划2021年先期开通6号线中段（枫林路站至东四线站）， 西段工程和东段工程预计2022年建成开通，初期2024年6号线全线贯通运营。6号线分西、中、东三段实施，并预留继续往东延伸的条件。由于6号线工程存在分段开通的情况，则在本线设计时，在枫林路站和东四线站进行相关的接口衔接，并线路衔接进行方案设计，并在6号线西段工程和东段工程工程概算中考虑工程衔接的相关费用。5.4.1 分段开通的设计原则在6号线中段设计时应充分考虑6号线全线的系统接口，确保6号线全线的实施不对6号线中段设备运行造成影响，且在6号线中段预留6号线全线接口，方便6号线全线工程的接入及调试开通。155、根据信号系统的技术特点，6号线中段、6号线全线工程信号系统的衔接及贯通运营的设计方案有如下几点要求：（1）设备分界区域划分联锁和 ATP/ATO 区域划分应尽量减少6号线全线工程接入对6号线中段的影响， 对6号线中段、6号线全线联锁/ATP 控区设置尽量考虑独立性。（2）系统预留接口系统设计需充分考虑系统的可扩展性设计、系统能力、容量、软硬件设计等内容，各子系统将预留所有 CBTC 功能下硬件及软件接口，实现先开通线路与后续线路的 CBTC 系统全功能联调，使系统硬件和软件的修改和升级工作量最小化，保证不影响系统正常运营。系统的处理能力应按全线开通考虑，充分考虑系统的可扩展性、系统能力、系统容156、量、软硬件设计等因素。6号线全线开通后宜不再对系统的设计能力及系统容量进行扩容。1）联锁系统6号线中段工程建设期间， 宜将6号线中段与6号线全线衔接站全部实施，全线贯通运营后，尽量不增加衔接车站联锁系统硬件设备数量，仅对其相应的软件进行升级。2）ATS 子系统6号线全线工程中需新建的各个正线车站新建 ATS 车站设备和 ATS 停车场设备，在6号线中段工程设计时，6号线中段和6号线全线 ATS 系统相对独立，预留与6号线全线的相关接口。对于中心 ATS 系统，6号线中段工程与6号线全线工程将采用一套 ATS 中心设备。 ATS 软件在6号线中段软件基础上进行相关内容的扩容及修改。3）ATP/A157、TO 子系统与联锁类似，6号线中段、6号线全线工程的轨旁 ATP/ATO 设备在控制区的划分上需考虑分期实施要求：将6号线中段工程设计终点作为6号线中段工程与6号线全线工程相邻两个 ATP/ATO 主机设备控制范围的分界点，全线贯通运营后，尽量不增加衔接车站的 ATP 管辖区的范围，仅对其相应的软件进行升级。6号线中段工程车载ATP/ATO 按6号线中段设计，6号线全线工程实施时只需进行车载软件数据的升级改造， 应不涉及硬件改造。一期车载设备具备6号线全线数据扩展能力预留，全线贯通运营后，不增加车载 ATC 硬件设备的数量，仅对相应的电子地图等软件进行升级。4）数据通信设备6号线中段预留相关数158、据传输设备的软硬件接口条件。全线贯通运营后，不增加中心、既有相关车站数据传输设备硬件。5） 维修子系统6号线中段预留6号线全线系统设计能力及硬件接口条件。全线贯通运营后，不增加维修中心核心设备、相关车站维修系统硬件设备的数量，仅对相应的软件进行升级。5.4.2 长沙6号线中段工程实施考虑根据以上几点要求，6号线中段工程各子系统设备采用一体化设计，各子系统尽量预留与后续线路衔接的硬件及软件接口，使系统在后续全线开通时， 硬件和软件的修改和升级工作量最小化。下面将结合各子系统进行详细论述。（1）ATS 子系统全线采用一个完整的 ATS 控制系统，采用一套 ATS 中心设备控制。控制中心 ATS 系159、统的各工作站、运行图终端、维护终端、中心控制服务器、电源设备等，其容量需满足全线运行控制要求，系统软件按控制全线设计。设备安装可在6号线中段工程全部完成，6号线全线工程实施时硬件设备可不增加，仅需对系统软件进行升级替换，将6号线全线工程纳入其监控范围。（2）联锁子系统6号线中段、6号线全线工程的联锁设备在联锁区的划分上需考虑分期开通的要求：将6号线中段工程设计终点作为6号线中段工程与6号线全线工程相邻两个联锁区管辖范围的分界点。（3）ATP/ATO 子系统与联锁类似，6号线中段、 6号线全线工程的轨旁 ATP/ATO 设备在控制区的划分上需考虑分期实施要求：将6号线中段工程设计终点作为6号线中160、段工程与6号线全线工程相邻两个 ATP/ATO 主机设备控制范围的分界点。6号线中段工程车载 ATP/ATO 按6号线中段设计，6号线全线工程实施时只需进行车载软件数据的升级改造，基本上不涉及硬件改造。（4）数据通信设备6号线全线工程实施时仅需将新增线路的通信网络系统接入既有6号线中段工程的通信网络。通过对数据进行配置，便可实现对全线（包括6号线中段、6号线全线）网络结构及数据的升级改造。5.4.3 长沙6号线全线工程实施方案6号线全线工程信号系统在工程实施过程中，应尽量避免对6号线中段线路正常运营的影响，在6号线全线工程安装调试的过程中，应制定严格的安全防护规则，并根据需要设置过渡期间的物理161、防护措施，如设置车挡、信号机、警示牌等。6号线全线工程各子系统的实施方案如下：（1）ATS 子系统6号线全线工程在新建的各个正线车站新建 ATS 车站设备和 ATS 停车场设备。工程实施可直接按照新建模式进行，不会对6号线中段工程线路的正常运营造成影响。对于中心 ATS 系统，6号线中段工程与6号线全线工程将采用一套 ATS 中心设备。 ATS 软件在6号线中段软件基础上进行相关内容的扩容及修改，改造后的 ATS 软件，可实现对全线（包括6号线中段、6号线全线）一体化监控。届时整个信号系统采用模拟调试，穿插调试（运营结束期间调试、运营时恢复）的方式进行衔接实施即可。（2）ATP/ATO 地面设162、备在6号线全线工程的车站及沿线（含停车场）新建 ATP/ATO 地面设备，通过升级6号线中段接口站 ATP/ATO设备相关软件完成与6号线全线的系统接口。为便于调试6号线全线工程可采取临时设置数据存储单元等设备进行调试。除与6号线中段的系统接口外，工程实施可直接按照新建模式进行，新建设备可以先独立进行调试，接口内容可采用模拟的形式。待独立调试结束后，利用穿插调试的手段进行系统的接口调试。在实施过程中，所涉及的6号线中段车站相关机柜内的软件调试工作可在夜间线路停运后进行，在运营开始前恢复6号线中段设备的运营状态，如此可避免对运营线路的影响，从而实现 ATP/ATO 地面设备的有效衔接而且不影响既163、有线路的正常运营。（3）车载 ATP/ATO 系统需对6号线中段工程的已运营列车车载设备进行相应软件改造，以适应全线信号系统设备对列车运行的监控需要。6号线全线工程新增列车车载设备按适应全线进行设计，可在试车线静态及动态调试结束后利用夜间非运营时间进行线路调试，一旦调试成功便可投入运营，替换6号线中段工程车辆，以便6号线中段工程车辆进行 ATP/ATO 车载数据修改及调试。如此实现在不影响既有线路正常运营的前提下完成所有ATP/ATO 车载设备的调试工作。6号线全线新增列车的 ATP/ATO 车载设备和改造后的6号线中段既有 ATP/ATO 车载设备都将具有在全线运营的能力。（4）计算机联锁系164、统与 ATP/ATO 地面设备类似，在6号线全线工程的车站及沿线新设联锁设备，通过改造6号线中段接口站的相关软硬件，完成与6号线全线的系统接口。除与6号线中段的系统接口外，工程实施可直接按照新建模式进行，新建设备可采用模拟的形式先进行独立调试，待独立调试结束后，利用穿插调试的手段进行系统的接口调试（与6号线中段接口的实施方式同 ATP/ATO 地面设备），从而实现联锁设备的有效衔接而且不影响既有线路的正常运营。（5）数据通信系统与 ATP/ATO 地面设备及联锁类似，在6号线全线工程的车站新设数据通信设备。将6号线全线工程纳入6号线中段工程的网络。工程实施可直接按照新建模式进行，新建设备可采用165、模拟的形式先进行独立调试，待独立调试结束后，利用穿插调试的手段进行6号线中段、 6号线全线网络贯通调试，从而实现数据通信设备的有效衔接而且不影响既有线路的正常运营。（6）维修中心通过对6号线中段工程的维修中心服务器等设备进行软件升级，具备全线设备状态、故障报警的监测和全线培训的能力。维修中心的升级需要在夜间运营结束后进行，在运营开始前本期工程设备的运营状态，避免与运营线路的影响。总之，在进行6号线全线与6号线中段工程接口改造时应尽量减少对6号线中段正常运营的影响，保证实现6号线全线与6号线中段的衔接。第6章 系统主要功能长沙轨道交通6号线横贯长沙繁华的商业区，线路长、客流大、要求行车间隔小，为166、确保行车安全、提高运输效率、改善工作环境、促进管理的现代化，长沙轨道交通6号线工程信号系统推荐采用基于通信技术、功能完备、科技含量高、安全可靠、先进成熟的列车自动控制ATC系统，它包括四个子系统： 列车自动监控子系统（ATS）； 列车自动防护子系统（ATP）； 列车自动驾驶子系统（ATO）； 联锁子系统（CI）。四个子系统基于先进的通信信息交换网络构成闭环系统，可以充分发挥信号系统保证行车安全、提高运行效率、缩短行车间隔、提高运输能力和服务质量的作用，实现迅速、及时、准确的行车调度指挥和运输管理现代化，增强长沙地铁运营系统对客流冲击的承受能力，并为旅客提供舒适、快捷、现代化服务。6.1 ATS167、子系统ATS列车自动监督子系统，是根据列车时刻表为列车运行自动设定进路，指挥行车，实施列车运行管理等技术的总称。ATS子系统是ATC系统的上层管理部分，负责监督、控制和调整列车间的有效运行，能根据客流量选定并维护运行图（时刻表），根据实际运行情况，自动或人工调整站停或区间运行时分，是保证地铁运输效率、提高服务质量的重要设备。通常由控制中心、车站及车辆段设备组成，主要设备均采用双机热备或三取二冗余方式，当主机出现故障时，可以做到无扰自动或手动切换至备机，保证系统的可靠运行。其具备以下主要功能：1） 列车自动识别及自动追踪功能；ATS系统实现全线正线、车辆基地的列车自动识别、自动追踪，并显示车次及168、列车进入、驶出管辖区的车次自动移位。2） 提供列车运行调整功能；ATS系统根据列车偏离当日计划（实施）运行时刻表的程度，提供列车运行自动调整方式和人工介入调整方式： 偏离时间在一定范围内时，ATS系统利用运行图的冗余能力，通过选择ATC运行等级自动调整列车在区间的运行时分及站停时间，使全线列车按照调整后的时刻表运行。 在特殊情况下或偏离时间较大时，则需要行车调度员的人工介入，通过人机对话方式进行人工在线调整。3） 根据列车时刻表进行进路的自动控制功能；ATS子系统与其它子系统结合，可对进路的办理和建立进行控制，具备控制中心自动控制、控制中心调度员人工介入控制和车站自动控制、车站现场人工控制功能169、。系统正常运用时，以控制中心自动控制为主，但人工介入控制优先，控制中心设备或网络通道故障以及运行需要时可降级为现场自动控制或现场人工控制。可以办理列车车站跳停、区间封锁、提前发车、车站扣车、紧急关闭等作业。可以根据运行图实现自动排列进路和办理自动折返进路。当车载设备故障或无车载设备的列车驶入，ATS可以设定全部或部分区段降级为降级模式，通过有关现场值班人员的办理、系统可降级为进路闭塞方式组织运营。4） 通过运行图工作站实现时刻表的编制与管理的功能；通过运行图工作站实现自动或手动编制系统运行需要的各种时刻表，并可以进行修改，编制后的时刻表在数据库服务器的磁盘机内存储。运行图编制完成后，可以通过计170、划员工作站调用，以所定义的速度（不小于10倍速）进行系统仿真运行；存储的时刻表一旦被调度人员确认并进入在线系统，即可成为可实施的计划运行时刻表，直至时刻表变更。控制中心系统可提供多种时刻表（如平日，节、假日，特殊活动日及适应不同季节、不同时段的时刻表）。通常编制时刻表需记入下列信息：车次，列车停靠站台，车站到、发时刻及通过、始发站、终到站。5） 运行图控制功能；ATS中心计算机根据编制的时刻表及列车的实际运行情况，自动产生计划和实际运行图，可在控制中心的绘图仪或打印机上按指定的时间间隔及不同的颜色输出；运行图也可在有关工作站上显示并再现。6） 列车运行的实时监视功能；系统根据现场ATS分机采集171、的信息在中心大显示屏上动态显示全线线路、车站、车辆段、停车场、折返线、道岔、信号机、进路、以及在线列车运行的实际位置及各种状态。 在各调度台的彩色显示器上根据操作员或调度员的各种操作能给出所需的各种显示，包括各车站的详细站场情况、所管辖范围内的各种设备状况、详细的报警信息、操作及控制指令的显示、时刻表及列车调整的各种参数的显示、各种统计报告及系统的运行状况和提示、告警。7） 系统设备的实时监测功能；ATS控制中心系统对管辖范围内的ATS分机进行监视，系统内的主要设备具有自检测及故障监视功能，并能接收来自于ATP、ATO、联锁子系统的故障报警信息，一旦检测到故障信息，即送至控制中心计算机/信号维172、修中心，并在相关调度工作站或工程师工作站上给出报警。控制中心主要设备、现场分机构成均应采用热备方式。当主机出现工作异常时，可自动切换至备机，保证系统不间断运行。8） 控制车站发车计时器；通过现场ATS分机驱动车站发车计时器，向工作人员和乘客提供车站发车时机及早晚点提示。正常情况下，列车在站台停车后，按系统给定站停时分倒计时，显示距计划时刻表的发车时间，为零时指示列车发车；正计时为发车晚点。特殊作业发车计时器应有特殊标志。9） ATS控制中心负责与其它系统进行信息交换；与通信系统主时钟接口，获得整个ATC系统的基准时间。与通信无线系统、网络传输系统接口，利用通信平台，传送相应的数据。与综合监控系173、统、旅客服务系统接口，提供列车位置信息、时刻表信息以及信号系统可提供的其它信息。10） 培训及运行模拟功能；系统具有在线和离线工作状态的模拟培训设施。模拟培训设施以本线的线路、车站配线及在线运营列车等状况为对象，对调度员进行全面的培训，所有的操作及功能应用都应得到培训；控制及显示信息与实际使用的系统一致。离线工作状态时可作为培训列车调度员及维修人员之用，在线工作状态时可对ATS 子系统设备进行试验及调试。11） 记录与回放功能；ATS子系统支持历史数据的记录和回放功能，以便在出现问题时可以追溯历史。控制中心的ATS记录了各种相关报警和事件，其中包括来自车站联锁和ATO系统的信息。12） 统计、174、报告功能；13） 系统故障复原处理。6.2 ATP子系统ATP列车自动防护子系统，是对列车运行自动实施列车追踪间隔和超速防护控制技术的总称，它作为ATC系统的安全核心，由车载设备和地面设备组成，符合故障安全的原则。该子系统由列车自动防护的轨旁设备、车载设备组成，利用轨旁ATP设备向车载ATP传递信息，实现列车运行的安全间隔和超速防护，并负责车门和站台站台门的联锁关系，是保证列车运行安全的重要设备。ATP列车自动防护子系统具备以下主要功能:1） 自动检测列车位置；2） 确定ATP信息的发送方向，以满足双向运行的需要；3） 通过车地传输通道向车载ATP设备传送列车安全运行的控制信息，防止因敌对移动175、道岔错误设置/移动引起的冲突；4） 保证列车之间的安全运行间隔，满足设计追踪间隔和折返间隔；5） 对车门开关进行监控；6） 实现与ATS、ATO及联锁系统的接口及信息交换；7） 通过司机或自动实现列车驾驶模式转换，实现与车辆的接口及信息交换；8） 列车运行状态、设备状态、驾驶模式等信息的显示及记录；9） 列车实际运行速度、列车限速、目标速度、目标距离等信息显示；10） 具有轮径自动、人工补偿功能；11） 列车超速、设备故障等报警；12） 监测列车的完整性；13） 对站台紧急停车按钮的监测及响应。6.3 ATO子系统ATO子系统是自动实行列车加速、调速、停车和车门开闭、提示等控制技术的总称，是176、自动控制列车运行的设备。ATO系统是列车运行自动化系统中的高层次环节，在ATP系统的安全防护下实现列车自动驾驶，对提高运行效率，提高列车运行的准点率和安全性，完成运行自动调整，改善司机劳动条件，实现列车经济运行等具有重要作用，可实现车站站台定点停车控制、舒适度控制及节省能源。另外采用ATO系统可保证高密度行车间隔，克服初、近期节假日高峰客流突发变化，也可在初近期采用小编组高密度行车，节约运营成本。ATO子系统由车载设备和地面设备组成，其主要功能如下：1） 完成列车的速度控制（牵引、惰行、制动控制），保证列车按照计划运行图运行； 2） 定点停车功能；3） 控制列车对车门、站台站台门进行开、关门控177、制；4） 实现列车的有人或无人自动折返；5） 列车运行自动调整；6） 记录报警操作；7） 为列车自动广播提供信息；8） 列车节能控制。6.4 CI子系统CI子系统联锁设备是保证列车运行安全的设备，实现列车进路上道岔、信号机、轨道区段正确的联锁，因此必须满足故障安全原则。正线车站的联锁设备均采用计算机联锁，采用的计算机联锁设备必须具有成熟运用经验，必须经过有关权威机构的安全测试认证，并满足6号线所有联锁和接口要求。计算机联锁系统，除能保证实现列车进路上道岔、信号机、轨道电路间正确的联锁关系以及系统的自诊断、故障报警外，还应具有下列功能：1） 对正常进路防护的同时，根据地铁安全要求建立列车进路的保178、护区段并予以防护，并能防止侧面列车冲突。2） 除在现地工作站上对设备集中站控制范围内的道岔实行单独操作和单独锁闭，对列车开放引导进路外，还能对道岔、信号机、轨道电路区段等信号控制单元实施封锁，禁止通过该单元排列进路。3） 向ATP提供信号机状态、列车进路的设置情况、保护区段的建立、轨道区段临时限速以及区间运行方向等信息。4） 系统具有完善的自诊断功能，对包括联锁设备以及UPS电源、轨道区段等实施监督，并能根据用户需要经通信传输通道实现车辆段、维修中心的远程故障诊断。5） 根据运营提出的要求完成与车辆段以及其它地铁线路的特殊接口功能，完成必要的逻辑判断以对其接口对象进行正确控制和监督。6） 具备179、完善的点式降级系统，实现进路控制，当连续式车地通信设备或连续式ATP/ATO设备故障，以及其他原因导致连续式ATP/ATO功能丧失的列车驶入，可以设定全部或部分站间降级为进路点式控制方式。通过有关车站值班人员的办理、系统实现降级运行模式。7） 当CBTC列车定位功能故障时，通过计轴等辅助列车占用检查设备，实现对故障列车占用区段的保护，计轴故障不影响CBTC列车正常运行。6.5 维护监测子系统为方便信号系统的维护，提高信号系统的可用性和可维护性，信号维护监测子系统设备包括维修中心设备、集中站和车辆段/停车场计算机监测设备、各维修工作站及维修网络等，利用计算机、 网络和通信技术，完成对信号系统设备180、的状态集中监视和报警，实时监测信号设备的使用情况，定位故障地点，分析故障原因，统计故障时间，为实现信号系统设备“ 状态修” 创造条件。 维护监测子系统主要功能有： 为方便信号系统的维护，提高信号系统的可用性和可维护性维修系统的主要功能有：1） 基础信号设备如信号机、道岔、轨道电路的状态监测报警、预警功能；2）ATC系统设备的监测报警信息的处理功能；3）所有电源系统的状态监测报警、预警功能；4）所有信号设备的健康状态档案；5）对各设备的维护统计和分析、辅助设备的维护管理等。6.6 试车线设备功能在车载设备维修、更换或必要时后，可通过试车工作站或操作盘，在试车线上对车载设备进行测试和实验，测试和实181、验的主要内容应至少包括：1）各种驾驶模式测试；2）各种折返模式测试；3）各类系统性能参数测试；4）车载显示测试；5）报警，登录和诊断测试；6）与其它系统的接口测试；7）制动测试。6.7 培训中心功能信号培训系统主要用于对信号维护人员进行ATC系统功能和原理的培训，维护人员能掌握ATC设备的工作原理、设备性能、故障识别和处理，保证轨道交通系统的正常运营。维修人员通过对实物操作、实际故障设置及排除，正确使用测量工具，掌握基本维修操作技能和预防措施，能够识别、分析并排除每项故障，更换硬件模块等。原则上，培训设备应能至少体现正线区段内一个集中联锁区室内和轨旁设备工作状态及一个ATP/ATO车载设备的工182、作状态。培训系统的主要功能应包括：1）ATS 系统应用软件的功能验证及调试；2）全部联锁设备的模拟培训（包括计轴、应答器）；3）车-地通信子系统模拟培训；4）ATP/ATO地面设备模拟培训；5）ATP/ATO车载设备模拟培训。第7章 信号系统的构成长沙轨道交通6号线采用完整配置的ATC系统。不同信号系统承包商提供的信号系统构成会有差异，但必须功能完备，方便操控并尽量减少硬件设备数量以降低工程投资、减少维护工作量及备品备件，并须满足远期列车运行要求，并留有一定余量。信号系统按设备布置划分可分为五部分： 控制中心设备； 正线车站与轨旁设备； 车载设备； 车辆段（含试车线）/停车场设备； 维修及培训183、中心设备。7.1 控制中心（OCC）设备根据长沙地铁的整体规划，长沙6号线在东四线站新建控制中心，与7,8,9后续线路共用控制中心，6号线控制中心配备相应信号设备对本线进行管理。控制中心设备是ATC系统完成列车自动监控的核心部分，属ATS子系统。控制中心设备包括：中心ATS计算机系统（含中心控制主机、中心通信处理器、中心数据库服务器、中心局域网及外部通信接口设备等）、大显示屏、调度员工作站和调度长工作站、时刻表编辑工作站、打印机、维修工作站/培训员工作站等。1） 中心ATS计算机系统中心计算机系统包括中心控制主机、中心通信处理器、中心数据库服务器、中心局域网及外部通信接口设备。为保证系统的可靠184、性，上述主要硬件设备均为主/备双套热备方式，可自动切换或人工切换。2） 中心大显示屏（由其它专业提供）设于控制中心控制室，用于实现正线、出入场（段）线列车运行及系统设备状态的监视，由显示设备和相应的驱动设备组成。在大屏幕显示系统范围内，可对多路输入信号的画面进行显示，实现多画面和多层次叠加、任意缩放和移动。控制中心内对大屏幕显示系统有需求的系统主要为ATS、CCTV和PSCADA系统，通过大屏幕显示系统可以将CCTV视频图像信息、地铁线路信号显示信息、变电所电力监控信息等计算机图文信息或网络信息在大屏幕投影墙上进行动态综合的显示，在正常情况下只显示ATS、CCTV系统信息，事故或火灾情况下显示185、ATS、CCTV和PSCADA等系统信息。由于各系统的调度与监控对象不同，在大屏幕所显示的画面也各有所侧重，尽管大屏幕系统提供屏接、窗口等多种显示方式供用户灵活使用，但为避免系统间的相互干扰，不同系统间的画面宜尽量避免重叠。大屏幕的有效显示面积以各系统的最大需求来定。单屏尺寸的选择应根据画面的拼接效果、灯光亮度及均匀性、物理变形等因素综合考虑。3） 调度员（长）工作站中心控制室设三台调度员工作站,一台调度员长工作站，所有工作站安装完全功能的系统软件，根据登录人员的不同级别设置不同的控制权限。4） 时刻表/运行图编辑工作站中心控制室设1套在线时刻表/运行图编辑工作站，运行图编辑室设 1套离线时刻186、表/运行图编辑工作站，用于运行计划人员编制及修改列车运行时刻表。通过人机对话可以实现对运行时刻表的编辑、修改及管理。5） ATS培训/模拟设备ATS系统培训/模拟设备设于控制中心的培训室，它将面向行车调度人员和信号技术人员，全面掌握系统原理和结构、系统操作概要、系统硬件操作及维护、系统软件操作及维护、系统调试及维护、计算机辅助设计软件的应用。ATS系统培训/模拟设备由培训/模拟服务器和工作站组成，配有各种系统编辑、装配、连接和系统构成工具以及列车运行仿真的软件。培训工作站可与调度员工作站具有相同的显示内容和相同的控制功能，并能实际仿真列车在线运行及各种异常情况，但不参与实际在线列车的控制。实习187、操作员可通过培训工作站模拟实际操作，掌握系统控制及各种情况下的处理能力。6） 绘图仪和打印机中心配备一台彩色网络绘图仪和两台彩色激光打印机，用于输出运行图及各种报表。7） 网络设备控制中心设置核心网EPC设备，实现控制中心与车站/段/场的网络连接及信息传输，与其它业务子系统互联；同时配备信号系统的网络管理设备，实现对信号系统有线通信和无线通信网络设备的参数配置和设备告警等管理功能。8） 电源设备控制中心电源独立设置，不与其它专业进行整合。系统配备信号专用UPS、智能电源屏和电池，UPS及电池为信号系统提供30分钟后备电源。以上设备中，调度员工作站、表示屏、打印机设于调度大厅主控制室；中心ATS188、控制主机、中心通信处理器、中心数据库服务器、维修工作站、网络设备设于信号设备室，其相应人机界面设备设于网管室；运行图工作站设于运行图室；培训/模拟设备设于培训室；智能电源屏设于电源室。9） 网络传输物理通道本工程由信号系统设置有线主干传输网络，控制中心与正线统一设置，与正线设置的节点连接在一起，形成全线的自愈环网络结构，实现全线骨干节点之间的数据传输。7.2 正线车站与轨旁设备正线信号设备应综合考虑联锁设备、ATP/ATO设备的控制距离要求，尽可能集中设置。根据长沙轨道交通6号线中段先期开通，初期全线开通的具体情况，将本线划分为15个集中联锁区，主要设备集中设置于15个车站内，设置有ATP/A189、TO主机和联锁主机设备的车站定义为一级设备集中站；设置有联锁主机或联锁远程控制单元等设备的车站定义为二级设备集中站。设备集中站及其控制范围如下表： 集中站控制范围表 表7.2-1序号设备集中站控制范围联锁道岔ATP/ATO控制范围1梧桐路（一级）梧桐路8组梧桐路、紫荆路约7km2紫荆路（二级）紫荆路、金菊路、红枫路6组3枫林路（二级）枫林路、长川路2组枫林路、麓谷西约7.5km4麓谷西（一级）麓松路、麓谷西、麓枫路10组5教师村（二级）玉兰路、望岳路、教师村3组教师村、桐梓坡约7km6桐梓坡路（一级）岳华路、桐梓坡路9组7文昌阁（一级）文昌阁、芙蓉中路、烈士公园2组文昌阁、窑岭约8km8窑岭（190、二级）迎宾路口、窑岭、朝阳村2组9东郡（一级）东郡站、人民东路5组东郡、双杨路约6km10双杨路（二级）花桥村、双杨路2组11合平路（二级）红旗路、合平路1组合平路、东四线约5km12东四线（一级）东四线6组13黄兴大道南（一级）黄兴大道南、东十一线4组黄兴大道南、空港城约8km14空港城（二级）蓝天大道、空港城10组15西航区（一级）黄金大道、临空产业园、西航区4组西航区约6km1） 根据ATC系统要求，设备集中站室内设置： 集中区域ATS系统设备：包括ATS分机、ATS终端及其网络设备，用于采集所辖区域设备的各种信息、传递控制命令及存储由中心下载的时刻表，并实现车站进路自动控制的功能。 集191、中区域ATP/ATO系统设备：主要为ATP/ATO控制机柜，用于实现管辖车站的进路控制、速度控制和列车最小安全距离控制及降级系统功能。根据最终招标确定的系统设备功能特点可选择合适的设备集中站设置。 联锁设备：包括操作员工作站及维修终端，控制管辖范围内的道岔、信号机、计轴设备，并能接受车站值班员和ATS系统的控制。 数据通信（DCS）设备：数据通信子系统主要由主干网络、无线网络组成，均按照冗余网络配置。主干网络由交换机或专用传输设备构建。车地无线通信采用 LTE 技术时，其正线设备包括：骨干网交换机、基带处理单元（ BBU）等组成。 继电控制的转辙机、信号机、列车占用检测设备等执行网络，主要包括192、计轴主机、继电器柜、室内外分线柜等设备。 电源设备： 正线车站电源独立设置，不与其它专业进行整合。系统配备信号专用UPS、智能电源屏和电池，UPS及电池为信号系统提供30分钟后备电源，其中包括道岔电动转辙机工作电源。 维修工作站：信号设备室内设置信号系统维修工作站，收集汇总本联锁区内维修、监测及系统故障报警信息，并提供故障诊断功能，供信号维修人员使用； 接口设备：联锁设备与室外基础设备继电接口、信号系统的内部数字接口及与其它专业的联系接口。 控制及显示终端：控制与显示终端设备采用彩色显示器、键盘及鼠标器，设于车站综合控制室内。 信号集中监测设备：主要由监测采集机和监测站机组成，实现车站信号系统193、设备的监测功能。信号集中监测设备具备道岔缺口监测功能。2） 非设备集中站室内设置： ATS系统设备：包括ATS分机、ATS终端及其网络设备。 电源设备：UPS、智能电源屏和电池，UPS及电池为信号系统提供30分钟后备电源。 接口设备：信号系统的内部接口及与其它专业的联系接口。 显示终端：采用彩色显示器、键盘及鼠标器，设于车站综合控制室内，非设备集中站的显示终端只具备监视功能，控制功能在集中站实现。3） ATC信号系统室外设备主要有ATP、ATO系统轨旁设备、道岔转换设备、信号机、发车计时器、站台紧急关闭按钮盘、自动折返按钮箱、计轴电子盒及磁头、光电缆等，其设置如下： ATP系统轨旁设备：轨旁无194、线传输设备、地面应答器设备。 ATO系统轨旁设备：列车精确定位应答器、车地传输通信设备及与ATP接口设备。 数据通信（DCS）设备：射频拉远单元（ RRU）、漏缆等。 正线地面信号机： a. 信号机设置a)道岔区段设防护信号机；b)车站正向出站方向列车停车位置前方适当地点设出站信号机，出站信号机外方若有道岔，则出站信号机兼做道岔防护信号机；c)长区间降级模式下为满足必要的追踪间隔设置区间分隔信号机；d)具备折返作业的岔尖前方区段适当地点设置折返阻挡信号机；e)出段（车辆段进入正线）信号机；f)线路尽头或、折返进路终端设置阻挡信号机；b. 信号机显示及含义a)道岔防护信号机、出站兼防护信号机为黄195、绿、红三显示，红灯定位，其显示含义为： 绿色灯光表示道岔已锁闭，并开通直向，准许列车按规定速度运行； 黄色灯光表示道岔已锁闭，并开通侧向，准许列车按规定的限制速度运行； 红色灯光不准许列车越过该架信号机，列车在信号机前停车； 红色灯光+黄色灯光表明开放引导信号，准许列车以不大于一个规定的速度（如25Km/h）越过该架信号机并随时准备停车。b)出站信号机、区间分隔信号机及折返进路终端设置的阻拦信号机为绿、红二显示机构，红灯为定位显示。其显示含义为： 绿色灯光表明准许列车按规定的速度越过该架信号机； 红色灯光禁止通行，列车在信号机前停车。c)出段信号机为绿、红二显示机构，红灯显示为定位，其显示含196、义为： 绿色灯光入正线的进路已经准备好，允许列车进入正线运行； 红色灯光禁止列车越过该架信号机。d)尽头阻挡信号机为绿、红两灯位显示机构，绿灯永久封闭，红灯定位，其显示含义为： 红色灯光禁止列车越过该架信号机。信号机在发光方式上分为：色灯式和LED式。结合国铁应用经验和地铁应用情况，保持和长沙地铁1号线的一致性以及方便以后的运营维修。所以本工程推荐信号机采用铝LED式信号机。灯丝报警采用与所选信号机相配套报警设备。车辆段/停车场和正线采用相同类型信号机。信号机设计平常为灭灯状态，转为降级运营模式时点灯。在CBTC模式下以车载信号为主。 道岔转辙设备：直流电动转辙机在国铁和地铁领域已有三十几年的197、应用经验，经过不断的改进，直流电动转辙机的整机性能和使用寿命在原基础上已有较大的提高，近年来，无刷直流电机研究也取得了一定成果，目前在国铁低速区段的非弹性道岔上还大量采用。但与交流电动/电液转辙机相比，直流电动转辙机存在可靠性不高、日常维修工作量较大、入所大修周期短等缺陷。在地铁系统的折返站，由于道岔动作频繁，将进一步增加其故障率，从而降低信号系统的可靠性。而采用交流三相电机作动力的交流转辙机，可减少电源种类；由于不采用碳刷及换向器，与直流电机相比较，故障率较低，日常维护工作量较少；对于地铁项目，要求可靠性更高、道岔动作频繁、不便于维护的使用环境下使用更具有明显的优势。目前国内已有成熟、可靠且198、适合地铁安装和运营的交流转辙机产品。因此，本工程推荐采用三相交流转辙机作为道岔的转辙设备。目前国内地铁采用的三相交流转辙机主要为S700K、ZDJ9、ZYJ7型。ZYJ7与S700K和ZDJ9相比，转辙机的维修量相对较大，且在国内地铁中应用的案例相对较少，本工程不采用ZYJ7型电液转辙机。ZDJ9型三相交流电动转辙机是吸取S700K的部分优点发展而来的转辙机，为滚珠丝杆传动方式，它即可用于联动内锁，也可用于分动外锁，有可挤脱型和不可挤脱型两种。故本工程正线及车辆段/停车场道岔转辙设备推荐采用ZDJ9型。 有源点式设备：在信号机前方适当位置设置，用于点式ATP/ATO降级系统的运行。 光电缆：地199、下区间采用低烟、无卤、阻燃的符合国家标准的光电缆，地上区间采用抗紫外线、抗老化的低烟、低卤、阻燃的符合国家标准的光电缆。 道岔缺口监测设备：由采集模块组成，采集道岔缺口值。 作为信号系统的组成部分，在正线各车站还设置有一些相关设备为运行提供安全保证，并为运营提供便利，设备如下：a. 发车计时器：每个车站正向出站方向的站台侧列车停车位置前方适当地点各设1台发车计时器，用于显示发车时机。b. 站台紧急关闭按钮盘：在车站的上、下行站台三分之一处的适当位置，分别设两个站台紧急关闭按钮，供站台旅客和工作人员在紧急情况下使用，迫使接近或准备离去的列车制动停车。c. 自动折返按钮：在折返站的正向发车站台侧设200、置一个站台自动折返按钮，供司机在折返站实现列车无人自动转线功能。7.3 车载信号设备长沙轨道交通6号线地处繁华地区，客流量大，计划先期开通年设置列车30列，初期列车51列，近期63列，远期为84列。本次东西段初步设计工程投资按初期剩余列车数量21列计列。在每列列车内设置一套完整的车载ATP/ATO设备（头尾冗余或单端三取二冗余或单端二乘二取二冗余配置），包括ATP/ATO机柜、司机操作和显示单元、ATP和ATO天线、车载无线终端（ TAU）、测速设备等，头车/尾车车载设备通过列车总线互为备用。信号车载设备具有安全信息通道和安全信息处理功能，并具有与列车制动系统和列车牵引控制线路的接口，保证列车201、安全制动的实施，并可实现完全的ATO自动驾驶功能。7.4 车辆段（含试车线）/停车场设备车辆段/停车场设备包括计算机联锁设备、 ATP/ATO 设备、车地无线通信设备、计算机集中监测设备、应答器、信号机、转辙机、计轴、接口柜、组合柜、防雷分线柜、光电缆、电源及防雷设备、日检设备等。1） 车辆段/停车场ATS设备：主要为设置于车辆段设备室的ATS分机以及分别设置于综合控制室和派班室的ATS终端，以及与其他子系统的接口，用于对车辆段的行车计划进行管理，控制中心对车辆段仅监视不控制。2） 计算机联锁设备：车辆段/停车场设置一套计算机区域联锁设备和现地控制工作站，用以实现管辖车辆段/停车场的进路控制功202、能，控制室外设备如道岔、轨道空闲检测设备、信号机等。3） 车辆段ATP/ATO设备: 车辆段/停车场设置一套与正线一致的 ATP/ATO 设备， 负责根据 CBTC 列车的位置信息以及联锁所排列的进路和轨道占用/空闲信息，为其控制范围内的 CBTC 列车计算生成移动授权（ MA），保证其控制区域内 CBTC 列车的安全运行。4） 数据通信（DCS）设备：本工程车辆段/停车场有线主干传输网络，与正线统一设置，与正线设置的节点连接在一起，形成全线的自愈环网络结构，实现全线骨干节点之间的数据传输。车地无线通信采用 LTE 技术时，由信号系统构建车地无线通信网络。车辆段/停车场覆盖设备由无线子系统 B203、BU、 RRU 和天线组成。覆盖出入段线、咽喉区、停车列检库区域等。车辆段/停车场车地无线通信采用 WLAN 技术时，其设备主要包括接入交换机、室外轨旁无线接入设备及光电缆等；5） 应答器:车辆段/停车场内应答器布置原则如下： 停车列检线设置若干无源应答器，用于列车定位； 转换轨上设置 2 个无源应答器，用于列车重定位； 转换轨内方设置 2 个无源轮径校正应答器，用于列车轮径校； 段/场根据需要设置若干无源应答器，用于列车位置校正。6） 信号基础设备：主要由电动转辙机、信号机、列车位置检测设备及电缆网络组成。 电动转辙机：车辆段/停车场内道岔为 50kg/m 的 7 号单开道岔， 单机牵引， 204、考虑到运营维护的便利性,减少转辙机种类的备品数量，建议采用与正线型号一致的交流电动转辙机，故本工程车辆段/停车场采用ZDJ9型三相交流电动转辙机。 列车位置检测：采用计轴设备作为轨道占用、空闲检测设备。 信号机：车辆段/停车场采用与正线相同的国产LED信号机，车辆段/停车场信号机设置如下：a. 进段/场信号机。进段/场信号机采用高柱（高度根据车辆高度确定）黄、绿、红三灯位信号机构（绿灯封闭），红灯为定位。其显示及意义如下：红色灯光:不准列车越过该架信号机；黄色灯光: 准许列车按规定的速度越过该架信号机进段/场；红色灯光+黄色灯光:表明开放引导信号，准许列车以不大于规定的速度越过该架信号机并随时205、准备停车。b. 进/出库信号机、分界点信号机。停车列检库及洗车库、咽喉区适当位置设置进、出库信号机、分界点信号机，采用矮型黄、白、红三显示信号机，红灯为定位。其显示及意义如下：黄色灯光：准许按规定的速度越过该架信号机进行列车作业；红色灯光：不准列车越过该架信号机；白色灯光：准许按规定的速度越过该架信号机进行调车作业。c.调车信号机。车辆段/停车场内其它地点根据需要设矮型调车信号机，调车信号机采用蓝、白两灯位信号机构或黄、红、白三灯位信号机构，黄灯封闭。蓝灯或红灯为定位。其显示及意义如下：白色灯光：准许按规定的速度越过该架信号机进行调车作业；蓝色灯光：不准列车越过该架信号机；红色灯光：不准列车越206、过该架信号机。d尽头阻挡信号机。尽头阻挡信号机采用矮型单红灯位信号机构或黄、红、白三灯位信号机构（黄灯、白灯封闭），红灯为定位。其显示及意义如下：红色灯光：不准列车越过该架信号机。 光、电缆：车辆段/停车场信号室内外设备通过光、电缆进行连接，考虑到运营维护的便利性，光、电缆型号、规格、技术参数与正线保持一致。7） 信号集中监测设备：主要由监测采集机和监测站机组成，实现车辆段/停车场信号系统设备的监测。8） 道岔缺口监测设备：系统由主控系统、采集系统组成，通过对铁路设备道岔的工作状态进行全动态实时监测，使道岔相关维护人员能够较全面地掌控道岔实际运用状态，提前预警参数变化趋势及异常，及时发现存在的207、潜在问题，辅之以站场图像监控，为解决道岔科学养护问题提供有效手段。9） 试车线信号设备：在试车线旁设置试车设备室和控制室，装设满足试车功能要求的联锁、ATP/ATO室内设备、轨旁设备、试车线工作站及电源设备等。试车线信号设备应能完成车载设备的所有ATP/ATO的静、动态功能测试，并给出测试分析结果。试车线的信号机和道岔由车辆段控制，作为车辆段联锁控制的一部分，通过交放权的操作完成车辆段或试车线的单独控制。试车线设备完全独立设置，不与正线ATC设备共用，保证设备的独立性和功能的完整性，并避免影响正线行车安全。10） 维修工作站：车辆段/停车场信号设备室内设维修工作站，收集汇总车辆段内信号设备维修208、监测及系统故障报警信息，并提供故障诊断功能，供信号维修人员使用。11） 日月检设备：在车辆段/停车场的停车列检库内设置车载信号设备的日检设备，对每天投入运行列车的车载ATP/ATO设备进行全功能静态测试，并将测试检查的数据及结果传至维修中心及控制中心。12） 电源设备：车辆段/停车场信号楼内配备UPS、智能电源屏和电池，UPS 和电池提供30min后备电源，包括室外电动转辙机和信号机的用电。试车线设备室内配备独立的UPS、智能电源屏和电池，UPS 和电池提供30min后备电源。7.5 维修监测系统设备根据维修管理工作的需要，在车辆段内设置信号设备维修中心。在维修中心设维护支持系统服务器和工作209、站，与中心ATS维修工作站、中心DCS网管工作站、设备集中站维修工作站、车辆段/停车场维修工作站及维修车间、正线工区的维护工作站构成信号维护支持系统。维护中心设备用于收集和汇总全线信号设备的维护信息，实时采集全线的故障报警信息并进行设备远程故障诊断，从而实现设备的预防性维护和修复性维护功能。维护支持系统主要配置如下：1） 维修中心配备的维护支持服务器、维护支持工作站及其打印设备；通号项目部配备的信号系统维护工作站及其打印设备；2） 正线通号维护部配备的维护工作站及其打印设备。3） 控制中心的ATS维修工作站及其打印设备；4） 控制中心的DCS网管工作站，包括有线和无线通信网络；5） 设备集中站210、维修工作站及其打印设备；6） 车辆段/停车场联锁维修工作站及其打印设备；维修中心、通号项目部及正线通号维护部配备的维护工作站装设相同的维护软件，实现全线信号系统的故障报警和设备维护信息管理，其它各站点设备根据各站信号系统的配置情况完成本站点信号系统控制范围内故障的收集汇总和报警功能。7.6 培训中心设备ATP/ATO系统和计算机联锁培训设备可设于车辆段，培训室设置联锁设备（包括联锁主机、信号机、转辙机等）、ATP/ATO地面设备（包括计算机主机、LEU、地面应答器）、ATP/ATO车载设备以及必要的DCS子系统设备（包括有线网络设备、无线网络设备）。ATP/ATO系统和计算机联锁培训设备设室内211、培训工作站及相应的室外设备，能至少体现正线一个集中联锁区内设备工作状态及一个ATP/ATO车载系统的工作状态。实现联锁系统功能、列车检测功能、ATP/ATO地面设备功能及ATP/ATO车载设备功能的培训。培训设备将面向信号技术人员，全面理解ATC系统地面设备、车载设备系统原理和模块配置以及工程设计方面的基本知识。培训从事一级维护和二级维护人员掌握故障诊断和设备检修的基本工作技能。第8章 系统运营控制方式8.1 正常情况下控制模式8.1.1 列车进路控制列车进路控制的基本原则是以联锁表为依据，输出进路控制命令。正常情况下ATC系统根据列车运行时刻表实行控制中心ATS自动控制或设备集中站ATS自动212、控制，必要时中心调度员可介入进行人工控制。在运营需要时中心与设备集中站经过一定的授、受权手续后实现车站人工控制。当车站发现有危及行车安全的情况时，车站值班员可以采取措施，强行进入车站人工控制。传输通道或控制中心ATS故障时可降级为车站自动控制。车站ATS分机可以根据时刻表或接近列车的车次号及目的地号等信息进行列车进路的车站自动控制。通过联锁设备可以办理列车自动进路和自动折返进路。8.1.2 列车运行调整ATS子系统根据列车运行状态及车地通信设备提供的信息，实时对在线列车进行车次号更新、加车、减车等操作。列车运行偏离运行图时，能自动对列车进行调整或提示调度员对在线列车实施调整，其中自动调整的主要213、手段为ATO站间运行时分及ATP/ATO模式下的站停时分的调整。当因列车发生故障等原因造成运行大规模紊乱时，ATS子系统能提示调度员进行人工调整。人工调整主要包括：1） 站停时分调整（含扣车和提前发车作业）；2） 增、减列车；3） 列车始发、终到站变更等。ATS子系统故障后，在恢复行车指挥功能的过程中，系统具有自动或辅助调度员使系统尽快投入运用的能力，包括在线列车检测与恢复、时刻表建立、列车跟踪恢复及进路控制恢复等处理。8.1.3 列车站间运行及车站定点停车系统根据线路条件、道岔状态、前方列车位置，以系统确定的安全速度控制列车运行或在已占用的区段、红灯或未锁闭的道岔前方停车。系统判断列车在区间214、运行时，由ATP限制不能打开车门，若车门错误打开，则ATP报警并强迫列车停车。ATO的停车控制功能可保证列车停在区间分界点前方一定位置或在前方列车或目标地点前方的安全防护距离以外停车。区间停车后，在ATP允许列车运行时，ATO自动控制列车启动。列车ATO依靠车站精确定位装置控制列车制动，使其准确、平稳地停在设定的停车位置，停车精度误差不大于0.3m。在ATC系统控制列车运行的情况下，列车在站台停稳、并进入规定的停车范围、欲开启车门的方位（左门或右门）正确时，ATP给出允许开左或右门指令，ATO子系统控制允许相应的车门自动打开或向司机提示应该开启的车门。无论是区间停车还是进站定点停车，ATO均应215、保证控制的舒适度、停车过程的快速性。为适应区间限速或临时限速运行、经济运行、速度调整和正点行车，ATO应具有速度调整、惰行、恒速度控制、定时控制、接受ATS控制指令，改变列车运行工况的能力。列车在车站站台停车误差超过500mm，ATP子系统将实施保护，不允许打开车门，并给出表示。若停车误差大于500mm，而小于5m（暂定），则要求能人工驾驶列车前进或后退以校正停车精度。前进或后退速度不大于5km/h（暂定），前进或后退次数不超过2次（暂定），最大前进或后退距离不大于5m（暂定）。8.1.4 车站发车车站停车时间结束时，发车计时器显示0，指示司机发车。此时，可由司机控制关闭车门，车门、站台门全部216、关闭后，ATO发车指示灯点亮，司机按压ATO启动按钮后，列车自动由车站出发，列车进入区间后，发车计时器熄灭。若车门或站台门没有关闭，按压ATO启动按钮动作无效，列车不能启动，发车命令无效。8.1.5 行车折返列车自动折返由ATO自动控制，并接受ATP监控。长沙轨道交通6号线有折返作业，为减少折返作业时间，提高折返能力，并考虑到操作的稳定性、一致性和减少列车换向时间，建议采用无人驾驶下的自动折返模式。在站停车时间结束，发车计时器显示0时，司机按压站台无人自动折返按钮，列车自动启动，系统在保证安全的条件下，ATO控制列车以线路允许的最高速度驶入折返线并在预定的停车点停车，停车后由列车自动完成方向切217、换。在联锁系统建立了折返进路、车载设备收到有效的ATP信息列车启动，自动由折返线驶入新站台线并在预定的停车点停车，完成折返作业。8.1.6 试车线作业控制为了对车载设备进行动态试验，经试车线控制室提出请求，车辆段信号楼内控制室同意并办理相应的联锁控制，并试验列车进入到位后，将试车线控制权交于试车线控制室。通过试车线控制室设备，对车载ATC设备进行ATP、ATO、车地通信、驾驶模式间的转换等功能试验。试车完毕后，车辆段控制室收回对试车线的控制权。8.2 故障情况下的控制模式信号系统具有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-安全的原则，主要行车设备的计算机系统应采用多重冗余技术。当218、主用设备故障时能够自动切换至备用设备，并给出相应的报警信息；当主用设备正常，备用设备故障时，也应给出相应报警信息。主、备设备之间的转换应确保系统的连续性（包括控制与显示）。但在特殊情况下，系统可降级运营，直至设备故障排除。8.2.1 ATS子系统故障下的控制方式系统正常情况下为控制中心ATS自动控制，各调度员工作站相互冗余，一台故障，可在其它调度员台上进行操作。如果控制中心的ATS子系统或中心至车站的通信通道完全故障，系统自动降级为车站人工控制。在车站自动控制方式下，车站ATS分机可以根据时刻表或接近列车的车次号及目的地号等信息进行列车进路的车站自动控制。8.2.2 ATP/ATO子系统故障下219、的控制方式1） 轨旁ATP/ATO设备故障轨旁ATP/ATO设备部分故障，其管辖范围内（故障区域）的列车不能按照ATO和ATP模式按移动闭塞方式运行。建议此时列车位置由调度员和司机确认，由联锁保证进路安全，以地面点式应答器信息和地面信号机显示为行车凭证，采用进路控制方式行车，列车采用人工驾驶模式。2） 车载设备故障车载ATO设备发生故障，列车应按ATP模式运行；车载ATP设备发生故障，列车应按非限制或限制人工驾驶模式，根据地面信号机显示和行调人员的指挥行车。故障列车应尽快退出运营，回段检修。8.2.3 计算机联锁子系统故障1） 正线联锁设备故障正线计算机联锁设备采用多重冗余结构，可靠性高，一台220、设备故障时不影响系统正常运行。如果多台设备同时故障，其控制范围内将丧失进路控制、联锁和ATP/ATO功能，此时列车的安全完全由人工保证。2） 车辆段联锁设备故障车辆段采用国产计算机联锁设备。当联锁设备故障时，可采用单独操作按钮开放进场引导、办理出/入段联系、段内道岔的单独操作等基本功能，但此时行车安全由行车组织保证。8.2.4 降级模式1） 降级模式必要性降级模式是移动闭塞系统在非ATC模式下的一种简化运营，主要应用在如下情形： 线路开通初期，信号系统不具备ATP/ATO开通条件的临时过渡期间列车运行时； 晚间工程车运行时； 不兼容本线信号系统的列车经过本线时； 正线的CBTC设备故障（如车地221、通信通道故障）而联锁及降级设备完好时； 车载设备故障时，为了故障列车尽快撤离，恢复系统正常运营时。降级模式的存在将增强系统的灵活性，提高特殊情况下的运营效率，并为施工和维修提供便利条件。2） 降级设备配置降级设备主要由用于列车占用检查的计轴设备、信号机、信号机前方适当位置设置的有源应答器等组成。3） 运用模式在降级模式下，信号机由灭灯状态转变为点灯状态，联锁设备根据辅助列车检测设备（计轴设备）确定的列车位置及区间空闲状态，实现对道岔和信号机的控制以实现部分或全部联锁功能，由司机根据信号机显示和安全规则来驾驶列车。在车载ATP功能具备的情况下，司机可根据点式应答器提供的信息按进路闭塞方式驾驶列车222、运行。8.3 列车驾驶模式8.3.1 ATO模式（自动运行驾驶模式）该模式下，ATO系统根据ATP提供的地面速度限制信息及车地通信信息，实现区间的列车停车后的自动启动及自动运行、车站定点停车及行车交路折返站或固定小交路折返站的有人或无人监督下的自动折返。在ATO自动驾驶模式下，列车的运行包括：加速、巡航、惰行、制动、精确停车、开关车门/站台门以及折返等功能均由车载信号设备按照ATS给出的指令自动控制，不需司机操作，只有在列车停车后需要启动出发时，在给出“车门关闭且锁紧”信息后，司机须按压一个“启动”按钮，列车才能自动启动出发。进入ATO驾驶模式后，若系统设备正常，没有人工干预，则此驾驶模式维持223、不变。8.3.2 ATP模式（ATP速度监控下的人工驾驶模式）该模式下,由司机根据列车目标速度、目标距离指示驾驶列车，ATP系统监督列车的实际运行速度，一旦超速，将有报警，并采取必要的安全制动措施，以保证列车运行的安全。1） 在ATP模式下，列车的运行操作（启动、加速、惰行、减速、制动停车）由司机人工控制，车载信号设备对列车的实际运行速度实施连续监控。当列车速度接近速度安全限制曲线时，车载信号设备给出声、光报警提示信号，一旦超过最大允许速度值，将启动紧急制动，迫使列车停车。2） 一旦车载信号设备实施紧急制动，不得中途缓解，直至列车停止，待司机确认设备状况安全后，须人工解除紧急制动状态、按压一个224、“启动”按钮后，继续ATP模式的运行。3）列车的精确停车和开/关车门由司机控制，但开车门的操作仅在列车停准停稳、车载信号设备给出（左或/和右）车门释放信号时才能有效。8.3.3 限制人工驾驶模式该模式用于无ATP地面速度信息的地点（如车辆段）及正线ATP地面设备故障时的超速防护，由司机人工驾驶列车，其运行速度不能超过规定的速度（如25Km/h），当接近限速上限时，给出声光报警提示，若仍然超过限速，将启动紧急制动，迫使列车停车。8.3.4 非限制人工驾驶模式该模式为ATP切除状态。用于固定闭塞方式行车或其它特殊运营情况，该模式列车运行无超速防护功能，列车的运行安全由司机负责。8.3.5 列车折返225、作业的驾驶方式在折返站控制列车折返有三种方式：有人驾驶折返方式、有人监督下的自动折返及无人驾驶自动折返方式。有人驾驶折返方式是在ATO模式和ATP模式下，有司机参与下的列车折返作业。有人监督下的自动折返是在ATO模式下，列车可在有人监督的情况下，从到达的站台自动驶入折返线，并自动从折返线掉头驶出，进入准备发车的站台自动停车。无人驾驶自动折返是在ATO模式下，列车到达站台，在规定的站停时间后，司机关闭车门，下车后按压设置在站台上的自动折返按钮，列车在无人驾驶的情况下，从到达站台自动驶入折返线，并自动从折返线掉头驶出，进入准备发车的站台，自动打开车门。6号线在主系统工作时以无人驾驶自动折返方式为主226、。8.4 车辆段/停车场的作业模式1） 车辆段内设置进段信号机、出段信号机、调车信号机、阻挡信号机，均由车辆段的计算机联锁子系统控制，在正常情况下均点亮，司机采用ATO驾驶或人工驾驶，按照信号机的显示、控制列车在ATO或限速人工驾驶模式下运行。2） 车辆段内（包括车辆段内的试车线）的调车进路、轨道区段空闲/占用等均由车辆段计算机联锁设备办理及监控，当需要使用车辆段内试车线、列车进入试车线时，由车辆段信号楼将试车线的控制权，经特定手续转交给试车线控制室，以便完成试车功能。3） 控制中心ATS子系统对于车辆段只监视、不控制。列车由停车库线出段的主要作业方式： 控制中心ATS调度员工作站将当天的计划227、运行图发至车辆段信号楼控制室和列车派班室； 列车派班室根据计划运行图和停库列车的设备状况，排列出担当列车的派班计划及库线位置，并交给车辆段信号楼；车辆段信号楼根据列车的派班计划和计划运行图，按时间顺序办理由停车库线至出入段线的列车进路；在列车出车前，由列检库对派班列车进行静态设备检测，列车初始化定位，初始化车次信息，对于检测不合格的列车退出当天运营，并修改派班计划； 检测合格的列车按照列车信号机给出的允许信号显示，在ATO或限速人工驾驶模式下由停车库线运行至正线；车辆段调车采用人工RM模式驾驶列车。第9章 系统指标评估及分析长沙轨道交通6号线所采用的基于CBTC移动闭塞ATC系统是保障行车安全228、实现快速、便捷、舒适运输服务理念的关键设备，必须满足可靠性、可用性、安全性、可扩展性、可维护性的指标要求。9.1 可靠性的评估办法9.1.1 可靠性的概念及定义1） 可靠性：指产品在规定的条件下，在一定的时间范围内，完成规定功能的能力。2） 可靠度：指产品在规定的条件下，在一定的时间范围内，完成规定功能的概率。3） 故障：指产品失去完成规定功能的状态。4） 失效：指产品失去完成规定功能的能力。5） 平均无故障时间：指平均没有故障发生的间隔时间。6） 平均无服务故障间隔时间：指平均没发生影响列车运行的故障间隔时间。7） 固有可靠性：设计和制造赋予系统（或产品）的内在可靠性，使产品固有的属性。在229、使用条件是理想假定前提下，固有可靠性值的度量只包括产品设计制造的影响。8） 使用可靠性：考虑了使用、环境、维修等综合因素系统（或产品）的可靠性。使用可靠性值的度量包括产品设计、质量、安装、使用、环境、维修的综合影响。、9） 务可靠性：完成规定功能的能力。10） 基本可靠性：指产品在规定的条件下，无故障的时间和概率，它反映产品对维修人力的要求。11） 使用寿命：指产品在规定的条件下，从规定的时刻起，至失效频度不可接受或产品故障不可修复时止的时间区间。9.1.2 系统可靠性评价指标系统的可靠性由两个指标来衡量，平均无故障运行时间（MTBF）及平均故障恢复时间（MTTR），系统的可靠性是系统可以长期230、不间断运行的先决条件。由可靠性定义可知，可靠性是产品完成正常工作的能力。从时间分析，产品在使用过程中会发生失效，即产生故障。而失效的发生具有概率性质，作为研究对象的产品，在相同工作环境或使用条件下，同一种类的多数产品经过长时间的工作后，其失效往往具有统计的规律性，即可靠性可以通过可靠度进行度量。可靠度是给定产品在规定的工作条件下和预定的时间内持续完成规定功能的概率，然而，由于可靠度是时间的函数，不同的运行时间可靠度值会有所不同，由于产品运行成功的概率取决于其运行条件和运行时间，因此可靠度的实际运用效果并不理想。对于用户而言，更为有用的是产品发生故障的平均间隔时间，即平均故障间隔时间MTBF。M231、TBF以小时表示，产品的MTBF是其故障率的倒数，换言之，产品的可靠性的评估，可以通过对运行产品的MTBF进行实际统计或通过对产品各个组成部件的故障率进行计算等方法得到。但实际MTBF的统计要依据具体的系统进行计算，对于用户而言，过程繁琐漫长不利于系统的比选。影响可靠性的因素和系统本身开发的技术水平、生产的工艺、操作过程、中间管理、系统集成的设计、施工等因素有关。评价可靠性优劣程度的方法之一，是采用可靠性评价指数，见下表：可靠性评价指数表9.1-1项目可靠性评估指数内容备注1运行成功率成功次数总次数目的达到率2损失率失败次数总次数目的未达到率3运行时间率运行时间总时间运行率4失效时间率失效时间232、总时间5重要度系数因产品失效而妨碍运用成功率的次数产品总失效次数6维修率为保证产品运行，单位时间内所必需的维修时数维护，状态修产品的工作可靠性由固有可靠性和使用可靠性组成，包括多种因素。其相关因素可见下表：可靠性相关因素 表9.1-2固有可靠性使用可靠性电路的选择及适应性、设计方式的选择操作、维修人员的水平零部件的适应性操作、维修的实施方法元器件工作的选择方法操作条件的优劣、操作的难易结构可维修性制造技术辅助及备用设备操作规则工作环境保管、贮藏、库存的劣化程度运输及使用的影响从上表可知，所谓固有可靠性（Inherent Reliability）是指经设计、制造、试验等过程所确定的产品可靠性，是233、保证工作可靠性的重要因素。产品交付用户时，应确定产品的设计、制造的可靠性。定量而言是设计时给定的可靠性计算值或是分析结果所得出的数值，而这一数值，伴随产品的复杂程度、环境的苛刻程度等不同条件而有很大区别。而使用可靠性是有损工作可靠性的重要因素，将影响产品的使用。因此，在系统评价过程中，以上两个指标用户均非常关心，但作为初期选择产品可靠性时，其固有可靠性显得较为突出，而且是评估可靠性的重要内容。9.1.3 信号系统的可靠性指标信号系统应确保高可靠性，保证连续不间断工作，各系统设备平均无故障时间（MTBF）值通常要求如下：1） ATS设备：3.5103h；2） 计算机外围设备：5104h；3） 电234、源设备：105h；4） ATP/ATO地面设备：105h；5） ATP/ATO车载设备：1.5105h6） 联锁设备的平均无故障时间：MTBF105 h；7） 地面有线网络设备平均故障间隔时间：MTBF105 h；8） 车地无线通信设备平均故障间隔时间：MTBF2104h。9.2 可用性的评估办法9.2.1 可用性的定义可用性是指可修复产品在某一特定瞬间维持其功能的概率或在某一期间内维持其功能的时间比率。可用性是产品可靠性、可维修性和维修保证性的综合指标。通常产品的可用性可用下式表达：可用性 = 能工作时间 /（能工作时间+不能工作时间）上式中：能工作时间：是指产品功能能够正常运行的时间；不能235、工作时间：是指产品故障造成失去全部功能或部分功能至修复产品恢复失去功能重新投入运行的间隔时间。9.2.2 可用性评价系统可用性评价是通过设备发生故障时，通过设备冗余、性能降级、故障监测等手段，将设备故障带来的停运和乘客不便缩减到最小，以获得最小故障间隔时间（MTBF）。该项指标的评估非常繁杂，而且往往不具备可操作性或确切性，其主要原因是作为计算主要因素的MTBF的不确切性以及影响可用性因素的多重性。信号系统在评估可用性时必须剔除由环境原因造成的干扰、轨道交通控制方面以外原因造成的干扰、由行车调度指挥中心操作人员错误操作或不慎行为造成的故障、由司机错误操作或不慎行为造成的故障、由于损毁、事故、供236、电系统故障引起的干扰、由于其它系统故障引起的干扰，以及不可抗力的影响等。9.2.3 系统可用性考核方法通过对造成列车停运的设备故障时间进行统计、分析，计算出其所占的比率。以往在评估信号系统的可用性时，各城市一般采用如下公式：SA=OP/SP即SA=(1-SD/SP) 100%。式中：SA：系统可用性，是描述系统不影响正常功能或使用的一种能力，在试验结束时所获得的值；运营时间(OP)：在试验期间内实际运营的总小时数；计划时间(SP)：根据测试期间的时刻表所规定的运营总小时数；系统打扰时间(SD)：信号系统完全中断工作的总小时数。上述系统可用性（SA）计算公式虽然符合可用性理论的基本原则，但必须进237、行如下修正：1） 系统打扰时间（SD）名称宜改为系统不能工作时间或系统修复时间，其定义应修正为信号系统失去全部或部分功能的总小时数。2） 运营时间(OP)定义为在试验期间内实际运营的总小时数，易存在统计误差，而且涉及了不易定义的系统修复时间。因此，按运营概念评估可用性时应细化至列车、试验次数和系统设备故障可能引发的列车运行晚点，按通常惯例，属于信号系统的故障造成某列车晚点10分钟即为可用性不合格。因此，信号系统的可用性应不小于99.98%。3） 可用性的评估应该是综合性评估，建议评估时增加在一定时间期间内或一定次数的试验期内确定设备的可用性。4） 应确定系统或设备的可靠性、确定系统设备修复时间238、以计算可用性。定义正常运行及晚点范围等需要确定的指标，使之能够定量而不是定性的进行可用性的分析。5） 明确信号系统之外不能计入可用性计算的因素。影响系统可用性的很多原因属于信号系统之外，如下所列： 由环境原因造成的干扰； 非轨道交通控制方面原因造成的干扰； 由行车调度指挥中心操作人员错误操作或不慎行为造成的故障； 由司机错误操作或不慎行为造成的故障； 由于损毁、事故、供电系统故障引起的干扰； 由于其它系统故障引起的干扰。9.2.4 信号系统可用性考核标准1） 设备故障造成列车延误不超过15分钟；2） 列车因信号系统原因产生的非期望(非正常)紧急制动发生率小于0.015%，即每6667次运行（列239、车从始发站到终点站的运行被认为是一次运行）因信号系统引起的紧急制动不得超过一(1)次。3） 列车停车精度： 在0.3m范围内时，正确率为99.998%； 在0.5m范围内时，正确率为99.9998%。4） 实际时刻表与计划时刻表的平均差距不得大于5秒；5） 时刻表的兑现率99.9%(计划运行图与实迹运行图比较)；6） 列车在中间站到达或发车时间与时刻表偏差大于20秒，或列车在终点站到达或发车时间与时刻表偏差大于15秒，均认为是晚点，因信号系统引起的晚点率不得大于0.01%。因某一故障引起的在几个车站的晚点将重复计算。9.3 安全性评估方法9.3.1 安全性定义系统的安全性是指系统抵御外界有意或240、无意破坏的能力，它包括系统安全性及数据安全性。系统安全性多由软件（系统软件及应用软件）和管理来实现。数据的安全性往往是通过系统安全手段（如用户权限分配及管理、使用专用数据传输通道）来实现的安全性是保证行车和人身安全的性能。对于信号系统，其特殊性在于：产品（设备、电路、机件、软件等）发生故障时，使设备对行车表现出更大的限制，避免由于误动和错误显示引起行车事故的性能，即故障导向安全性能。9.3.2 系统安全性考核的依据如果一个系统的各层面（管理层、操作层、动作层）均符合下列条件，则该系统被认为是故障导向安全的系统。1） 通过质量管理体系的验证2） 通过安全管理体系的验证3） 使用安全的软件开发工具241、4） 符合量化的安全性目标9.3.3 安全性评价的基本方法安全评价的方法很多，但目前广泛采用的主要是评分法、检查表法、概率法和综合法四种。1） 评分法加法评分法：将被评价项目的得分依次相加，其和即评价值，其公式如下：注：i=1-n，S-总评分数，Si-项目得分，n-评价项目数。2） 加乘法评价法以项目分组求和再求积的方法，其公式如下：注：i=1-n，S-总评分数，Si-项目得分，j-m为评价组数，i-n 为评价组内项目数。3） 检查表法本法根据经验及系统分析的结果，集中评价项目及环境的潜在危险，并列成检查项目清单逐项检查评定。4） 概率法本方法将事故后果的分析与运行事故所发生概率分析相结合，并242、根据系统各组成要素的故障率和失效率，确定系统的安全度指标。概率法主要通过对事故树分析（FTA）或事件树分析（ETA）并建立数学模型，确定目标函数并求解。5） 综合评价法本方法不是单一方法，是多种评价方法的归纳综合，包括危险度等级评定的多级综合、总分定级评价法，多级综合模糊评价法。以上简单说明了目前常用的几种安全评价方法，通过上述方法可以求解安全度，但较为繁杂。鉴于可靠性是安全性的基础，因此可以将安全性分成二部分，其一为系统或设备的可靠性，其二为系统或设备的故障-安全失效间隔时间，并求其积即可得到相应的安全性评估值。本算法也需待信号系统选定后进一步研究。9.3.4 安全性计算量化目标信号系统应具243、有高的安全性，系统中凡涉及行车安全的设备必须满足故障-安全的原则。主要行车设备的计算机系统必须采用多重冗余技术，所有安全系统设备必须具有权威机构的安全认证。信号系统设备须达到以下安全完整性等级指标：1） 列车自动监督子系统(ATS)：2级2） 列车超速防护子系统(ATP)：4级3） 列车自动驾驶子系统(ATO)：2级4） 计算机联锁子系统(CI)：4级5） 列车检测装置(Train detection device)：4级9.4 可扩展性分析长沙轨道交通6号线工程所采用的信号系统，其软件、硬件应是标准的模块化设计，易于功能和范围的扩展。9.4.1 可扩展性评价系统的可扩展性评价是通过增加控制对244、象、扩大系统使用范围时，在不改变系统主体结构及其系统软件前提下，可以通过增加局部设备和子系统软件，能够对接、控制、调试试验，扩大原系统能力和功能。9.4.2 提高系统可扩展性措施1） 合理的硬件结构和容量预留:要想达到系统可扩展性功能，首先须考虑系统硬件结构物理参数，整体系统应具有开放性、模块化结构设计，便于系统功能扩展和升级换代。系统主体框架必须有足够容量足以容纳系统扩展后能力需求。如系统主服务器内存容量、I/O接口容量、系统计算能力、运行速度、网络信息流量等，在进行工程设计时必须充分考虑预留，以便系统功能扩展。2） 合理的软件配置:系统软件设计应充分考虑系统可扩展性要求，采用标准平台和操作245、系统，开放性、模块化结构设计，便于系统扩展和子系统对接。在系统各相对独立的软件应用程序中设立调度模块，完成各任务的协调和交互信息的分发。各功能模块通过调度模块进行数据交换，模块之间不再直接交换数据而通过各模块的调度模块实现交互作用。模块的更新、替换与增加对其他模块不造成任何影响，便于系统的升级改造、扩展和维护。3） 标准接口设计:系统预留通用接口，采用标准数据格式，信息传输协议应遵循ITU-T建议的通信协议确定系统的通信方式。4） 系统设计统筹考虑:系统设计统筹考虑，按远期预留系统能力，为系统扩展预留物理空间。9.5 可维护性分析9.5.1 可维护性评价系统的可维护性评价是通过系统设备发生故障246、时，可以快速、简便的更换故障模块、系统的冗余配置、测试点的可接入性和明显直观的故障指示等手段，以获得最小化的平均恢复时间（MTTR）。9.5.2 提高系统可维护性的措施1） 合理的维修体制为适合长沙轨道交通6号线信号系统维修管理的需要，信号系统的维护工作分为由本地维护人员进行的一、二级维护以及需外部支持的三级维护。一级维护由维修工区进行，二级维护由综合检修中心或地铁运营公司进行，三级维修由设备供货商提供。 一级维护一级维护工作指在满足各项安全要求的前提下，采取各种措施以维护设备正常运行。通常情况下执行设备的巡视、测试和定期检修，当设备发生故障时，通过更换设备和模块来恢复系统功能。 二级维护一级247、维护更换下来的设备和模块，由综合检修中心或地铁运营公司的专业技术人员，按照维护手册的要求进行检修。 三级维护超出本地维修人员能力的范围，由供货商、原制造商或授权的代理商进行维护工作。2） 维修技术支持维修技术支持系统具有故障远程诊断和维修管理功能，可为维修人员迅速判断故障点提供技术支持。当有故障发生时，通过维修支持系统可将故障告警信息，送至各维修工区终端，告之维修人员查询和维修。由于故障可以定位到板级，因此可以有效缩短故障的处理时间。维修技术支持系统可根据设备的使用周期，在维修工区终端产生告警提示，提醒维修人员对信号设备进行预防性检修，防止系统故障的发生。 结构设计合理由于系统采用标准化设计，248、模块、器件插拔灵活，当设备发生故障时，可以快速，简便的更换故障模块，缩短故障的处理时间。 方便的故障判断手段系统各设备均具有故障自诊断和故障告警功能，通过告警信息和告警指示灯，为迅速判断故障提供依据。9.5.3 可维护性的考核标准信号系统可维护性指标要求如下：1） 车载设备的平均故障修复时间（MTTR）30min（分钟）；2） 控制中心设备的平均故障修复时间（MTTR）45min（分钟）；3） 车站设备的平均故障修复时间（MTTR）45min（分钟）；4） 轨旁设备的平均故障修复时间（MTTR）4h（小时）；5） 车地通信设备的平均故障修复时间：MTTR30分钟。9.5.4 可维护性的考核方法249、定期对一段时间内的故障时间进行统计，分析计算出平均值。9.6 信息安全设计9.6.1 概述伴随着信息系统的快速发展，信息系统所面临的安全威胁日益复杂，对信息安全系统的需求与日俱增。从外部环境来看，信息安全已经成为近几年信息化建设的热点话题，如何保障信息系统的安全已经成为国家关注的焦点，从中办200327号文件（关于转发国家信息化领导小组关于加强信息安全保障工作的意见的通知）开始，国家陆续出台了一系列的安全政策和标准，提出了以“适度安全、分级保护”为核心的等级保护建设思路，公安部、保密局、国密办以及国信办陆续出台政策，要求国内重要的信息系统应按照等级保护的办法和要求，进行相关安全防护系统的建设，250、并于2007年启动了等级保护的定级备案工作。等级保护针对信息安全系统建设的过程，提出了具体的管理办法和实施指南，并对信息安全系统提出了技术和管理方面的建设要求。城市轨道交通通信信号系统的建设，应根据国家信息安全等级保护制度要求，进行系统定级、安全规划与设计、等级测评、备案等工作。在系统建设的前期定级和规划设计阶段，主要依据信息系统安全等级保护定级指南、信息系统安全等级保护基本要求（以下简称基本要求）等管理规范和标准，同步建设符合相应等级要求的信息安全设施。9.6.2 设计原则等级保护是国家信息安全建设的重要政策，其核心是对信息系统分等级、按标准进行建设、管理和监督。对于城市轨道交通通信信号系统251、信息安全建设，应当以适度风险为核心，以重点保护为原则，从业务的角度出发，重点保护重要的业务、研发类信息系统，在方案设计中应当遵循以下的原则：1） 适度安全原则任何信息系统都不能做到绝对的安全，在进行信息安全等级保护设计规划中，要在安全需求、安全风险和安全成本之间进行平衡和折中，过多的安全要求必将造成安全成本的迅速增加和运行的复杂性。适度安全也是等级保护建设的初衷，因此在进行等级保护设计的过程中，一方面要严格遵循基本要求，从网络、主机、应用、数据等层面加强防护措施，保障信息系统的机密性、完整性和可用性，另外也要综合成本的角度，针对城市轨道交通通信信号系统的实际风险，提出对应的保护强度，并按照保护252、强度进行安全防护系统的设计和建设，从而有效控制成本。2） 重点保护原则根据信息系统的重要程度、业务特点，通过划分不同安全保护等级的信息系统，实现不同强度的安全保护，集中资源优先保护涉及核心业务或关键信息资产的信息系统。3） 技术管理并重原则信息安全问题从来就不是单纯的技术问题，把防范黑客入侵和病毒感染理解为信息安全问题的全部是片面的，仅仅通过部署安全产品很难完全覆盖所有的信息安全问题，因此必须要把技术措施和管理措施结合起来，更有效的保障信息系统的整体安全性，形成技术和管理两个部分的建设方案。4） 分区分域建设原则对信息系统进行安全保护的有效方法就是分区分域，由于信息系统中各个信息资产的重要性是253、不同的，并且访问特点也不尽相同，因此需要把具有相似特点的信息资产集合起来，进行总体防护，从而可更好地保障安全策略的有效性和一致性，比如把服务器集中起来单独隔离，然后根据各业务的访问需求进行隔离和访问控制；另外分区分域还有助于对网络系统进行集中管理，一旦其中某些安全区域内发生安全事件，可通过严格的边界安全防护限制事件在整网蔓延。5） 标准性原则信息安全保护体系应当同时考虑与其他标准的符合性，使建成后的等级保护体系更具有广泛的实用性。6） 动态调整原则信息安全问题不是静态的，它总是随着管理相关的组织策略、组织架构、信息系统和操作流程的改变而改变，因此在系统建设过程中必须要跟踪系统的需求变化情况，调254、整安全保护措施。7） 标准性原则信息安全建设是非常复杂的过程，在设计信息安全系统，进行安全体系规划中单纯依赖经验，是无法对抗未知的威胁和攻击，因此需要遵循相应的安全标准，从更全面的角度进行差异性分析，是本方案重点强调的设计原则。8） 成熟性原则在系统设计过程中采取的安全措施和产品，在技术上应是成熟的，是被检验确实能够解决安全问题并在很多项目中有成功应用的。9） 科学性原则信息安全设计是建立在对该系统安全评估基础上的，在威胁分析、弱点分析和风险分析方面，是建立在客观评价的基础上而展开分析的结果，因此方案设计的措施和策略一方面应符合国家等级保护的相关要求，另一方面也应很好地解决信息网络中存在的安全255、问题，满足特性需求。9.6.3 主要标准及要求信息系统安全等级保护涉及的主要标准如下：1） 基础类计算机信息系统安全保护等级划分准则GB17859-1999；信息系统安全等级保护实施指南GB/T25058-2010。2） 应用类定级信息系统安全保护等级定级指南GB/T22240-2008。建设信息系统安全等级保护基本要求GB/T22239-2008；信息系统通用安全技术要求GB/T20271-2006；信息系统等级保护安全设计技术要求GB/T25070-2010。测评信息系统安全等级保护测评要求GB/T28448-2012；信息系统安全等级保护测评过程指南GB/T28449-2012。管理信息256、系统安全管理要求GB/T20269-2006；信息系统安全工程管理要求GB/T20282-2006。9.6.4 等级保护定级方法及要求1） 等级保护分级信息系统的安全保护等级分为以下五级：第一级，信息系统受到破坏后，会对公民、法人和其他组织的合法权益造成损害，但不损害国家安全、社会秩序和公共利益。第二级，信息系统受到破坏后，会对公民、法人和其他组织的合法权益产生严重损害，或者对社会秩序和公共利益造成损害，但不损害国家安全。第三级，信息系统受到破坏后，会对社会秩序和公共利益造成严重损害，或者对国家安全造成损害。第四级，信息系统受到破坏后，会对社会秩序和公共利益造成特别严重损害，或者对国家安全造成257、严重损害。第五级，信息系统受到破坏后，会对国家安全造成特别严重损害。2） 等级保护体系分层对应内容及安全手段等级保护体系分层对应内容及安全手段 表 9.6-1 分层涵盖内容安全手段物理层硬件、网络拓扑、传输介质、环境防硬件损坏、尘、雷、火、盗、抗扰等系统层操作系统（WINDOWS、LINUX、UNIX等）补丁、访问控制、信息加密等网络层逻辑拓扑、通讯协议防火墙、IPS、VLAN、VPN等应用层邮件、FTP、通用程序、开发程序等漏洞扫描、杀毒、Web应用安全产品等管理层管理制度、人员技术、素质网络资源管理、培训、制度、考核等3） 系统定义方法系统定级方法如下图所示。图9.6-1 等级保护定级方法258、4） 系统定级要求系统定级要求如下图所示。图9.6-2 等级保护定级要求9.6.5 系统定级建议信息系统定级是进行等级保护设计的首要环节，根据国家信息安全等级保护实施指南，信息系统定级阶段的目标是信息系统运营、使用单位按照国家有关管理规范确定信息系统的安全保护等级，信息系统运营、使用单位有主管部门的，应当经主管部门审核批准。信息安全设计在设计之初需要了解安全现状、安全需求，对系统基本情况和业务特点进行分析。安全现状包括是否有可依托的基础安全措施、整体安全规划、存在问题等，了解信息系统保护等级或定级倾向；系统分析内容包括系统边界、网络结构、网络处理能力、系统组成及设备部署、系统的管理框架等；业务259、分析内容包括用户范围和类型、业务应用种类和特性、安全关注点等。通过以上分析得出系统面临的安全风险和安全需求，同时结合建设方需求（建设范围和内容、建设期、投资、额外/特殊安全需求等），确定系统的安全方案。长沙市轨道交通6号线工程信号系统定级建议如下表所示。 信号系统定级建议 表 9.6-2序号系统名称缩写评定等级1信号控制系统SIG三级第10章 系统国产化方案目前在基于无线通信传输技术的移动闭塞ATC系统技术领域，我国已有完全成熟的系统设备投入市场，但由于国内仅有一家公司系统完全成熟并投入实际运营，绝大多数信号系统仍由国外供货商控制，本线不排除需要采购国外的技术装备。按照国务院(199920号文260、)和国家计委(1999428号文)的有关规定，对引进的国外ATC系统设备采取国产化对策，对于确保我国的技术发展具有重要意义。本工程车辆和机电设备的平均国产化率要确保不低于70%，国产化的重点是车辆和信号系统。10.1 信号系统国产化意义由于城市轨道交通项目建设周期长、投资大、机电系统的主要设备依赖进口，其昂贵的价格直接导致建设成本增加，浪费了国内厂家的生产能力，设备的高度垄断又给维修保养带来一定的难度，同时也使得运营成本和维修成本增加，从而制约了城市轨道交通事业的发展。根据国内各大城市轨道交通工程的造价分析，信号系统约占总投资的35，实行信号系统逐步国产化方案，消化吸收国外先进技术，逐步达到基261、本国产化，不但可降低轨道交通的造价与运营、维护成本，而且对推动我国信号技术的发展具有重大意义。因此，实现城市轨道交通中信号系统的国产化显得十分必要和迫切。10.2 信号系统的发展及现状分析10.2.1 国外信号系统国外城市轨道交通信号系统应用和发展已经历三十余年，自上世纪六、七十年代投入至今，已形成固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞等多种制式的列车自动控制系统，并在欧美日本等发达国家得到广泛应用。土耳其安卡拉快线、英国道克兰轻轨线、美国旧金山MUNI线、美国底特律客运线、美国纽约肯尼迪机场线、马来西亚吉隆坡轻轨2号线、加拿大多伦多快线、英国朱比利线路等采用了THALES公司移动闭塞系统设备。伦敦北262、方线、伦敦中央线、泰恩威尔地铁-机场线、奥特卢、马得里、新加坡、澳斯陆地铁1号及2号线、Jubilee等城市采用了英国西屋公司准移动闭塞系统设备。纽伦堡无人驾驶系统、雅典地铁1号线LZB700 sidor设备、纽约卡那西线CBTC系统设备、布那格2号线CBTC系统设备、巴黎地铁无线移动闭塞系统、汉城地铁2号线LZB700 ATC系统等采用了西门子公司系统设备。哥本哈根、洛杉矶采用USSI公司ATC控制系统设备。东京都交通局新宿线、京王新宿站、东京地铁日比谷线、大阪市交通局御堂筋线、JR西日本京都神户线、神户市交通局西神山手线、神户新交通Port Island线六甲Island线等采用了日立公司263、系统设备。美国波斯顿、纽约、芝加哥、墨西哥、巴黎、马里拉、伊斯坦布尔、汉城、伦敦、布鲁塞尔、新加坡等城市采用ALSTOM(阿尔斯通)公司信号系统设备。上述提供信号系统的公司均能为我国提供其先进的信号设备与技术。10.2.2 国内信号系统国内列车自动控制技术的研究始于五十年代，1965年我国开始建设北京地铁，同时启动了地铁通信信号系统研究设计工作。近年来，在国家的支持和政策引导下，国内公司纷纷启动开发具有自主知识产权的ATP系统，并积极组建地铁信号测试中心；一些公司采用引进国外先进、成熟的信号模拟仿真系统，并以此为基础开展ATS、ATP有关项目的研究。我国地铁开始进行大规模建设初期，国内信号技术264、与国外先进的信号系统相比无论是在可靠性、稳定性、功能和技术水平上均有较大差距，先后建设的北京地铁、上海地铁、广州地铁分别引进了英国、美国、德国等国外公司的列车自动控制系统。通过30余年运营经验的积累、国外技术引进和国内技术水平的不断增长，以及系统设计、工程实施的实际能力不断提高，我国已完全具备了对不同水平信号系统实施国产化的工作。近几年是我国自主研发的信号系统成长和成熟应用的黄金时期，打破了国外厂商在此领域的垄断地位，为我国轨道交通装备实现全面国产化奠定了坚实基础。目前新建地铁或在建地铁线路均采用了先进的移动闭塞系统，它代表着信号系统技术发展的方向，是业内公认的具有广阔发展前景、生命周期长的信265、号系统制式。随着我国对国外先进移动闭塞系统的引进和使用，国内已具有系统的集成设计、系统的建设和运用的成熟经验，国内主要信号系统厂商已自主研发出CBTC移动闭塞信号系统。在政府有力扶持及各方积极推动下，北京地铁亦庄线、昌平线、房山线成为了首批国产化信号系统设备的示范线。示范线分别装备了具有完全自主知识产权的交控科技公司LCF-300信号系统和卡斯柯公司Urbalis888国产化信号系统，经过多年运营检验，系统运行良好，安全可靠性及其它运营指标完全可以媲美国外信号系统。目前北京地铁7号线、14号线、长沙1号线及成都3号线等线路使用了交控科技公司的LCF-300信号系统；北京地铁6号线、9号线、1号266、线改造工程使用了卡斯柯公司Urbalis888国产化信号系统。除这两家信号系统外，国内能够提供CBTC系统解决方案的还有中国通号、铁科院、卡斯柯、众合机电、富欣智控、中车通号、和利时，都已通过了国外权威安全评估机构的SIL 4级安全等级认证。其中中国通号FZL300型信号系统2015年底在北京地铁8号线上成功开通试运营，并中标了重庆5号线信号系统项目；铁科院MTC-I型信号系统获签广州市轨道交通7号线并于2016年底开通，该套系统还中标了重庆地铁10号线；卡斯柯公司还自主研发了TIANAVI型CBTC系统解决方案，并中标上海地铁17号线信号系统项目；众合机电自主研发了Bi TRACON型CBT267、C系统解决方案并中标重庆地铁4号线；富欣智控JeRail型CBTC系统中标上海浦东国际机场旅客捷运系统工程信号系统采购项目；中车通号、和利时的CBTC系统正在寻求实际线路进行运营验证。从目前进展来看，这几家CBTC系统已具备上线运营能力，但其可靠性、安全性尚未完全得以验证。从系统国产化情况来看，交控科技公司LCF-300型信号系统国产化率可以达到90%以上，包括整套系统硬件、软件及系统服务，但卡斯柯公司Urbalis888型国产化信号系统仍然有部分产品特别是核心计算机设备、关键安全及通信软件、无线网络设备等需要依赖其技术支持方法国阿尔斯通公司的支持，国产化率可达到70%以上，有待于进一步提高。268、10.3 国内可提供的信号设备针对本线路，国内已可以提供的全套完全满足本线信号系统要求的设备。包括：ATS系统、计算机联锁系统、应答器、微机监测和维护支持系统、有线及无线网络设备、UPS电源、智能信号电源屏、组合柜及接口柜、信号继电器、车站紧急控制盘、站台紧急关闭按钮盘、发车计时器、信号机、转辙机、计轴设备、轨道电路、信号电缆、光缆、设备箱盒等。信号核心设备ATP/ATO可采用进口设备，也可采用国产化设备。10.3.1 ATS系统国产ATS系统完全成熟并已经过多年的运营实践检验，在国内城市轨道交通中广泛应用。国内轨道交通线路中应用国产ATS子系统的包括北京地铁2号线、北京地铁6号线、北京地铁8269、号线、北京地铁5号线、北京地铁13号线、北京地铁八通线、北京机场线、上海地铁1号线、上海地铁2号线、大连快轨3号线、天津快轨滨海线等。从应用情况来看，国产ATS系统更符合国内调度指挥人员的应用习惯，更适应国内地铁运营组织要求。10.3.2 计算机联锁系统国产计算机联锁设备比较成熟并有多年的应用经验，供货生产厂家也较多。通过铁道部鉴定的国内计算机联锁设备供货商有4家，分别为铁科院、通号公司、卡斯柯和交大微联。国产联锁设备在国铁线路上大量使用，地铁线路也得到了广泛应用。目前国内城市轨道交通建设基本完全采用国产化的联锁设备，系统运行稳定可靠，完全符合国内客运操作人员的使用习惯。国外联锁设备由于设计理270、念与国内联锁有些许差别，在操作方式和使用习惯上并不完全满足国内操作人员的需要。10.3.3 ATP/ATO系统作为列车控制系统的核心设备，也是保证列车行车安全的自动防护系统，是国产化难度最大的系统项目。在国内信号系统专业人员努力下，具有完全自主知识产权的国产化设备已投入使用，国产化的ATP/ATO系统在本线的应用也已成为可能。10.3.4 微机监测和维护支持系统微机监测和维护支持系统为成熟国产设备，国内铁科院、和利时公司、深圳研详科技、河南辉煌公司、通号公司等均可提供。10.3.5 UPS电源和智能信号电源屏UPS电源在国内有大量供货商，包括国际品牌和国内品牌产品，均为成熟通用的标准产品。如深271、圳华为、中国梅兰日兰、艾默生、武汉洲际等公司提供。信号智能电源屏生产厂家很多，供货厂家有：北京特锐公司、北京铁通康达公司、北京鼎汉公司、天津津宇嘉信、广东佛山创电公司等。10.3.6 有线及无线网络设备有线及无线网络设备属于通信系统设备，国内在此领域拥有一些实力雄厚、国际知名的供货商，如华为公司、中兴通讯、H3C公司等，产品已广泛应用于国际国内轨道交通领域。10.3.7 信号机国内轨道交通线路信号机主要采用LED式，通过铁道部鉴定并在国铁和城市轨道交通项目中得到广泛应用的生产厂家较多，主要供货商有西安信号厂、天津信号厂、浙江万全公司等。10.3.8 转辙机道岔转辙机是重要的信号基础设备，有直流272、电动转辙机、交流电动转辙机和交流电液转辙机等众多类型之分。由于转辙机对安全性要求非常高，国内生产必须得到铁道部的认证。国内通过铁道部鉴定的生产厂家有西安信号工厂、天津信号工厂等。10.3.9 计轴设备计轴设备是国内近几年研制成功并投入正式线路运营的信号设备。国际上计轴设备主要供货商包括西门子公司、泰雷兹公司等，其中西门子公司在国内已有生产厂家。另外，具有自主知识产权完全国产化的设备包括成都计轴厂、黑龙江瑞星公司等，其产品也已在国铁和地铁线路上广泛使用。10.3.10 信号光电缆国内信号用光电缆产品国内供货商较多，光电缆技术成熟，主要供货商有西安电缆厂、焦作电缆厂、天水电缆厂、天津电缆厂、武汉长273、飞等。10.3.11 其它信号设备站台紧急关闭按钮盘、发车计时器、组合柜、接口柜、信号继电器、控制盘以及室内外配套箱盒等均可采用国产设备，国内供货厂商也很多。10.3.12 信号系统设备主要供货商目前信号设备提供主要厂家见下表：表10.2-1序号系统名称主要供货厂家一ATP/ATO子系统1ATP/ATO轨旁设备ATP/ATO服务器交控科技ALSTOM(阿尔斯通)泰雷兹线路控制器交控科技ALSTOM(阿尔斯通)泰雷兹网络设备华为中兴CISCO光缆武汉长飞深圳特发西安西古电缆西安电缆厂天水电缆厂焦作电缆厂无线接入设备交控科技ALSTOM(阿尔斯通)H3C应答器交大思诺ALSTOM(阿尔斯通)SIE274、MENS电源设备鼎汉津宇佳信铁通康达2ATP/ATO车载设备车载计算机交控科技ALSTOM(阿尔斯通)泰雷兹车载天线交控科技ALSTOM(阿尔斯通)泰雷兹测速传感器交控科技ALSTOM(阿尔斯通)泰雷兹显示设备北海通信车用线缆安徽新科二ATS子系统1中心ATS设备CASCO东方宇业铁科研2车站ATS设备CASCO东方宇业铁科研3车辆段/停车场ATS设备CASCO东方宇业铁科研三联锁设备1正线区段电缆西安西电天水电缆厂焦作电缆厂计轴设备成都通信厂THALESSIEMENS信号机西安信号厂天津信号厂浙江金华转辙机西安信号厂天津信号厂联锁设备CASCO通号公司交大微联2车辆段/停车场联锁设备电缆西安275、电缆厂天水电缆厂焦作电缆厂计轴设备成都通信厂THALESSIEMENS信号机西安信号厂天津信号厂浙江金华转辙机西安信号厂天津信号厂联锁设备CASCO通号公司交大微联3电源设备鼎汉津宇佳信铁通康达4UPS艾默生梅兰日兰山特5蓄电池组双登光宇海志四试车线设备1ATP设备交控科技ALSTOM(阿尔斯通)泰雷兹2计轴设备成都通信厂THALESSIEMENS3无线接入设备交控科技ALSTOM(阿尔斯通)H3C4电源设备鼎汉津宇佳信铁通康达五维修培训设备1ATS维修培训设备CASCO东方宇业铁科研2车载维修培训设备交控科技ALSTOM(阿尔斯通)泰雷兹10.4 国产化率实现原则长沙轨道交通6号线信号系统应276、是现代化和自动化的运营设备，宜采用成熟、先进、功能完备的列车自动控制（ATC）系统。信号系统在满足功能质量和工期要求的前提下，应优先选用国内能够提供的设备，对于国内尚不能满足要求的设备应在进行综合比较后选择引进关键部件或设备在国内组装生产，实现信号系统的国产化。本次设计方案推荐的是移动闭塞系统，由于其设备构成主要为ATP/ATO主计算机设备、列车定位设备（如应答器）和车-地通信设备，此部分国内目前供货商相对较少，由于系统设备招标的不确定性，保证国产化率指标还需要认真分析，细致工作，采取各种有效措施确保国产化率的实现。10.5 信号系统国产化实施方案及设备选择按照发改委工业司20052084号文277、件精神，信号系统国产化率计算公式为：E=（A+C-B-D）/（A+C）100%其中：A：项目内全部设备价格；B：进口设备和零部件价格（到岸价格）；C：项目内全部的软件费+设计费+调试费；D：外方提供的：软件费+设计费+调试费；E：国产化率。由此公式可以看出，若想提高国产化率，不仅要减少硬件设备进口数量，而且要降低外方软件、设计及现场调试服务费。信号系统主要设备包括：ATP子系统、ATO子系统、ATS子系统、正线区段车站联锁设备、车辆段联锁设备、停车场联锁设备、维修设备和培训设备。在长沙轨道交通6号线信号系统工程中为保证国产化率指标的实现，建议在系统设备选择采购时采取如下措施：由国内主要系统设备278、（如ATS、联锁供货商）的生产厂家，完成进口关键部件的组装、机架生产、配线、部分设备的现场安装，并保证系统开通运营后的硬件售后服务支持；1） 系统集成设计和服务支持由国内设计单位和供货商技术部门共同完成；2） ATP/ATO系统关键部件采用进口设备，辅助部件如机架、车载设备显示器、开关及接插件采用国产设备；3） ATC系统的有线网络通信设备采用国产化设备；4） 无线通信设备除关键部件如调制解调器采用进口，其它如电源、天线等采用国产设备；5） ATS子系统采用国产设备；6） 正线车站、车辆段、停车场的计算机联锁系统采用国产计算机联锁设备；7） 首两列车载信号设备调试由外方负责，中方配合，其余车载279、信号设备调试由中方负责，外方监督；8） 所有信号机、道岔转辙设备、应答器、计轴均采用国产设备；9） 控制中心、正线车站、车辆段、停车场均采用国产智能化信号电源屏和UPS；10） 正线车站的组合柜、接口柜、防雷设备、继电器、控制盘以及室外箱盒均采用国产设备；11） 用于联锁、ATS、ATP、ATO的室内外的线、缆和配套材料均采用国产线、缆。12） 由国内主要系统设备（如ATS、联锁供货商）的生产厂家，完成ATP/ATO进口关键部件的组装、机架生产、配线、部分设备的现场安装，并保证系统开通运营后的硬件售后服务支持从目前信号系统的设备构成及国内供货情况分析，国产化率达到60是基本可以实现的。国产化率280、指标的具体实现，应对供货商提出具体要求并要求其提供技术支持，以避免因在设备国产化过程中存在的技术问题而影响整个工程的进度。10.6 本工程信号系统国产化深入的策略目前国内在自动化系统的生产、信号设备的生产上已经完全具备国产化的条件，但缺乏的是系统集成、二次开发和实际运用的经验，因此，根据在以往引进设备国产化的过程中发现的问题，信号系统设备在引进以后的国产化工作可遵循以下步骤进行：确定国内的系统技术支持和服务单位，协助完成ATPATO设备的引进工作，对信号系统的整体性、系统性、安全性、可靠性负责，参与系统的软件设计和开发，完成整个系统的测试、安装调试、系统联调、以及系统运营的维护支持；要求系统供281、货商对该系统的技术原理、软件设计原理、硬件设备进行详细的介绍，并对在工程实施阶段不能实现国产化的部分制定出具体、切实可行的国产化方案，在系统开通后，逐步实施。其中包括逐步将有关的硬件用国产硬件代替；有关软件可以在了解国外软件的基础上，采用通用的软件平台自己进行二次开发，逐步形成自己的城市轨道交通信号系统应用软件。如法国阿尔斯通公司，在国内合资建有上海卡斯柯公司，其大部分产品均可在国内生产制造，软件设计也将由卡斯柯部分替代，现场调试可以通过培训国内技术人员，减少国外人员现场技术服务费用；西门子公司利用西安合资公司，培训专业技术人员，参与系统设计，现场调试配合，降低软件成本和现场调试成本等。要求系282、统供货商对非技术核心的设备进行技术转让或采用向国内合作单位发放生产许可证的方式。通过以上的工作，长沙轨道交通6号线的信号系统国产化深入工作将落到实处，不断扩大信号系统设备国产化率，使进口设备对整个系统的影响降到最低限度，从而推动我国的轨道交通事业发展，并进一步降低长沙地铁的运营维护成本。第11章 信号系统接口设计11.1 与相关系统的接口设计要求11.1.1 与土建专业接口在系统设计阶段将与土建专业设计配合与协调，确定信号用房面积、布置需求及站台设备安装位置及线缆通道。11.1.2 与线路专业接口在系统设计阶段将与线路专业设计配合与协调，落实、核实有关道床和轨道预留信号系统轨旁设备的安装条件。283、11.1.3 与通信专业接口1） 为统一全线时钟管理，信号系统时钟由通信系统统一提供时钟校准信号，接口界面在控制中心通信设备配线架外侧，接口示意如下图：图11.1-1与通信专业时钟系统接口示意图2） 信号ATS系统向无线通信系统传送实时变化的列车信息，以便调度人员呼叫列车。接口界面在控制中心信号系统配线柜，接口示意图如下：图11.1-2与通信专业无线系统接口示意图3） 通信系统向信号系统提供信号传输用主干通信通道，用来传输电源设备维护诊断信息，并预留维护监测子系统的数据传输通道。接口界面在中心、车站、车辆段/停车场等处通信综合配线柜。接口示意图如下：图11.1-3与通信专业传输系统接口示意图4284、） 信号系统向车站广播系统提供列车在车站运行的旅客服务信息，主要信息内容为列车接近、列车到达、列车目的地、列车到站时间预报等。其接口界面为通信系统配线柜接口端子外侧，接口示意如下图：11.1.4 综合监控系统1） 中心ATS系统通过接口向综合监控系统提供列车位置信息、列车在隧道内的运行超时信息、列车时刻表信息、主要设备故障等信息；综合监控系统向信号系统实时提供牵引接触网的带电状态信息，用于实现牵引接触网状态显示的功能。综合监控系统向信号系统实时提供FAS的相关信息，用于实现显示功能。接口界面为指挥控制中心信号设备柜引出端子。接口示意图如下：图11.1-4与综合监控专业ISCS系统接口示意图2）285、 车地无线通信采用LTE网络传输，信号负责网络的建设，承载FAS信息业务和车辆状态信息业务。地面接口为与综合监控系统的接口，为其提供车载信息传输到地面的传输通道，接口示意图见图11.1-5。图11.1-5与综合监控专业ISCS系统接口示意图3） 信号系统在车站与综合监控的IBP盘接口，提供信号的紧急关闭、转辙机电流显示等功能。其接口位置在车站IBP盘的入口端子，接口示意图见图11.1-6：图11.1-6与综合监控专业IBP盘接口示意图4） 信号专业与综合监控提供的大屏幕显示屏在控制中心接口，大屏幕控制器提供2个RJ45形式10/100M以太网电口，接口位置在大屏幕控制器，接口示意图见图11.1286、-7：图11.1-7与综合监控专业大屏系统接口示意图11.1.5 动力照明专业1） 本工程信号系统要求低压动力照明专业提供两路独立的交流380V/220V 50Hz的一级负荷电源，其供电质量符合国家有关标准。接口分界点设于控制中心电源室、车站、车辆段、试车线、培训维修中心等处的信号设备室（电源室）的配电箱下口。图11.1-8与动力照明专业接口示意图2） 动力照明专业为信号系统提供接地端子，接口示意图见图11.1-9：图11.1-9与动力照明专业接地接口示意图11.1.6 与PIS系统接口信号ATS系统向PIS系统提供列车到达、列车跳停、停站时间等信息。接口位置在中心ATS机柜外配线端子处，接口287、示意图见图11.2-12。车地无线通信采用LTE网络传输，信号负责网络的建设，承载PIS视频业务和紧急文本信息业务。地面接口为与PIS系统的接口，为其提供地面信息传输到车辆的传输通道，接口示意图见图11.2-13。车载接口为与车载视频信息的接口(10/100Base-Tx)，接口界面在驾驶室接入交换机端口外侧。接口示意图见图11.1-10。图11.1-10与PIS系统（地面）接口示意图图11.1-11与PIS系统（地面）接口示意图图11.1-12与PIS系统（车载）接口示意图11.1.7 与线网指挥中心接口控制中心ATS系统预留与线网指挥中心系统的接口，信号向线网指挥系统提供列车运行描述信息和288、列车时刻表信息，接口方式为冗余100M以太网，接口界面在控制中心信号设备室接口设备接入端口。接口示意图如下：图11.1-13与线网指挥中心系统接口示意图11.1.8 与车辆的接口信号与车辆接口涉及机械、电气及通信等方面，具体的接口根据不同的车辆及信号承包商会有所不同。一般接口遵循如下原则：物理接口车辆专业提供所有信号设备的安装空间，并按照信号专业要求提供车载信号所需的控制电缆和插接件，并统一安装； 电气接口与列车牵引制动系统接口；紧急制动、开/关车门、模式选择开关等命令输入输出的ATP功能接口；与牵引/制动控制模式、制动或牵引力的输出等级、无人折返运行输出、列车到站信息输出等有关的ATO接口；289、 与列车管理系统TMS接口，交换列车运行信息；与车辆状态信息的接口。信号系统车载设备供电及接地由车辆提供；信号系统与车辆控制系统接口分界点需在设计联络阶段由双方明确。11.1.9 与站台门系统接口信号系统向站台门提供开、关站台门的控制信号，站台门系统向信号系统提供站台门状态信息即站台门关闭且锁紧状态信息和门人工旁路信息等，并向信号系统提供控制信号接收确认信息。所有的接口均采用继电接口方式，接口分界点设在站台门控制柜外线端子处。接口示意图如下：图11.1-14与站台门系统接口示意图11.1.10 与防淹门系统的接口防淹门向信号系统发送“完全开启并锁闭”状态表示及“防淹门关闭请求”信息，信号系统在290、收到防淹门“防淹门关闭请求”信息后，向防淹门发送“允许防淹门关闭”信息。信号与防淹门门的接口采用安全型继电器接口方式，接口分界点在车站防淹门设备室配线架外线侧。接口示意图如下：图11.1-15与防淹门系统接口示意图11.1.11 与FAS系统的接口车地无线通信采用LTE网络传输，信号负责网络的建设，承载车载FAS信息业务。为FAS信息提供上传通道，接口示意图见图11.1-16。图11.1-16与FAS系统接口示意图11.2 与相关专业的配合设计信号系统与其他相关专业的配合设计见下表：信号系统与相关专业配合设计表 表11.2-1序号接口专业相关设计专业设计输出信号专业设计输出1线路全线线路平纵面291、图；车站分布表和线路曲线表有岔车站的平面布置图及作业性质；线路竖曲线的土建结构限速值；线路平直地段（无平面曲线和竖曲线地段）的土建结构限速值。对车站配线图的意见；对折返线、存车线等线路设置长度的意见。2轨道正线和车辆段道岔采用的专线号，道岔平面布置图；线路平面曲线的轨道外轨超高量及结构限速表；轨道梁结构图（包括平、剖、断、侧面图）；道床层内预埋信号过轨管线资料。信号设备在道床层需预埋管件和轨旁设备需预留安装空间的要求。3桥涵高架桥梁墩帽的结构图；高架桥梁墩帽上预留信号轨旁设备安装位置资料；在高架桥梁墩帽上预留信号轨旁设备安装坑、槽、管的要求；在高架桥梁上信号专用标志的设置要求；在高架桥梁墩帽上292、信号轨旁设备的负荷要求。4建筑车站、车辆段和控制中心的建筑平、断面图；车辆段房屋、车站和控制中心的电缆管廊及预留孔洞位置资料；车站范围预留转辙机等轨旁信号设备安装空间资料。车站、车辆段和控制中心信号生产房屋设置要求；车站、车辆段和控制中心室内信号设备对环境条件的要求；车辆段房屋、车站和控制中心信号电缆管线的布置及沟槽管洞要求；车辆段房屋、车站和控制中心预埋件及预留孔尺寸图；车站范围内转辙机等轨旁信号设备安装空间的预留要求。5结构区间结构层内预埋信号过轨管线资料。在区间结构层内预埋信号过轨管线的要求。6隧道地下上、下行隧道间的通道位置资料；区间预留转辙机等轨旁信号设备安装空间资料。地下区间转辙机293、安装空间的预留要求；地下区间其它轨旁信号设备的安装要求。7人防全线人防门的设置里程表；穿越人防门区域的信号管线预埋资料。穿越人防门区域预埋信号管线的要求。8工程投资概算编制依据、采用标准及编制办法。信号初设概算综合概算、个别概算及编制说明；信号初步设计工程数量表及设备材料表。9行车运营客流量及系统输送能力分析；车站配线及说明；列车运行管理模式（包括列车驾驶方式、列车的调度指挥、驾驶员的管理等）；正常及非正常情况下行车组织方式和列车交路；线路的列车最高运行限速值，通过站台限速及其它临时限速要求；列车区间运行时间和车站停站时间表，列车运行间隔时分分析计算；行车牵引计算资料；进路设置要求。进路设置等294、信号相关子系统和设备的控制和表示的反映延迟时间参数等行车运营评价所需资料；信号机的设置及轨道区段划分要求；信号制式、信号维护管理机构及生产定员的设置。10车辆车辆的配车数量；车辆的主要技术参数及编组资料；车辆有关牵引和制动的各种特性参数；车辆与信号系统间的设备输入/输出接口、安装接口。1、车辆系统与信号系统各种详细的接口技术条件、接口方式、接口协议和接口功能的实现；2、车门、司机门的监控及对列车广播的控制要求；3、车辆与信号车载设备连接后的静态和动态试验。11限界全线各种建筑限界图。全线道岔转辙机的安装位置表；转辙机等轨旁信号设备安装空间的预留要求；全线信号机布置及安装图。12车辆段包括出/入295、段线、洗车线和试车线等在内的车辆段作业及检修流程和作业方式；车辆段总平面布置图；车辆段室外管线综合布置资料；车辆段牵引供电范围。信号对车辆段作业方式的意见；信号维护管理机构及生产定员的设置；车辆段信号平面图及室外电缆径路图；车辆段站场及硬化地面区域预埋管线和预留沟槽的要求。13控制中心控制中心的规模和功能定位；控制中心中控室的设备工艺要求；控制中心建筑平面布置图及中控室设备布置图。控制中心工艺布置要求，管线资料及信号控制模式。14牵引供电正线和车辆段的相关牵引供电资料及牵引供电状况显示。提供正线信号轨道绝缘节的设置位置；提供车辆段信号轨道双线图；室外信号设备平面布置图。15动力照明提供接地系统296、原理图、布置图及接地电阻值。车站、控制中心、车辆段信号设备接地要求；车站、控制中心、车辆段信号设备用电要求；车站、控制中心、车辆段信号设备房屋照明要求；车站、控制中心、车辆段信号房屋插座设置要求。16通信提供给信号系统的通信信道及信道接口资料；提供给信号系统的主时钟要求；需信号系统提供用于无线呼叫的实时变化列车识别号及列车位置资料的要求。信号系统所需通信通道和通道接口类型及数量要求；信号系统与主时钟同步信息的接口要求；与无线系统的接口方式及接口划分。17综合监控综合监控各个系统的方式和接口界面的划分；综合监控系统与信号系统交换接口信息内容和方式；与信号系统的接口位置和接口要求。按综合监控系统的297、要求提出信号系统的接口内容、接口位置、接口原则和接口界面的划分。18通风空调在车站、控制中心及车辆段信号设备房屋内通风空调设备的布置情况。车站、车辆段和控制中心室内信号设备对环境条件的要求；车站、车辆段和控制中心信号设备房屋设置通风空调设备的要求。19防淹门站台门全线防淹门的设置里程表；全线各车站、区间的站台门、防淹门的控制要求及与信号专业的接口原则；穿越防淹门、站台门区域的信号管线预埋资料。根据站台门、防淹门系统的要求提出站台门、防淹门的控制及与信号专业的接口原则；穿越防淹门、站台门区域信号管线的预埋要求。20消防全线车站、控制中心、车辆段信号设备房屋内采取的消防措施及消防设备的设置情况。提298、供有关信号房屋的面积、设备布置等资料。21站场车辆段站场平面布置图。11.3 与规划线路、在建线路及后期工程的接口11.3.1 联络线接口根据6号线线路设计配线，6号线线路在教师村站与9号线有联络线，在合平站与8号线有联络线，为保证行车安全，接口方式采用继电电路接口，信号系统将与9号线、8号线信号系统共同处理接口问题，保证线路间联锁条件正确，并满足运营要求。11.3.2 与后期工程的接口与后期工程（近期、远期工程）的接口中信号系统将在相关车站进行接口及功能预留，如下：1） 联锁系统的预留 初期工程梧桐路站和西航区站联锁机柜内预留控制模块等； 初期工程梧桐路站和西航区站预留与相邻联锁区联锁设备的299、联锁总线，计轴站间电缆等； 后期工程实施时，连接相应总线，增加控制模块，修改联锁表和相应的软件，即可实现联通的联锁功能。2） ATP/ATO系统的预留 无线总线； ATP/ATO总线； 车载计算机需要具备装载全线的线路电子地图的能力； 初期工程范围内的车站编号、设备编号等须考虑预留后期工程的容量； ATP/ATO计算机主机具备远期全线高峰时段运行的数据处理能力； 无线主机的控制容量需要包括后期工程范围内的无线接入点； ATP/ATO地面、车载软件的接口预留等。3） ATS系统的预留 中央ATS系统：a. 控制中心大屏幕显示系统，预留后期工程大屏幕显示系统的位置；b. 维护检测子系统预留后期工程300、设备维护网络的接入；c. 识别号的预留。 车站级ATS系统：a. 梧桐路站和西航区站站级ATS预留后期工程站级ATS的接口条件；b. 预留车站级维修子系统网络接入条件；c. 预留车站级ATS网络通道接口等。第12章 相关工程事宜12.1 信号系统生产用房信号系统生产用房包括信号设备用房和信号维修管理用房，分别设置在控制中心、沿线车站、车辆段、停车场、试车线、维修及培训中心。12.1.1 信号系统生产用房面积需求正线车站用房面积需求见下表：信号系统正线车站用房需求表 表12.1-1序号车站信号设备室信号电源室电缆室信号值班信号材料室信号工区休息室1梧桐路站70302*151515152紫荆路站7301、0302*151515153金菊路站402*154红枫路站402*155枫林路站70302*151515156长川路站402*157麓松路站402*158麓谷西站70302*151515159麓枫路站402*1510玉兰路站402*1511望岳路站402*1512教师村站70302*1515151513岳华路站402*1514桐梓坡路站70302*1515151515文昌阁站70302*1516芙蓉中路站402*1515151517烈士公园站402*1518迎宾路口站402*1519窑岭站70302*1515151520朝阳村站402*1521东郡站70302*1515151522人民东路站4302、02*1523花桥村站402*1524双杨路站70302*1515151525红旗路站402*1526合平路站70302*1515151527东四线站70302*1515151528黄兴大道南站70302*1515151529东十一线站402*1530蓝田大道402*1531空港城站70302*1515151532黄金大道站402*1533临空产业园站402*1534西航站区站70302*15151515备注信号设备室面积70平米的为设备集中站，非集中站房间宽度不小于3.9m，集中站房间宽度不小于5.2m，信号设备室应靠近车站控制室布置，远离牵引变电所、环控机房。房屋面积单位：平方米。控制中心303、用房面积需求见下表：信号系统控制中心用房需求表 表12.1-2控制中心信号设备室(含电源室)信号工区信号材料室ATS值班室打印室计划员室培训室70453525906090车辆段用房面积需求见下表：信号系统车辆段用房需求表 表12.1-3车辆段信号设备室电源室电缆室综合工区材料库信号工区休息室行车控制室14040201001003040停车场用房面积需求见下表：信号系统停车场用房需求表 表12.1-4停车场信号设备室电源室电缆室综合工区信号材料室停车场地面工区行车控制室140402040302040试车线用房面积需求见下表：信号系统试车线用房需求表 表12.1-5试车线信号设备室电缆室控制室60304、1530综合维修及培训中心用房面积需求见下表：信号系统维修及培训中心用房需求表 表12.1-6房间面积所属机构综合维修及培训中心信号培训教室80信号培训设备室100综合检修工区105综合检修部转辙机检修工区105电子设备检修工区75信号中心远程监测室50信号专业抢修材料房70信号车载工区35车载设备维护部信号车载设备测试间70车载维修工区50车辆段信号地面工区20信号车载设备测试室80停车场信号车载班组4012.1.2 信号系统用房房间位置设置及要求1） 信号设备室与通信设备室、车站控制室均设置在车站的一端，与变电所、环控机房异端；2） 信号设备室与信号电源室相邻，信号设备室应靠近车站控制室；3） 通信、信号用房应尽量邻近，通号电缆引入室通信信号合用，应尽量位于通信、信号机房的中间部位；4） 弱电井尽量靠近通信、信号设备室；5） 预留弱电井至各弱电专业机房走线槽的路由；预留信号设备室与信号电源室间的走线路由（防静电地板下），具体孔洞预留待车站建筑图纸确认后提出；6） 设备集中站