第三节 地铁通信与信号系统
一、地铁通信系统
为了迅速、准确、可靠地传递和交换语音、图像、数据信息，城市轨道交通的通信系统是个独立完整的指挥行车的内部通信网。通信网由光纤数字传输系统、数字电话交换系统、闭路电视监控系统、无线通信系统以及车站广播系统等组成。行车指挥通信设备以专用调度电话及无线调度电台为主，公务电话为辅。该通信系统主要包括：
1.地铁运营控制中心（OCC）调度员和车站（车辆段）值班员设专用调度电话系统，是列车运营、电力调度、日常设备维修、防灾救护等调度指挥的重要专用通信系统。
2.公务电话子系统在控制中心和基地（或车辆段）各设交换机，车站采用远端模块，分别接入交换机。在高架线路和隧道内每隔200m左右设置1台轨旁电话，作为应急通信工具。轨旁电话机在摘机5s后自动拨接就近车站车控室内多功能数字电话或在5s内拨所需的电话号码。
3.无线数字集群系统采用单交换机+多基站+光纤直放站的方式组成线状网，由无线集群设备、光纤直放设备、漏泄同轴电缆等组成。该无线系统包含以下几个无线子系统：车辆段无线通信系统和运营线路无线通信系统，后者可分为行车调度无线通信子系统、环控调度无线通信子系统、设修调度无线通信子系统三个部分。
4.广播子系统包括：正线广播系统、基地（或车辆段）广播系统；正线广播系统包括中心广播系统和车站广播系统。
5.在地铁设置闭路电视监控系统（CCTV）是为了加强地铁运营和管理，以及处理应急突发事故。满足控制中心调度员、车站值班员、设备管理、电力调度、应急管理等监视的需要，并可以满足公安治安监视的需要。
6.时钟系统由中心级和车站/车辆段级两级组网组成，中心一级母钟设在OCC，各车站、车辆段设置二级母钟和子钟。时钟系统为地铁工作人员和乘客提供统一的标准时间，并为其他各有关系统提供统一的标准时间信号，从而实现地铁各系统时间标准的统一。
二、地铁信号系统
信号是指示列车运行及调车工作的命令。地铁信号传达指挥者的意图，指示列车运行条件，表示有关行车设备的位置和状态等，有关行车人员必须遵照执行。
信号装置一般分为信号机和信号表示器两类。信号机按用途分为列车信号、调车信号。信号表示器分为道岔、脱轨、进路、发车、发车线路、调车及车挡表示器。地铁信号机与车挡表示器如图1-8、图1-9所示。
图1-8 地铁信号机
信号机应设在列车运行方向的右侧。特殊地段因条件限制，需设于左侧时，须经轨道交通公司批准。
地铁正线信号系统一般采用基于数字轨道电路的列车自动控制系统（ATC），该系统可以达到行车间隔2min、设计间隔90s的线路通过能力，是目前国内外较为先进的信号制式之一。该系统主要由以下三个子系统及计算机联锁（CI）等组成：
图1-9 车挡表示器
1.ATS（列车自动监控）系统
也称为自动调度系统，是地铁运营调度指挥的基础设施，是地铁运营生产的重要技术装备，由调度指挥中心、车站两级构成。列车自动监控系统（ATS）应能实时自动采集列车运行及现场信号设备状态信息，并传送到轨道交通公司调度指挥中心和各车站，完成列车运行实时追踪、自动记点、正晚点统计、列车实际运行图自动绘制、人工和自动调整等功能，实现运营调度的集中管理、统一指挥和实时监督。
2.ATO（列车自动驾驶）系统
本系统采用的是司机监控下的自动驾驶系统。进入控制区后，除车站启动意向由司机承担外、加速、制动、惰行、停车、快慢行、紧急停车、折返等，全部由ATO的车载计算机协同地面设备自动完成，从而减少了司机误操作和延迟操作。
3.ATP（列车自动防护）系统
本系统是ATC系统中最重要的部分，为ATC系统的安全核心。ATP子系统保证了行车的安全可靠性，缩短了列车间隔，提高了线路的利用率。ATP子系统根据故障——安全原则执行列车间安全间距的监控、列车的超速防护、安全开关门的监督和进路的安全监控等功能，确保列车和乘客的安全。
4.计算机联锁（CI）
联锁是指车站范围内信号、道岔、进路之间互相制约的关系，它们之间必须建立严密的联锁关系，才能确保行车安全。联锁由联锁设备完成。地铁正线均采用计算机联锁。
计算机联锁系统是一种新型的地铁车站自动控制设备，要求在保证安全的前提下，以最经济、合理的技术措施提高运输效率，改善劳动条件。
主要功能是接收来自微机联锁区域操作人员工作站（LOW）的操作指令和来自现场的设备状态信息，联锁逻辑运算，排列、监督和解锁进路，动作和监督道岔，控制和监督信号机，防止同时排列敌对进路，向ATC发出进入进路的许可，并将产生的结果状态和故障信息传送至LOW。
微机联锁系统易于实现系统自身化管理，利用自诊断，自检测功能及远距离联网，实现远距离诊断。