信號技術(shù)交流正文

1、信號信號技術(shù)技術(shù)交交流流2015-09-06 2015-09-06 于北城院于北城院 申大川申大川城市軌道交通技術(shù)的發(fā)展、作用及方向城市軌道交通信號自動化系統(tǒng)的梗概、構(gòu)成與運(yùn)用需求城市軌道交通信號系統(tǒng)的安全需求城市軌道交通信號系統(tǒng)的安全需求研討Contents目錄城軌系統(tǒng)信號技術(shù)的發(fā)展、作用及方向城軌系統(tǒng)信號技術(shù)的發(fā)展、作用及方向1、發(fā)展的過程與發(fā)展的基礎(chǔ)和方向、發(fā)展的過程與發(fā)展的基礎(chǔ)和方向1）發(fā)展的過程）發(fā)展的過程-設(shè)備構(gòu)成模式：的發(fā)展機(jī)械設(shè)備、繼電設(shè)備、機(jī)電設(shè)備、設(shè)備構(gòu)成模式：的發(fā)展機(jī)械設(shè)備、繼電設(shè)備、機(jī)電設(shè)備、電子設(shè)備電子設(shè)備-產(chǎn)品規(guī)模的發(fā)展：單一功能設(shè)備、多功能系統(tǒng)、綜合系統(tǒng)、產(chǎn)品規(guī)模

2、的發(fā)展：單一功能設(shè)備、多功能系統(tǒng)、綜合系統(tǒng)、復(fù)雜大系統(tǒng)復(fù)雜大系統(tǒng)-信息交換數(shù)量的發(fā)展：無信息、單一信息、多信息、信息交換數(shù)量的發(fā)展：無信息、單一信息、多信息、信息群以及信息傳輸方式信息群以及信息傳輸方式的改變的改變-運(yùn)用與資源共享需求的改變：小運(yùn)量與大運(yùn)量，單運(yùn)用與資源共享需求的改變：小運(yùn)量與大運(yùn)量，單 線運(yùn)行與線運(yùn)行與多線路聯(lián)合運(yùn)行多線路聯(lián)合運(yùn)行2）發(fā)展的基礎(chǔ)）發(fā)展的基礎(chǔ)-運(yùn)用需求深度廣度的發(fā)展運(yùn)用需求深度廣度的發(fā)展-信號專有技術(shù)的發(fā)展信號專有技術(shù)的發(fā)展-領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)的技術(shù)發(fā)展-通用技術(shù)的發(fā)展通用技術(shù)的發(fā)展-系統(tǒng)理論的發(fā)展系統(tǒng)理論的發(fā)展系統(tǒng)理論的發(fā)展系統(tǒng)理論的發(fā)展1、可靠性

3、理論及RAMS理論的發(fā)展2、系統(tǒng)理論的發(fā)展、系統(tǒng)理論的發(fā)展1）系統(tǒng)論、控制論、信息論）系統(tǒng)論、控制論、信息論2）耗散論、突變論、協(xié)同論）耗散論、突變論、協(xié)同論2-1 系統(tǒng)論、系統(tǒng)論、控制論和信息論是本世紀(jì)四十年代控制論和信息論是本世紀(jì)四十年代先后創(chuàng)立并獲得迅猛發(fā)展的三門系統(tǒng)理論的分支先后創(chuàng)立并獲得迅猛發(fā)展的三門系統(tǒng)理論的分支學(xué)科。學(xué)科。2-2耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同論、突變論耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同論、突變論是本世紀(jì)七十是本世紀(jì)七十年代以來陸續(xù)確立并獲得極快進(jìn)展的三門系統(tǒng)理年代以來陸續(xù)確立并獲得極快進(jìn)展的三門系統(tǒng)理論的分支學(xué)科。論的分支學(xué)科。信息論信息論 信息論是以概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法研究信息、信息論是以概

4、率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法研究信息、信息熵、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸、密碼學(xué)、數(shù)據(jù)壓信息熵、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸、密碼學(xué)、數(shù)據(jù)壓縮等問題的應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科?？s等問題的應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科。 香農(nóng)被稱為是香農(nóng)被稱為是“信息論之父信息論之父”。人們通常將香農(nóng)于。人們通常將香農(nóng)于1948年年10月發(fā)表月發(fā)表的的（通信的數(shù)學(xué)理論）作為現(xiàn)代（通信的數(shù)學(xué)理論）作為現(xiàn)代信息論研究的開端。信息論研究的開端。 在信息論的指導(dǎo)下，信息的編碼安全促進(jìn)了計(jì)算在信息論的指導(dǎo)下，信息的編碼安全促進(jìn)了計(jì)算機(jī)等電子技術(shù)的在信號系統(tǒng)的應(yīng)用。信息的編解、機(jī)等電子技術(shù)的在信號系統(tǒng)的應(yīng)用。信息的編解、傳輸技術(shù)是傳輸技術(shù)是CBTC系統(tǒng)發(fā)展基礎(chǔ)。系統(tǒng)發(fā)展基礎(chǔ)?？?/p>

5、制論控制論 控制論是美國數(shù)學(xué)家維納，為適應(yīng)科學(xué)技術(shù)國同門類互相滲透、融合的發(fā)展而建立的理論。用于研究系統(tǒng)的狀態(tài)、功能、行為及變動趨勢?？刂葡到y(tǒng)的穩(wěn)定可揭示不同控制系統(tǒng)的規(guī)律?？刂葡到y(tǒng)一定具有動態(tài)性，其要點(diǎn)是信息反饋技術(shù)。 控制論對于信號控制指導(dǎo)意義在于ATO的控制，包括比例控制、變比例控制以及模糊控制技術(shù)等在定點(diǎn)停車控制中具有廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)論系統(tǒng)論 系統(tǒng)論由美藉奧地利數(shù)學(xué)家貝塔朗菲首創(chuàng)。系統(tǒng)論明確了整體觀、動態(tài)觀和等級觀及有序性、目的性、動態(tài)性三大基本特性。 信號技術(shù)依靠系統(tǒng)論的指導(dǎo)使得信號技術(shù)，由單一功能的設(shè)備，演變成現(xiàn)代的、不同等級的信號系統(tǒng)。突變論突變論 法國數(shù)學(xué)家托姆(R. Thom

6、)在1969年提出。特點(diǎn)是研究非連續(xù)的變化現(xiàn)象。突變理論是一門數(shù)學(xué)理論， 其核心思想有助于理解系統(tǒng)變化和系統(tǒng)中斷。 如果系統(tǒng)處于休止?fàn)顟B(tài)（無變化），或者處在某種定義的狀態(tài)范圍內(nèi)。 如系統(tǒng)受到外力量作用，系統(tǒng)起初將試圖通過反作用來吸收外界壓力。 如可能，系統(tǒng)隨之恢復(fù)原先的理想狀態(tài)。 如果變化力量過于強(qiáng)大，而不可能被完全吸收，則突變發(fā)生，系統(tǒng)隨之進(jìn)入另一種新的穩(wěn)定狀態(tài)，或另一種狀態(tài)范圍。即系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)為可控狀態(tài)，反之為失控狀態(tài)，最終進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)。 突變論的啟示是，控制系統(tǒng)可控的范圍應(yīng)寬裕，控制系統(tǒng)的調(diào)整參數(shù)要優(yōu)化，但不宜為 最優(yōu)。防止系統(tǒng)的失控。耗散（結(jié)構(gòu)）論耗散（結(jié)構(gòu)）論-該理論是普里戈金為

7、首的布魯塞爾學(xué)派經(jīng)過多年的努力，終于建立起一種新的關(guān)于非平衡系統(tǒng)自組織的理論耗散結(jié)構(gòu)理論于1969年由普里戈金提出。建立的新的關(guān)于非平衡系統(tǒng)自組織的理論耗散結(jié)構(gòu)理論。是在開放的遠(yuǎn)離平衡條件下，在與外界交換物質(zhì)和能量的過程中，通過能量耗散和內(nèi)部非線性動力學(xué)機(jī)制的作用，經(jīng)過突變而形成并持久穩(wěn)定的宏觀有序結(jié)構(gòu)。-理論對于信號控制的啟示，也多在列車控制與運(yùn)行調(diào)整方面，對于如何建立一個(gè)自適應(yīng)系統(tǒng)或系統(tǒng)重構(gòu)具有理論上的指導(dǎo)意義。協(xié)同論協(xié)同論 協(xié)同論協(xié)同論的的是是20世紀(jì)世紀(jì)70年代以來在多學(xué)科研究基礎(chǔ)年代以來在多學(xué)科研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，是系統(tǒng)科學(xué)的重要分上發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，是系統(tǒng)科學(xué)的

8、重要分支理論。其創(chuàng)立者是聯(lián)邦德國斯圖加特大學(xué)教授、支理論。其創(chuàng)立者是聯(lián)邦德國斯圖加特大學(xué)教授、物理學(xué)家哈肯。物理學(xué)家哈肯。1971年他提出協(xié)同的概念。協(xié)同年他提出協(xié)同的概念。協(xié)同論主要研究遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)在與外界有物質(zhì)論主要研究遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)在與外界有物質(zhì)或能量交換的情況下，如何通過自己內(nèi)部協(xié)同作用，或能量交換的情況下，如何通過自己內(nèi)部協(xié)同作用，自發(fā)地出現(xiàn)時(shí)間、空間和功能上的有序結(jié)構(gòu)。自發(fā)地出現(xiàn)時(shí)間、空間和功能上的有序結(jié)構(gòu)。同時(shí)，同時(shí)，協(xié)同論是研究不同事物共同特征及其協(xié)同機(jī)理的新協(xié)同論是研究不同事物共同特征及其協(xié)同機(jī)理的新興學(xué)科，被廣泛應(yīng)用的綜合性學(xué)科。它著重探討各興學(xué)科，被廣泛應(yīng)用

9、的綜合性學(xué)科。它著重探討各種系統(tǒng)從無序變?yōu)橛行驎r(shí)的相似性。研究的對象是種系統(tǒng)從無序變?yōu)橛行驎r(shí)的相似性。研究的對象是多子系統(tǒng)的聯(lián)合作用，以產(chǎn)生宏觀尺度上結(jié)構(gòu)和功多子系統(tǒng)的聯(lián)合作用，以產(chǎn)生宏觀尺度上結(jié)構(gòu)和功能；又是由許多不同的學(xué)科進(jìn)行合作，發(fā)現(xiàn)自組織能；又是由許多不同的學(xué)科進(jìn)行合作，發(fā)現(xiàn)自組織系統(tǒng)的一般原理系統(tǒng)的一般原理。 綜合監(jiān)控系統(tǒng)、信號系統(tǒng)的運(yùn)營管理、列車運(yùn)行控綜合監(jiān)控系統(tǒng)、信號系統(tǒng)的運(yùn)營管理、列車運(yùn)行控制的綜合，都受到協(xié)同論的影響而開發(fā)的。制的綜合，都受到協(xié)同論的影響而開發(fā)的。信號信號自動化系統(tǒng)的梗概、構(gòu)成與運(yùn)用需求自動化系統(tǒng)的梗概、構(gòu)成與運(yùn)用需求1、當(dāng)前正線信號系統(tǒng)的構(gòu)成模式、當(dāng)前正線信

10、號系統(tǒng)的構(gòu)成模式基于車地子系統(tǒng)共建模式的基于車地子系統(tǒng)共建模式的ATC系統(tǒng)：系統(tǒng)：包括中心、包括中心、車站及車載的車站及車載的ATS子系統(tǒng)；軌旁及車載子系統(tǒng)；軌旁及車載ATP；軌旁；軌旁及車載及車載ATO。2、基于、基于ATS及以車載系統(tǒng)為主體的及以車載系統(tǒng)為主體的ATC系統(tǒng)系統(tǒng)3、基于、基于ATS及以地面系統(tǒng)為主體的及以地面系統(tǒng)為主體的ATC系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)ATC構(gòu)成模式比較簡表構(gòu)成模式比較簡表ATO系統(tǒng)按照站間及車站設(shè)定的模式曲線實(shí)現(xiàn)車站的啟動控制、系統(tǒng)按照站間及車站設(shè)定的模式曲線實(shí)現(xiàn)車站的啟動控制、站間的速度調(diào)整控制、限速控制及進(jìn)站的定點(diǎn)停車等控制。站間的速度調(diào)整控制、限速控制及進(jìn)站的定

11、點(diǎn)停車等控制。ATO控制下的列車站間運(yùn)行軌跡示意圖。控制下的列車站間運(yùn)行軌跡示意圖。 ATO運(yùn)行概念運(yùn)行概念 P0P1SP2 V區(qū)域式控制示意圖區(qū)域式控制示意圖定點(diǎn)停車過程解析S0/B0B5B4B3B2B1V/Bi前圖說明1 1、B1B6B1B6曲線為減速度曲線曲線為減速度曲線 - - B0, B0,列車運(yùn)行軌跡。列車運(yùn)行軌跡。 - B1B5 - B1B5曲線通常為等間隔減速度，其差值約曲線通常為等間隔減速度，其差值約 =0.5km/h/s =0.5km/h/s2 2、通常、通常5 5條曲線以第三條曲線為控制追蹤的標(biāo)準(zhǔn)曲線。第三條曲線的條曲線以第三條曲線為控制追蹤的標(biāo)準(zhǔn)曲線。第三條曲線的B B

12、值值約約=0.70.8km/h/s=0.70.8km/h/s預(yù)見模糊控制方式預(yù)見模糊控制方式本方式是以熟練駕駛員的經(jīng)驗(yàn)為準(zhǔn)則，以列車為控制對本方式是以熟練駕駛員的經(jīng)驗(yàn)為準(zhǔn)則，以列車為控制對象的一種控制方式。在采用模糊控制理論后，由簡單地象的一種控制方式。在采用模糊控制理論后，由簡單地模仿司機(jī)的操作，變成理論化的預(yù)見模糊控制模仿司機(jī)的操作，變成理論化的預(yù)見模糊控制ATO。利。利用預(yù)見模糊控制概念將用預(yù)見模糊控制概念將ATO的控制過程，描述成司機(jī)的的控制過程，描述成司機(jī)的操作策略，并定義語言描述所涵蓋的性能指標(biāo)意義；定操作策略，并定義語言描述所涵蓋的性能指標(biāo)意義；定義預(yù)測操作結(jié)果，將描述的司機(jī)控制

13、策略轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓪δ苛x預(yù)測操作結(jié)果，將描述的司機(jī)控制策略轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓪δ繕?biāo)控制結(jié)果進(jìn)行預(yù)見的模糊控制準(zhǔn)則。預(yù)見型模糊控制標(biāo)控制結(jié)果進(jìn)行預(yù)見的模糊控制準(zhǔn)則。預(yù)見型模糊控制的控制準(zhǔn)則的控制準(zhǔn)則Ri可以描述為：可以描述為：若X是Ai 和Bi，則U是Ui；其中：其中：x為系統(tǒng)現(xiàn)行狀態(tài)；為系統(tǒng)現(xiàn)行狀態(tài)；Ai、Bi：現(xiàn)行狀態(tài)的參數(shù)；：現(xiàn)行狀態(tài)的參數(shù)；U：控制動作的集合；控制動作的集合；Ui：某一具體動作；：某一具體動作；Ri：控制準(zhǔn)則集：控制準(zhǔn)則集合中的某一具體準(zhǔn)則。圖合中的某一具體準(zhǔn)則。圖2.6-86為列車停車過程的預(yù)見為列車停車過程的預(yù)見型模糊控制流程圖。型模糊控制流程圖。 圖圖2.6-86預(yù)見模糊控制流程圖

14、預(yù)見模糊控制流程圖模糊控制的簡易結(jié)論模糊控制的簡易結(jié)論1、如果、如果ATO給出某一制動力，列車可以在預(yù)給出某一制動力，列車可以在預(yù)定地點(diǎn)準(zhǔn)確停車。則列車維持該制動力。否定地點(diǎn)準(zhǔn)確停車。則列車維持該制動力。否 則，增加則，增加/減減 少制動力。少制動力。2、如果、如果ATO列車在接近停車點(diǎn)附近以某一制列車在接近停車點(diǎn)附近以某一制動力停車時(shí)的沖擊力超出預(yù)定指標(biāo)。則給出動力停車時(shí)的沖擊力超出預(yù)定指標(biāo)。則給出一弱的制動力使列車達(dá)到平穩(wěn)停車。當(dāng)然要一弱的制動力使列車達(dá)到平穩(wěn)停車。當(dāng)然要有足夠的調(diào)整余量。有足夠的調(diào)整余量。信號系統(tǒng)的作用信號系統(tǒng)的作用1、提升運(yùn)營管理的效率提升運(yùn)營管理的效率2、減輕調(diào)度員的

15、勞動強(qiáng)度（司機(jī)如何？）、減輕調(diào)度員的勞動強(qiáng)度（司機(jī)如何？）3、可減少司機(jī)、行調(diào)人員、可減少司機(jī)、行調(diào)人員4、增加行車的安全、增加行車的安全5、減少乘客出行的風(fēng)險(xiǎn)減少乘客出行的風(fēng)險(xiǎn)6、具有較好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益具有較好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益信號系統(tǒng)信號系統(tǒng)的的效益效益社會效益與經(jīng)濟(jì)效益社會效益與經(jīng)濟(jì)效益 社會效益是：社會效益是：“各種經(jīng)濟(jì)活動及科學(xué)技術(shù)、各種經(jīng)濟(jì)活動及科學(xué)技術(shù)、教育、文學(xué)、藝術(shù)等在社會上產(chǎn)生的非經(jīng)濟(jì)教育、文學(xué)、藝術(shù)等在社會上產(chǎn)生的非經(jīng)濟(jì)性效果和利益。性效果和利益?！狈墙?jīng)濟(jì)性效果和利益，非經(jīng)濟(jì)性效果和利益，可可體體現(xiàn)社會核心價(jià)值，為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供思想現(xiàn)社會核心價(jià)值，為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展

16、提供思想保證和精神動力，所帶來的非經(jīng)濟(jì)性效果和保證和精神動力，所帶來的非經(jīng)濟(jì)性效果和利益。利益。 社會效益是指其效果對社會、國家和社會效益是指其效果對社會、國家和廣大人民有益的效果。社會效益是一種長期廣大人民有益的效果。社會效益是一種長期起作用的利益，包括對社會的和協(xié)所起的作起作用的利益，包括對社會的和協(xié)所起的作用。用。 城軌交通原則上屬于非贏利、面向廣大中下層社會群體的城軌交通原則上屬于非贏利、面向廣大中下層社會群體的服務(wù)性行業(yè)。通過信息化與自動化系統(tǒng)將乘客出行難、出服務(wù)性行業(yè)。通過信息化與自動化系統(tǒng)將乘客出行難、出行過程艱辛變成快樂出行、安全出行、快捷出行，無異于行過程艱辛變成快樂出行、安

17、全出行、快捷出行，無異于創(chuàng)造了財(cái)富。創(chuàng)造了財(cái)富。 城軌交通的經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)在節(jié)省乘客時(shí)間、減少疲勞、城軌交通的經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)在節(jié)省乘客時(shí)間、減少疲勞、提高勞動生產(chǎn)率、減少交通事故等內(nèi)容提高的經(jīng)濟(jì)效益以提高勞動生產(chǎn)率、減少交通事故等內(nèi)容提高的經(jīng)濟(jì)效益以及替代地面交通產(chǎn)生的間接收益、城軌建成后促進(jìn)沿路經(jīng)及替代地面交通產(chǎn)生的間接收益、城軌建成后促進(jìn)沿路經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的收益等方面進(jìn)行分析。對于機(jī)電系統(tǒng)而言，濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的收益等方面進(jìn)行分析。對于機(jī)電系統(tǒng)而言，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益主要在于節(jié)省乘客在途時(shí)間、避免交通事產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益主要在于節(jié)省乘客在途時(shí)間、避免交通事故或防止或減少、弱化災(zāi)害所造成的損失，以及機(jī)電自動故或

18、防止或減少、弱化災(zāi)害所造成的損失，以及機(jī)電自動化系統(tǒng)自水平的提升而減少工作人員的勞動強(qiáng)度、化系統(tǒng)自水平的提升而減少工作人員的勞動強(qiáng)度、防止人防止人員錯(cuò)誤操作造成的災(zāi)害（安全性）以及減少管理和操作人員錯(cuò)誤操作造成的災(zāi)害（安全性）以及減少管理和操作人員，提高效率等方面體現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益。而由于增加機(jī)電系員，提高效率等方面體現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益。而由于增加機(jī)電系統(tǒng)所造成管理、設(shè)備、培訓(xùn)、維護(hù)及儀器儀表用房以及由統(tǒng)所造成管理、設(shè)備、培訓(xùn)、維護(hù)及儀器儀表用房以及由于新增設(shè)備造成維修人員增加等造成經(jīng)濟(jì)效益的抵消等也于新增設(shè)備造成維修人員增加等造成經(jīng)濟(jì)效益的抵消等也是必須研究的內(nèi)容。是必須研究的內(nèi)容。機(jī)電自動化系統(tǒng)的效

19、益作用顯箸，計(jì)機(jī)電自動化系統(tǒng)的效益作用顯箸，計(jì)算效益的難度卻極高。算效益的難度卻極高。 經(jīng)濟(jì)效益是社會共有的經(jīng)濟(jì)范疇，經(jīng)濟(jì)效益的大小決定于勞動時(shí)經(jīng)濟(jì)效益是社會共有的經(jīng)濟(jì)范疇，經(jīng)濟(jì)效益的大小決定于勞動時(shí)間的節(jié)約程度。間的節(jié)約程度。凡是個(gè)別勞動時(shí)間小于社會必要勞動時(shí)間的，就凡是個(gè)別勞動時(shí)間小于社會必要勞動時(shí)間的，就是取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。是取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)約勞動時(shí)間不僅仍然是重要經(jīng)濟(jì)規(guī)節(jié)約勞動時(shí)間不僅仍然是重要經(jīng)濟(jì)規(guī)律，而且是在更高程度上、在更廣闊的范圍內(nèi)發(fā)生作用的經(jīng)濟(jì)規(guī)律，而且是在更高程度上、在更廣闊的范圍內(nèi)發(fā)生作用的經(jīng)濟(jì)規(guī)律。律。根據(jù)根據(jù)“上海城市軌道交通體系社會經(jīng)濟(jì)效益估算分析上海城

20、市軌道交通體系社會經(jīng)濟(jì)效益估算分析”(簡稱簡稱“分分析析”)一文：以上海市已建成并投入運(yùn)營總長一文：以上海市已建成并投入運(yùn)營總長65的的1號線、號線、2號號線及線及3號線一期的三條線路為基礎(chǔ)，分析了客流直接吸引范圍半徑號線一期的三條線路為基礎(chǔ)，分析了客流直接吸引范圍半徑為為600800,相鄰車站客流直接吸引范圍已經(jīng)接近重合相鄰車站客流直接吸引范圍已經(jīng)接近重合,以各線以各線路為軸線的帶狀區(qū)域都處于城軌交通系統(tǒng)的客流直接吸引范圍內(nèi)路為軸線的帶狀區(qū)域都處于城軌交通系統(tǒng)的客流直接吸引范圍內(nèi),大大改善了軌道沿線的地面交通擁擠狀況。大大改善了軌道沿線的地面交通擁擠狀況。 根據(jù)根據(jù)“分析分析”的計(jì)算，的計(jì)算

21、，2000年上海市軌道交通體系吸引地面客流實(shí)現(xiàn)的節(jié)約乘客出行時(shí)年上海市軌道交通體系吸引地面客流實(shí)現(xiàn)的節(jié)約乘客出行時(shí)間效益為間效益為6.221億元；億元； 2000年城軌交通減少乘客交通疲勞效益約年城軌交通減少乘客交通疲勞效益約為為2.68億元，由此可見城軌經(jīng)濟(jì)效益的一斑億元，由此可見城軌經(jīng)濟(jì)效益的一斑。信號系統(tǒng)輸送能力與效益信號系統(tǒng)輸送能力與效益 城軌交通的建設(shè)工程包括線路、建筑、軌道及車輛、各種機(jī)電系統(tǒng)。運(yùn)營城軌交通的建設(shè)工程包括線路、建筑、軌道及車輛、各種機(jī)電系統(tǒng)。運(yùn)營中對經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)常起促進(jìn)作用的，主要是車輛、機(jī)電設(shè)備和運(yùn)營管理。換言中對經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)常起促進(jìn)作用的，主要是車輛、機(jī)電設(shè)備和運(yùn)營

22、管理。換言之，之，前述的節(jié)約乘客出行時(shí)間的效益及減少乘客交通疲勞效益主要體現(xiàn)于車前述的節(jié)約乘客出行時(shí)間的效益及減少乘客交通疲勞效益主要體現(xiàn)于車輛、機(jī)電設(shè)備和運(yùn)營管理的作用。輛、機(jī)電設(shè)備和運(yùn)營管理的作用。城軌交通的通常為列車固定長編組（城軌交通的通常為列車固定長編組（48輛輛/列車），在列車長度確定后，列車），在列車長度確定后，其每列車的載客量基本確定。在機(jī)電系統(tǒng)中，通信、供電、乘客信息、環(huán)境其每列車的載客量基本確定。在機(jī)電系統(tǒng)中，通信、供電、乘客信息、環(huán)境控制、自動售檢票及防災(zāi)系統(tǒng)等系統(tǒng)，乃至綜合監(jiān)控系統(tǒng)，對于行車安全、控制、自動售檢票及防災(zāi)系統(tǒng)等系統(tǒng)，乃至綜合監(jiān)控系統(tǒng)，對于行車安全、應(yīng)急處理

23、、改善乘客出行環(huán)境、改善有關(guān)人員的勞動強(qiáng)度、充分發(fā)揮機(jī)電系應(yīng)急處理、改善乘客出行環(huán)境、改善有關(guān)人員的勞動強(qiáng)度、充分發(fā)揮機(jī)電系統(tǒng)的整體效能等具有重要作用，是不可或缺的系統(tǒng)。統(tǒng)的整體效能等具有重要作用，是不可或缺的系統(tǒng)。然對行車指揮與列車運(yùn)然對行車指揮與列車運(yùn)行效率的影響、對提高行車密度及旅行速度的最重要機(jī)電系統(tǒng)，應(yīng)是信號系行效率的影響、對提高行車密度及旅行速度的最重要機(jī)電系統(tǒng)，應(yīng)是信號系統(tǒng)。統(tǒng)。 城軌交通基本上是與其它交通獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，由于運(yùn)行交路較為簡單，城軌交通基本上是與其它交通獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，由于運(yùn)行交路較為簡單，最高行駛速度也僅為最高行駛速度也僅為100km/h上下與公交系統(tǒng)相差無多，

24、但列車運(yùn)行環(huán)境優(yōu)上下與公交系統(tǒng)相差無多，但列車運(yùn)行環(huán)境優(yōu)于公交系統(tǒng)。城軌交通采用的信號系統(tǒng)于公交系統(tǒng)。城軌交通采用的信號系統(tǒng)ATP，具有對安全防護(hù)的重大保障作，具有對安全防護(hù)的重大保障作用。但由于其產(chǎn)品價(jià)格具有不按性價(jià)比計(jì)算的特性，且安全問題屬綜合性問用。但由于其產(chǎn)品價(jià)格具有不按性價(jià)比計(jì)算的特性，且安全問題屬綜合性問題，已超出了本節(jié)說明的范疇，故不再研究城軌安全引發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。題，已超出了本節(jié)說明的范疇，故不再研究城軌安全引發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。 有有關(guān)減少疲勞等方面提高勞動生產(chǎn)率的收益，由于是涉及城軌交通各行各業(yè)的關(guān)減少疲勞等方面提高勞動生產(chǎn)率的收益，由于是涉及城軌交通各行各業(yè)的綜合性問題也不納入本

25、文的內(nèi)容。綜合性問題也不納入本文的內(nèi)容。僅僅以地鐵信號系統(tǒng)為例，簡要說明系統(tǒng)能以地鐵信號系統(tǒng)為例，簡要說明系統(tǒng)能力與效益的關(guān)系。力與效益的關(guān)系。 信號技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了道岔及信號機(jī)的人工控信號技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了道岔及信號機(jī)的人工控制，道岔及信號機(jī)通過車站聯(lián)鎖設(shè)備的集中控制，道岔及信號機(jī)通過車站聯(lián)鎖設(shè)備的集中控制；人工辦理的站間閉塞及列車位置自動檢查制；人工辦理的站間閉塞及列車位置自動檢查的自動閉塞；控制中心以調(diào)度員集中操作道岔的自動閉塞；控制中心以調(diào)度員集中操作道岔及信號機(jī)的調(diào)度集中遙控到列車自動監(jiān)控系統(tǒng)及信號機(jī)的調(diào)度集中遙控到列車自動監(jiān)控系統(tǒng)的自動控制；從單一的設(shè)備到組成完整的列車的自動控制；從

26、單一的設(shè)備到組成完整的列車自動控制系統(tǒng)。上述技術(shù)的發(fā)展在促進(jìn)了列車自動控制系統(tǒng)。上述技術(shù)的發(fā)展在促進(jìn)了列車安全運(yùn)行的同時(shí)，也提高了行車效率，提高了安全運(yùn)行的同時(shí)，也提高了行車效率，提高了旅行速度。旅行速度。信號系統(tǒng)對具體線路行車能力的影信號系統(tǒng)對具體線路行車能力的影響，應(yīng)根據(jù)技術(shù)統(tǒng)計(jì)響，應(yīng)根據(jù)技術(shù)統(tǒng)計(jì)、列車運(yùn)行模擬確定列車運(yùn)行模擬確定。本。本次次借鑒已有的研究成果予以說明，并通過借鑒已有的研究成果予以說明，并通過下下表表表達(dá)不同信號系統(tǒng)的技術(shù)水平對行車能力的影表達(dá)不同信號系統(tǒng)的技術(shù)水平對行車能力的影響。表中所列數(shù)據(jù)的前提是列車采用我國標(biāo)準(zhǔn)響。表中所列數(shù)據(jù)的前提是列車采用我國標(biāo)準(zhǔn)的的B型車、每列

27、車六輛編組，列車運(yùn)行速度不型車、每列車六輛編組，列車運(yùn)行速度不大于大于80公里公里/小時(shí)。小時(shí)。以下主要結(jié)合我國中部某市城軌交通的一條線路研究報(bào)告中的數(shù)據(jù)，并參以下主要結(jié)合我國中部某市城軌交通的一條線路研究報(bào)告中的數(shù)據(jù)，并參考有關(guān)資料，估算信號系統(tǒng)對行車能力的作用。我國城軌交通規(guī)定的運(yùn)營考有關(guān)資料，估算信號系統(tǒng)對行車能力的作用。我國城軌交通規(guī)定的運(yùn)營階段按初期、近期和遠(yuǎn)期劃分，其客流統(tǒng)計(jì)也與此相對應(yīng)。故此，階段按初期、近期和遠(yuǎn)期劃分，其客流統(tǒng)計(jì)也與此相對應(yīng)。故此，以線路以線路開通運(yùn)營后的第開通運(yùn)營后的第10年的客流為依據(jù)，以站間閉塞可能達(dá)到的年的客流為依據(jù)，以站間閉塞可能達(dá)到的6分鐘行車間隔分

28、鐘行車間隔及近期要求的行車間隔進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算按下述原則確定：及近期要求的行車間隔進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算按下述原則確定：1、城軌交通每日的運(yùn)營時(shí)間：按、城軌交通每日的運(yùn)營時(shí)間：按18小時(shí)計(jì)。小時(shí)計(jì)。2、列車旅行速度為、列車旅行速度為3540公里公里/小時(shí)，按小時(shí)，按35公里公里/小時(shí)計(jì)；公交汽車的旅行速度為小時(shí)計(jì)；公交汽車的旅行速度為1520公里，按公里，按17.5公里公里/小時(shí)計(jì)。即城軌交通的旅行速度為公交系統(tǒng)的小時(shí)計(jì)。即城軌交通的旅行速度為公交系統(tǒng)的2倍。倍。3、日客運(yùn)量，近期：、日客運(yùn)量，近期：31.6萬人次；近期萬人次；近期60萬人次；遠(yuǎn)期萬人次；遠(yuǎn)期80萬人次。年客運(yùn)量取近萬人次。年客運(yùn)量取近

29、期數(shù)值期數(shù)值21900萬人次計(jì)。萬人次計(jì)。4、平均乘距（公里），按近期的、平均乘距（公里），按近期的8.23計(jì)。計(jì)。5、單位乘客平均節(jié)約時(shí)間，根據(jù)平均乘距及城軌與公交速差確定：約、單位乘客平均節(jié)約時(shí)間，根據(jù)平均乘距及城軌與公交速差確定：約0.45小時(shí)。小時(shí)。6、休閑時(shí)間價(jià)值為工作時(shí)間價(jià)值的、休閑時(shí)間價(jià)值為工作時(shí)間價(jià)值的25%75%。取。取50%計(jì)。計(jì)。7、工作客流系統(tǒng)取、工作客流系統(tǒng)取0.5計(jì)。計(jì)。8、月人均國民收入按月人均國民收入按4000元計(jì)，人均小時(shí)國民收入按元計(jì)，人均小時(shí)國民收入按,23.81元元/計(jì)計(jì)。9、每列車標(biāo)準(zhǔn)載客為、每列車標(biāo)準(zhǔn)載客為1460人，按運(yùn)能運(yùn)能儲備人，按運(yùn)能運(yùn)能儲備

30、24%計(jì)，近期每計(jì)，近期每列車實(shí)載約列車實(shí)載約1246人。即每小時(shí)，因行車能力的提升，可多輸送人。即每小時(shí)，因行車能力的提升，可多輸送12列車列車/單向小時(shí)的乘客。約單向小時(shí)的乘客。約14956人。實(shí)際上近期每天開行人。實(shí)際上近期每天開行182列，按站間閉塞每天開行列，按站間閉塞每天開行130列，即每天因信號制式的改變可多列，即每天因信號制式的改變可多輸送輸送52列列*1246人次，為人次，為64792人。年增運(yùn)為人。年增運(yùn)為2365.2萬人，并取萬人，并取工作客流系數(shù)為工作客流系數(shù)為0.5。10、每年可因乘客出行節(jié)約時(shí)間的效益為、每年可因乘客出行節(jié)約時(shí)間的效益為6054萬元（年增客運(yùn)萬元（年

31、增客運(yùn)量與減少的在途時(shí)間、人均小時(shí)國民收入及相關(guān)系統(tǒng)之積）。量與減少的在途時(shí)間、人均小時(shí)國民收入及相關(guān)系統(tǒng)之積）。11、本建設(shè)工程有關(guān)造價(jià)：信號系統(tǒng)造價(jià)約為、本建設(shè)工程有關(guān)造價(jià)：信號系統(tǒng)造價(jià)約為25306.32萬元；萬元；通信為通信為28755.51萬元；綜合監(jiān)控萬元；綜合監(jiān)控6633.28萬元；環(huán)境監(jiān)控及防災(zāi)萬元；環(huán)境監(jiān)控及防災(zāi)報(bào)警為報(bào)警為9317.40萬元；自動售檢票系統(tǒng)為萬元；自動售檢票系統(tǒng)為9786.72萬元，即有關(guān)萬元，即有關(guān)機(jī)電系統(tǒng)造價(jià)為：機(jī)電系統(tǒng)造價(jià)為：信號系統(tǒng)信號系統(tǒng)25306.32萬元萬元+上列機(jī)電系統(tǒng)上列機(jī)電系統(tǒng)54492.91=79799.23萬元。萬元。結(jié)論結(jié)論1、信號

32、造價(jià)為、信號造價(jià)為28755.51萬元，以第萬元，以第10年節(jié)約時(shí)間的效益年節(jié)約時(shí)間的效益6054萬萬元為均值，則約元為均值，則約13.2年可贖回相關(guān)機(jī)電系統(tǒng)的初期投入。對信號年可贖回相關(guān)機(jī)電系統(tǒng)的初期投入。對信號系統(tǒng)而言，符合系統(tǒng)而言，符合612年贖回相關(guān)機(jī)電系統(tǒng)的初期的費(fèi)用投入。年贖回相關(guān)機(jī)電系統(tǒng)的初期的費(fèi)用投入。2、機(jī)電系統(tǒng)的工作壽命周期通常為、機(jī)電系統(tǒng)的工作壽命周期通常為1520年。如取年。如取17.5年，則年，則上述投資，在未計(jì)算其它效益收益，也未計(jì)算其它節(jié)省人力、減上述投資，在未計(jì)算其它效益收益，也未計(jì)算其它節(jié)省人力、減輕勞動強(qiáng)度、安全效益等的條件下，只考慮信號系統(tǒng)一項(xiàng)的條件輕勞動

33、強(qiáng)度、安全效益等的條件下，只考慮信號系統(tǒng)一項(xiàng)的條件下（當(dāng)然也未考慮運(yùn)營成本），即可初步說明采用新技術(shù)具有一下（當(dāng)然也未考慮運(yùn)營成本），即可初步說明采用新技術(shù)具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。定的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)于聯(lián)通聯(lián)運(yùn)、互換性關(guān)于聯(lián)通聯(lián)運(yùn)、互換性UGTMS的構(gòu)成目標(biāo)考慮般應(yīng)用將在互通互換、互聯(lián)互通、兼容性和適配性進(jìn)行優(yōu)化的的構(gòu)成目標(biāo)考慮般應(yīng)用將在互通互換、互聯(lián)互通、兼容性和適配性進(jìn)行優(yōu)化的方式確定。方式確定。-互聯(lián)互通，互聯(lián)互通， 給定自動化等級的互聯(lián)互通，車載和軌旁設(shè)備應(yīng)考慮以下目標(biāo)，并適當(dāng)給定自動化等級的互聯(lián)互通，車載和軌旁設(shè)備應(yīng)考慮以下目標(biāo)，并適當(dāng)考慮線路等級：考慮線路等級：-供應(yīng)商供應(yīng)商X提供的提供的

34、UGTMS系統(tǒng)系統(tǒng)的的列車與供應(yīng)商列車與供應(yīng)商Y提供的提供的UGTMS軌旁設(shè)備互聯(lián)互通；軌旁設(shè)備互聯(lián)互通；（不同廠商的軌旁產(chǎn)品（不同廠商的軌旁產(chǎn)品Y廠商的車載產(chǎn)品系統(tǒng)）廠商的車載產(chǎn)品系統(tǒng)）-供應(yīng)商供應(yīng)商X提供的提供的UGTMS列車可以與供應(yīng)商列車可以與供應(yīng)商Y提供的裝備提供的裝備UGTMS系統(tǒng)的列車（提供編系統(tǒng)的列車（提供編組的車輛）進(jìn)行編組。（不同廠商的車載設(shè)備可組成編組列車）組的車輛）進(jìn)行編組。（不同廠商的車載設(shè)備可組成編組列車）-在兩個(gè)相鄰軌道區(qū)域，供應(yīng)商在兩個(gè)相鄰軌道區(qū)域，供應(yīng)商X提供的提供的UGTMS軌旁設(shè)備和供應(yīng)商軌旁設(shè)備和供應(yīng)商Y或者或者Z提供的提供的UGTMS軌旁設(shè)備可以與軌旁

35、設(shè)備可以與X，Y或者或者Z提供的通用提供的通用OCC接口。（接口。（XY不同廠商的地面設(shè)備不同廠商的地面設(shè)備或與或與Z廠商的廠商的OCC結(jié)合）結(jié)合）-供應(yīng)商供應(yīng)商X、Y或或Z提供的提供的UGTMS列車可通過列車可通過X/Y ，Y/Z 和和 X/Z管轄鐵軌邊界，而沒有任管轄鐵軌邊界，而沒有任何運(yùn)營或者技術(shù)干擾。（何運(yùn)營或者技術(shù)干擾。（XYZ三者的邊界友好）三者的邊界友好）不同GOA等級的互聯(lián)互通特性. GTMS不能消極影響非不能消極影響非UGTMS裝備列車的運(yùn)行。為保證未裝備裝備列車的運(yùn)行。為保證未裝備UGTMS列車列車安全移動，有必要在安全移動，有必要在UGTMS系統(tǒng)之外增加系統(tǒng)。如果需要混合

36、運(yùn)營，系統(tǒng)之外增加系統(tǒng)。如果需要混合運(yùn)營，UGTMS將與該附加系統(tǒng)進(jìn)行接口。將與該附加系統(tǒng)進(jìn)行接口。互通互換，互通互換允許由一個(gè)供應(yīng)商提供的部件可以有另外一個(gè)供應(yīng)商提供互通互換，互通互換允許由一個(gè)供應(yīng)商提供的部件可以有另外一個(gè)供應(yīng)商提供但是相同的但是相同的FFFIS和和FIS規(guī)范設(shè)計(jì)的部件替代。（指產(chǎn)品部件的互換）規(guī)范設(shè)計(jì)的部件替代。（指產(chǎn)品部件的互換）兼容性，兼容性是指在兼容性，兼容性是指在UGTMS系統(tǒng)和既有基礎(chǔ)設(shè)施、列車和設(shè)備間沒有未預(yù)料系統(tǒng)和既有基礎(chǔ)設(shè)施、列車和設(shè)備間沒有未預(yù)料到的交互。這一特征向到的交互。這一特征向UGTMS系統(tǒng)過度顯然是需要的。（基礎(chǔ)設(shè)施相同，系統(tǒng)系統(tǒng)過度顯然是需要

37、的。（基礎(chǔ)設(shè)施相同，系統(tǒng)可替代系統(tǒng)）可替代系統(tǒng)）適配性，是指系統(tǒng)運(yùn)行盡可能允許進(jìn)行線路延長和適配性，是指系統(tǒng)運(yùn)行盡可能允許進(jìn)行線路延長和/或通過能力提高和或通過能力提高和/或車輛改或車輛改造。（指系統(tǒng)擴(kuò)展功能提升車輛改造）造。（指系統(tǒng)擴(kuò)展功能提升車輛改造） 系統(tǒng)環(huán)境和界限，系統(tǒng)環(huán)境和界限，UGTMS是一個(gè)綜合的列車命令、控制和管理的系統(tǒng)，能夠是一個(gè)綜合的列車命令、控制和管理的系統(tǒng)，能夠提供條款提供條款6中描述的功能。系統(tǒng)環(huán)境如圖中描述的功能。系統(tǒng)環(huán)境如圖4所示。所示。UGTMS應(yīng)能與（圖中）標(biāo)識的應(yīng)能與（圖中）標(biāo)識的所有子系統(tǒng)接口，如果子系統(tǒng)被提供。所有子系統(tǒng)接口，如果子系統(tǒng)被提供。互聯(lián)互通的

38、要點(diǎn)互聯(lián)互通的要點(diǎn) 各系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)、組成可以不同，但接各系統(tǒng)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)、組成可以不同，但接口規(guī)范應(yīng)開放?？谝?guī)范應(yīng)開放。 輸入、輸出條件應(yīng)的一致性。（車載設(shè)備輸入、輸出條件應(yīng)的一致性。（車載設(shè)備建議：機(jī)箱及插板尺寸一致、輸入輸出配建議：機(jī)箱及插板尺寸一致、輸入輸出配線規(guī)格位置一致、控車輸出條件一致、充線規(guī)格位置一致、控車輸出條件一致、充分利用車載的既有設(shè)備）。分利用車載的既有設(shè)備）。 系統(tǒng)的操作原則與顯示原則應(yīng)相同。系統(tǒng)的操作原則與顯示原則應(yīng)相同。 系統(tǒng)運(yùn)用能力、配置，滿足聯(lián)通聯(lián)運(yùn)線路系統(tǒng)運(yùn)用能力、配置，滿足聯(lián)通聯(lián)運(yùn)線路的需求。的需求。與互聯(lián)互通的相關(guān)概念與互聯(lián)互通的相關(guān)概念-運(yùn)營概念運(yùn)營概念

39、與需求與需求 城市軌道交通的運(yùn)營組織城市軌道交通的運(yùn)營組織公共交通的運(yùn)營組織一般由以下任務(wù)構(gòu)成，通過列車和基公共交通的運(yùn)營組織一般由以下任務(wù)構(gòu)成，通過列車和基礎(chǔ)設(shè)施（軌道及其組成部分）的利用實(shí)現(xiàn)：礎(chǔ)設(shè)施（軌道及其組成部分）的利用實(shí)現(xiàn)：運(yùn)營計(jì)劃制訂（包括時(shí)刻表、列車和人力資源使用的運(yùn)營運(yùn)營計(jì)劃制訂（包括時(shí)刻表、列車和人力資源使用的運(yùn)營計(jì)劃）、這不在本標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。計(jì)劃）、這不在本標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。運(yùn)營管理和監(jiān)督（控制中心運(yùn)營管理和監(jiān)督（控制中心OCC）。執(zhí)行列車運(yùn)營（分散執(zhí)行列車運(yùn)營（分散控制和防護(hù)等級，軌旁和車上）控制和防護(hù)等級，軌旁和車上）。系統(tǒng)中所有設(shè)施和設(shè)備的維護(hù)，特別是基礎(chǔ)設(shè)施、列車、系統(tǒng)中所

40、有設(shè)施和設(shè)備的維護(hù)，特別是基礎(chǔ)設(shè)施、列車、UGTMS設(shè)備。維護(hù)設(shè)備。維護(hù)不在不在本標(biāo)準(zhǔn)范圍。本標(biāo)準(zhǔn)范圍。（？應(yīng)在系統(tǒng)之中）（？應(yīng)在系統(tǒng)之中）基本運(yùn)營原則基本運(yùn)營原則UGTMS可以用于多類型的城市軌道交通系統(tǒng)。針對特定應(yīng)用的專用可以用于多類型的城市軌道交通系統(tǒng)。針對特定應(yīng)用的專用UGTMS運(yùn)營需求取決于線路所需的自動化運(yùn)營需求取決于線路所需的自動化等級。然而，以下原則適用于所有等級。然而，以下原則適用于所有UGTMS應(yīng)用應(yīng)用：-UGTMS將會具有對將會具有對UGTMS界限的準(zhǔn)確理解，包括維護(hù)和車輛段軌道。界限的準(zhǔn)確理解，包括維護(hù)和車輛段軌道。-UGTMS具有在具有在UGTMS車載設(shè)備進(jìn)入車載設(shè)備

41、進(jìn)入U(xiǎn)GTMS區(qū)域前檢驗(yàn)車載設(shè)備的能力。檢驗(yàn)必須充分執(zhí)行以保證區(qū)域前檢驗(yàn)車載設(shè)備的能力。檢驗(yàn)必須充分執(zhí)行以保證UGTMS車車載設(shè)備能執(zhí)行適當(dāng)?shù)牟僮?，包括所有載設(shè)備能執(zhí)行適當(dāng)?shù)牟僮鳎ㄋ蠻GTMS軌旁設(shè)備附屬物。軌旁設(shè)備附屬物。-在正常情況下，當(dāng)進(jìn)入或離開在正常情況下，當(dāng)進(jìn)入或離開UGTMS區(qū)域，列車不是必須停車，除非出于其他安全或運(yùn)營的原因。區(qū)域，列車不是必須停車，除非出于其他安全或運(yùn)營的原因。-UGTMS裝備列車可以包括載客列車、非載客列車和維修車，不同功能需求適用于不同列車類型。例如，非載客裝備列車可以包括載客列車、非載客列車和維修車，不同功能需求適用于不同列車類型。例如，非載客列車和

42、維修列車一般不需要在正線運(yùn)營車站停車。列車和維修列車一般不需要在正線運(yùn)營車站停車。-UGTMS裝備列車能夠在不同駕駛模式下運(yùn)營。駕駛模式取決于自動化等級和裝備列車能夠在不同駕駛模式下運(yùn)營。駕駛模式取決于自動化等級和UGTMS車載車載/軌旁設(shè)備的工作軌旁設(shè)備的工作需求需求。-UGTMS會為所有運(yùn)行在會為所有運(yùn)行在UGTMS區(qū)域中區(qū)域中UGTMS裝備裝備的的列車提供一條安全進(jìn)路，安全列車間隔和安全行駛速度列車提供一條安全進(jìn)路，安全列車間隔和安全行駛速度的保證。根據(jù)自動化等級，列車可以由司機(jī)手動駕駛，也可由的保證。根據(jù)自動化等級，列車可以由司機(jī)手動駕駛，也可由UGTMS自動駕駛。當(dāng)（列車）自動運(yùn)營時(shí)

43、，一些自動駕駛。當(dāng)（列車）自動運(yùn)營時(shí)，一些功能（如車門操作）仍可由操作人員負(fù)責(zé)。功能（如車門操作）仍可由操作人員負(fù)責(zé)。-在在UGTMS區(qū)域中，未安裝區(qū)域中，未安裝UGTMS車載設(shè)備的列車，或未使用車載設(shè)備的列車，或未使用UGTMS車載設(shè)備車載設(shè)備的的列車，其運(yùn)營受到獨(dú)立的后列車，其運(yùn)營受到獨(dú)立的后備軌旁信號系統(tǒng)或運(yùn)營操作規(guī)程（或者兩者結(jié)合）的保護(hù)，這由運(yùn)營管理者決定。備軌旁信號系統(tǒng)或運(yùn)營操作規(guī)程（或者兩者結(jié)合）的保護(hù)，這由運(yùn)營管理者決定。-指令指令通過通過OCC人機(jī)接口或本地人機(jī)接口發(fā)布。人機(jī)接口或本地人機(jī)接口發(fā)布。-通常，通常，系統(tǒng)依照運(yùn)行圖系統(tǒng)依照運(yùn)行圖行車行車，也可基于間隔規(guī)律性運(yùn)營。，

44、也可基于間隔規(guī)律性運(yùn)營。上述內(nèi)容與國內(nèi)的需求基本一上述內(nèi)容與國內(nèi)的需求基本一致。致。 系統(tǒng)的基本運(yùn)用需求系統(tǒng)的基本運(yùn)用需求UGTMS（Urban Guided Transport Management and Command/Control Systems,）系統(tǒng)定義為城市軌道交通管理和控制系統(tǒng)。其運(yùn)用范圍廣，從人）系統(tǒng)定義為城市軌道交通管理和控制系統(tǒng)。其運(yùn)用范圍廣，從人工駕駛到全自動駕駛?？稍谝粭l線路或部分區(qū)段或多條線路或多個(gè)區(qū)段裝備工駕駛到全自動駕駛?？稍谝粭l線路或部分區(qū)段或多條線路或多個(gè)區(qū)段裝備UGTMS。UGTMS需求包括下述概念：需求包括下述概念：控制和監(jiān)督列車移動控制和監(jiān)督列車移動

45、列車移動的安全列車移動的安全乘客和工作人員的安全乘客和工作人員的安全影響線路通過能力、列車通過數(shù)和平均列車速度影響線路通過能力、列車通過數(shù)和平均列車速度影響系統(tǒng)可用性的因素影響系統(tǒng)可用性的因素影響系統(tǒng)安全的因素影響系統(tǒng)安全的因素確保安全進(jìn)路的原則確保安全進(jìn)路的原則 操作進(jìn)路的目的是使操作進(jìn)路的目的是使線線網(wǎng)中的列車駛往不同的目的地。網(wǎng)中的列車駛往不同的目的地。（強(qiáng)（強(qiáng)調(diào)線網(wǎng)行車）調(diào)線網(wǎng)行車） 基于線路上列車運(yùn)營服務(wù)的需求，進(jìn)路規(guī)則，和所有UGTMS用戶指導(dǎo)的服務(wù)策略，UGTMS允許為列車人工或?yàn)榱熊嚾斯せ蜃詣釉O(shè)置任意始發(fā)站和終點(diǎn)站的進(jìn)路自動設(shè)置任意始發(fā)站和終點(diǎn)站的進(jìn)路。在特定軌道配置的適用下，

46、自動設(shè)置進(jìn)路支持道岔區(qū)域列車匯聚和分散，列車折返，列車進(jìn)入或離開車庫和其他停車區(qū)域。自動進(jìn)路設(shè)置還自動進(jìn)路設(shè)置還能夠允許在運(yùn)營受到干擾或停止運(yùn)營的時(shí)候重排進(jìn)路。能夠允許在運(yùn)營受到干擾或停止運(yùn)營的時(shí)候重排進(jìn)路。 在所有自動化等級下UGTMS應(yīng)為所有UGTMS列車提供安全提供安全進(jìn)路的保證進(jìn)路的保證。 為了阻止列車沖撞和出軌，列車的移動授權(quán)必須設(shè)置進(jìn)路，并鎖閉。隨著列車的移動或根據(jù)人工指令進(jìn)路可以被解鎖。 確保一條安全進(jìn)路是UGTMS的功能或者一個(gè)外部功能。若是外部功能，將提供適當(dāng)?shù)慕涌冢ㄈ邕B絡(luò)線的入出）。確保列車安全間隔的原則確保列車安全間隔的原則 線路所需的設(shè)計(jì)和運(yùn)營行車間隔應(yīng)由交通部門確定。

47、設(shè)計(jì)間線路所需的設(shè)計(jì)和運(yùn)營行車間隔應(yīng)由交通部門確定。設(shè)計(jì)間隔包含隔包含UGTMS之外的許多其他因素（比如線路布置、坡度、之外的許多其他因素（比如線路布置、坡度、線路速度限制、列車加速和制動率、停站時(shí)間、終點(diǎn)站線路線路速度限制、列車加速和制動率、停站時(shí)間、終點(diǎn)站線路配置方式以及司機(jī)反映時(shí)間等）配置方式以及司機(jī)反映時(shí)間等）。這些因素必須由運(yùn)輸管理這些因素必須由運(yùn)輸管理部門明確部門明確。影響行車間隔的。影響行車間隔的UGTMS因素包括列車定位和測速因素包括列車定位和測速精度、列車移動授權(quán)終點(diǎn)的精細(xì)度、列車位置匯報(bào)和移動授精度、列車移動授權(quán)終點(diǎn)的精細(xì)度、列車位置匯報(bào)和移動授權(quán)更新的頻率、數(shù)據(jù)通信時(shí)延、

48、以及權(quán)更新的頻率、數(shù)據(jù)通信時(shí)延、以及UGTMS軌旁和車載設(shè)備軌旁和車載設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間。的響應(yīng)時(shí)間。（也包括控制模式）（也包括控制模式） UGTMS基于前行列車瞬間停車原則（基于前行列車瞬間停車原則（“撞硬墻撞硬墻”）為所有）為所有GOA等級提供列車安全間隔防護(hù)，列車安全間隔通過固定閉等級提供列車安全間隔防護(hù)，列車安全間隔通過固定閉塞或移動閉塞原則實(shí)現(xiàn)。塞或移動閉塞原則實(shí)現(xiàn)。 為保證列車的安全間隔，為保證列車的安全間隔，UGTMS根據(jù)前車定位為每一列車建根據(jù)前車定位為每一列車建立一個(gè)移動授權(quán)界限。立一個(gè)移動授權(quán)界限。該移動授權(quán)界限代表后續(xù)列車的移動該移動授權(quán)界限代表后續(xù)列車的移動防護(hù)限制，且恰當(dāng)

49、的考慮了前行列車的定位精度裕量（防護(hù)限制，且恰當(dāng)?shù)目紤]了前行列車的定位精度裕量（包括包括倒溜容忍）倒溜容忍）。確保安全速度的原則確保安全速度的原則-UGTMS為所有為所有GOA等級提供超速防護(hù)，以確保列車的實(shí)際速等級提供超速防護(hù)，以確保列車的實(shí)際速度不會超過其安全速度。度不會超過其安全速度。安全速度的得出應(yīng)考慮移動授權(quán)內(nèi)的永安全速度的得出應(yīng)考慮移動授權(quán)內(nèi)的永久限速和臨時(shí)限速，同時(shí)也考慮施加在列車上的任何永久或臨時(shí)久限速和臨時(shí)限速，同時(shí)也考慮施加在列車上的任何永久或臨時(shí)限速。限速。-UGTMS的速度監(jiān)視根據(jù)具體的的速度監(jiān)視根據(jù)具體的GOA等級既等級既可以是連續(xù)的也可可以是連續(xù)的也可以是非連續(xù)的。

50、以是非連續(xù)的。-UGTMS通過監(jiān)控列車沿已授權(quán)進(jìn)路向目標(biāo)點(diǎn)移動，確保列車不通過監(jiān)控列車沿已授權(quán)進(jìn)路向目標(biāo)點(diǎn)移動，確保列車不會超過防護(hù)速度曲線。目會超過防護(hù)速度曲線。目標(biāo)點(diǎn)和移動授權(quán)終點(diǎn)的距離是一個(gè)由安標(biāo)點(diǎn)和移動授權(quán)終點(diǎn)的距離是一個(gè)由安全制動模型定義的安全距離變量全制動模型定義的安全距離變量（0.75），以確保列車不越過移，以確保列車不越過移動授權(quán)終點(diǎn)。安全制動模型包括對如下因素的考慮：動授權(quán)終點(diǎn)。安全制動模型包括對如下因素的考慮：后車定位裕后車定位裕量精度、列車長度、量精度、列車長度、UGTMS系統(tǒng)允許的超速、最大列車測速誤系統(tǒng)允許的超速、最大列車測速誤差、差、UGTMS反應(yīng)時(shí)間、當(dāng)反應(yīng)時(shí)間、

51、當(dāng)UGTMS檢測到超速時(shí)列車潛在的最檢測到超速時(shí)列車潛在的最大加速率、最不利情況下檢測到超速后切斷牽引并施加緊急制動大加速率、最不利情況下檢測到超速后切斷牽引并施加緊急制動的反應(yīng)時(shí)間、緊急制動率等的反應(yīng)時(shí)間、緊急制動率等。-根據(jù)安全制動模型，碰撞列車防護(hù)曲線不會導(dǎo)致列車越過移動根據(jù)安全制動模型，碰撞列車防護(hù)曲線不會導(dǎo)致列車越過移動授權(quán)終點(diǎn)。（？）授權(quán)終點(diǎn)。（？）列車運(yùn)營的降級模式當(dāng)當(dāng)UGTMS設(shè)備故障時(shí)，降低速度和設(shè)備故障時(shí)，降低速度和/或增大發(fā)車間隔繼續(xù)使或增大發(fā)車間隔繼續(xù)使列車安全運(yùn)行是一個(gè)基本的運(yùn)營原則。因此，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，列車安全運(yùn)行是一個(gè)基本的運(yùn)營原則。因此，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，UGTMS

52、應(yīng)當(dāng)支持降級運(yùn)行模式，應(yīng)當(dāng)支持降級運(yùn)行模式，以最少以最少的的操作流程繼續(xù)支持操作流程繼續(xù)支持提供列車防護(hù)提供列車防護(hù)。這將通過。這將通過UGTMS自身的功能模塊、獨(dú)立的非自身的功能模塊、獨(dú)立的非UGTMS的后備軌旁信號系統(tǒng)（如果運(yùn)營管理部門規(guī)定），或的后備軌旁信號系統(tǒng)（如果運(yùn)營管理部門規(guī)定），或操作流程，或上述方式的組合實(shí)現(xiàn)。操作流程，或上述方式的組合實(shí)現(xiàn)。繼續(xù)為乘客提供服務(wù)時(shí)，列車運(yùn)營的降級模式應(yīng)繼續(xù)為乘客提供服務(wù)時(shí)，列車運(yùn)營的降級模式應(yīng)利用利用UGTMS功能消除對乘客和操作人員的危險(xiǎn)功能消除對乘客和操作人員的危險(xiǎn)（不要把安全的責(zé)任推向司（不要把安全的責(zé)任推向司機(jī)）機(jī)）。即即，UGTMS區(qū)域

53、的列車運(yùn)營降級模式應(yīng)解決影響特定區(qū)域的列車運(yùn)營降級模式應(yīng)解決影響特定控制區(qū)域內(nèi)所有列車運(yùn)營或某一列車在所有控制區(qū)域內(nèi)正常運(yùn)控制區(qū)域內(nèi)所有列車運(yùn)營或某一列車在所有控制區(qū)域內(nèi)正常運(yùn)營的營的UGTMS設(shè)備故障。設(shè)備故障。對所有的對所有的UGTMS功能，功能，非通信列車或非通信列車或失去失去車載設(shè)備作用的列車載設(shè)備作用的列車應(yīng)按未安裝車載設(shè)備列車處理。車應(yīng)按未安裝車載設(shè)備列車處理。（與國內(nèi)的比較）（與國內(nèi)的比較）列車運(yùn)營功能列車運(yùn)營功能本本內(nèi)容內(nèi)容包含包含UGTMS提供的列車運(yùn)營所必需的所有功能。提供的列車運(yùn)營所必需的所有功能。1 確保列車安全運(yùn)行確保列車安全運(yùn)行，通過下述方法確保列車安全運(yùn)行：通過下

54、述方法確保列車安全運(yùn)行：確保每列車的安全進(jìn)路；可由內(nèi)部實(shí)現(xiàn)或通過與外部聯(lián)鎖接口由外部實(shí)現(xiàn)確保每列車的安全進(jìn)路；可由內(nèi)部實(shí)現(xiàn)或通過與外部聯(lián)鎖接口由外部實(shí)現(xiàn)。確定所有列車位置和安全列車間隔的限制確定所有列車位置和安全列車間隔的限制確定實(shí)際列車速度和最大允許列車速度確定實(shí)際列車速度和最大允許列車速度授權(quán)列車按照移動授權(quán)限制和列車防護(hù)曲線運(yùn)行授權(quán)列車按照移動授權(quán)限制和列車防護(hù)曲線運(yùn)行監(jiān)督列車按照上述移動授權(quán)限制和列車防護(hù)曲線運(yùn)行監(jiān)督列車按照上述移動授權(quán)限制和列車防護(hù)曲線運(yùn)行2.確保安全進(jìn)路確保安全進(jìn)路強(qiáng)制：如果由強(qiáng)制：如果由UGTMS提供提供“確保安全進(jìn)路確保安全進(jìn)路”功能，則所有功能，則所有GOA需

55、具備。需具備。本含命令、控制和檢查進(jìn)路單元、設(shè)置和釋放進(jìn)路所必需的所有功能。本含命令、控制和檢查進(jìn)路單元、設(shè)置和釋放進(jìn)路所必需的所有功能。為了阻止列車碰撞和脫軌，如果進(jìn)路中所有單元已鎖閉在指定位置以阻為了阻止列車碰撞和脫軌，如果進(jìn)路中所有單元已鎖閉在指定位置以阻止被其它列車同時(shí)占用，進(jìn)路視為安全的。止被其它列車同時(shí)占用，進(jìn)路視為安全的。一條進(jìn)路由一個(gè)或多個(gè)相關(guān)進(jìn)路要素組成，用于：一條進(jìn)路由一個(gè)或多個(gè)相關(guān)進(jìn)路要素組成，用于：-進(jìn)路起點(diǎn)（進(jìn)路起點(diǎn)（RO）和進(jìn)路終點(diǎn)間的區(qū)域（）和進(jìn)路終點(diǎn)間的區(qū)域（RD）-側(cè)面防護(hù)目的側(cè)面防護(hù)目的-保護(hù)區(qū)段（保護(hù)區(qū)段（OVL）-提示，不建議將道岔側(cè)向進(jìn)路含在保護(hù)距離之

56、中提示，不建議將道岔側(cè)向進(jìn)路含在保護(hù)距離之中安全進(jìn)路說明確保列車安全間隔確保列車安全間隔此功能旨在確定所有列車的位置及列車安全間隔的限制。此功能旨在確定所有列車的位置及列車安全間隔的限制。定位定位UGTMS通信列車通信列車，此功能旨在定位通信列車。此功能旨在定位通信列車。其其初始化初始化UGTMS通信列車的位置通信列車的位置，強(qiáng)制：所有強(qiáng)制：所有GOA，如果，如果UGTMS使用通使用通過通信列車確定列車位置。此功能旨在初始化通信列車的位置，該列過通信列車確定列車位置。此功能旨在初始化通信列車的位置，該列車：在停車場的靜止位置車：在停車場的靜止位置，進(jìn)入進(jìn)入U(xiǎn)GTMS區(qū)域區(qū)域。在停車場的通信列車

57、在停車場的通信列車喚醒后，喚醒后，UGTMS應(yīng)初始化列車位置。（可選）應(yīng)初始化列車位置。（可選）從定位故障恢復(fù)從定位故障恢復(fù)-UGTMS應(yīng)初始化進(jìn)入應(yīng)初始化進(jìn)入U(xiǎn)GTMS區(qū)域的通信列車的位置。區(qū)域的通信列車的位置。-對于通信列車，當(dāng)從對于通信列車，當(dāng)從UGTMS設(shè)備故障導(dǎo)致列車位置丟失恢復(fù)后，設(shè)備故障導(dǎo)致列車位置丟失恢復(fù)后，UGTMS應(yīng)初始化列車位置。應(yīng)初始化列車位置。UGTMS通信列車位置初始化不應(yīng)要求人工輸入列車位置或列車長度通信列車位置初始化不應(yīng)要求人工輸入列車位置或列車長度數(shù)據(jù)。（數(shù)據(jù)。（GOA1GOA3 可選，可選，GOA4強(qiáng)制）強(qiáng)制）UGTMS應(yīng)允許人工輸入通信列車的長度數(shù)據(jù)。（應(yīng)

58、允許人工輸入通信列車的長度數(shù)據(jù)。（GOA1GOA3可可選，選，GOA4不可用）不可用）UGTMS應(yīng)允許在人工駕駛模式下初始化通信列車的位置。應(yīng)允許在人工駕駛模式下初始化通信列車的位置。確定列車的確定列車的實(shí)際實(shí)際方向方向強(qiáng)制：所有GOA，如果UGTMS使用通過通信列車確定列車位置。此功能旨在確定列車相對于軌道方位的物理方向。UGTMS應(yīng)確定通信列車相對于軌道方位的物理方向。列車實(shí)際運(yùn)行方向，強(qiáng)制：所有GOA，如果UGTMS使用通過通信列車確定列車位置。此功能確定通信列車的實(shí)際運(yùn)行方向。通信列車的運(yùn)行方向應(yīng)提供給與運(yùn)營控制HMI的接口。確定列車的允許速度確定列車的允許速度此功能旨在確定考慮永久或

59、臨時(shí)速度限制（軌旁或車輛）下安全速度。此功能旨在確定考慮永久或臨時(shí)速度限制（軌旁或車輛）下安全速度。1、 確定靜態(tài)速度曲線強(qiáng)制：所有確定靜態(tài)速度曲線強(qiáng)制：所有GOA此功能基于線路數(shù)據(jù)（例如軌道幾何形狀及質(zhì)量，隧道、橋梁即站臺等線路限此功能基于線路數(shù)據(jù)（例如軌道幾何形狀及質(zhì)量，隧道、橋梁即站臺等線路限制）確定靜態(tài)速度曲線。制）確定靜態(tài)速度曲線。UGTMS應(yīng)確定軌道上每一個(gè)點(diǎn)的最大允許速度。應(yīng)確定軌道上每一個(gè)點(diǎn)的最大允許速度。UGTMS應(yīng)允許為不同類型的應(yīng)允許為不同類型的列車和不同駕駛模式確定不同的速度曲線。（可選）列車和不同駕駛模式確定不同的速度曲線。（可選）2、 確定線路臨時(shí)限速確定線路臨時(shí)限

60、速，可選：所有可選：所有GOA此功能用于通過操作指令或系統(tǒng)響應(yīng)結(jié)果設(shè)置和取消指定區(qū)域的臨時(shí)限速。此功能用于通過操作指令或系統(tǒng)響應(yīng)結(jié)果設(shè)置和取消指定區(qū)域的臨時(shí)限速。UGTMS應(yīng)通過與運(yùn)營控制應(yīng)通過與運(yùn)營控制HMI的接口下達(dá)的操作指令設(shè)置臨時(shí)限速區(qū)域。的接口下達(dá)的操作指令設(shè)置臨時(shí)限速區(qū)域。指令應(yīng)包括選定的限制速度和所涉及的軌道區(qū)域。在同一個(gè)位置存在多個(gè)速度指令應(yīng)包括選定的限制速度和所涉及的軌道區(qū)域。在同一個(gè)位置存在多個(gè)速度限制時(shí)限制時(shí)（如不同速度要求的如不同速度要求的S曲線）曲線），UGTMS執(zhí)行最低的速度限制。執(zhí)行最低的速度限制。設(shè)置新的臨時(shí)限速不應(yīng)去除同一位置已有的速度限制。（可選）設(shè)置新的臨