前 言

軌道交通以其快捷、舒適等其他交通工具無法比擬的優(yōu)越性，成為城市交通發(fā)展新的熱點和重點，當(dāng)前我國的城市軌道交通正處在大發(fā)展、大建設(shè)時期。截至2014年底，我國已有38個城市經(jīng)國家批準(zhǔn)建設(shè)軌道交通，規(guī)劃總里程超過6 880 km。據(jù)《中國城市軌道交通年度報告》課題組和中國土木工程學(xué)會城市軌道交通技術(shù)工作委員會初步統(tǒng)計，截止到2015年12月31日，已有25個城市擁有了110條建成并運營的城市軌道交通線路，運營總里程達3 293 km。

在軌道交通的發(fā)展歷史上，信號系統(tǒng)的作用十分重要，它是列車運行的憑證。盡管信號系統(tǒng)在整個工程中所占的投資額比例不高，但對于提高列車通過能力、提高運能、保證行車安全有著至關(guān)重要的作用。而列車自動控制系統(tǒng)（ATC）是當(dāng)前最常用的一種信號系統(tǒng)。 ATC系統(tǒng)有多種模式，其技術(shù)性能各有不同�，F(xiàn)主要有3種模式：

第一，單純使用軌道電路的固定閉塞模式。這種模式下，系統(tǒng)無法知道列車在分區(qū)內(nèi)的具體位置。

第二，綜合使用軌道電路+應(yīng)答器的準(zhǔn)移動閉塞模式。這種模式下，系統(tǒng)可以告知后續(xù)列車繼續(xù)前行的距離，后續(xù)列車可根據(jù)這一距離合理地采取減速或制動，從而可改善列車速度控制，縮小列車安全間隔，提高線路利用效率。但準(zhǔn)移動閉塞中后續(xù)列車的最大目標(biāo)制動點仍必須在先行列車占用分區(qū)的外方，因此它并沒有完全突破軌道電路的限制。

第三，基于通信的移動閉塞模式。這種模式下，需要列車實時地向列控中心匯報自己的位置和速度等運行參數(shù)，列控中心必須實時地為列車計算運行參數(shù)并發(fā)送給列車，此種機制的實現(xiàn)，需要連續(xù)式雙向車-地通信系統(tǒng)支持，一般將這種列車控制方式稱為基于通信的列車控制系統(tǒng)，即CBTC系統(tǒng)。這是當(dāng)前城市軌道交通信號發(fā)展的最新技術(shù)，也是其未來發(fā)展的最主要方向。

CBTC是一種采用先進的通信、計算機技術(shù)，連續(xù)控制、監(jiān)測列車運行的移動閉塞方式，擺脫用軌道電路判別對閉塞分區(qū)占用與否，突破了固定閉塞的局限性；實現(xiàn)列車與軌旁設(shè)備實時雙向通信且信息量大，改變了以往列車運行時信息只能由軌旁設(shè)備向車上傳遞，信息量少的缺點；大大減少軌旁設(shè)備，安裝維修方便，在進一步完善其降級使用模式后，有利于降低運營成本；便于短編組、高密度運行，可縮短站臺長度和端站尾軌長度，提高服務(wù)質(zhì)量，降低土建工程投資；CBTC確立“信號通過通信”的新理念，使列車與地面(軌旁)緊密結(jié)合、整體處理，改變了以往車-地相互隔離、以車為主的狀態(tài)。這意味著只要車-地通信采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，就易于實現(xiàn)不同線路間不同類型列車的互聯(lián)互通。

當(dāng)前，我國的城市軌道交通發(fā)展迅速，在北京、上海這樣的城市，城市軌道交通已經(jīng)成為市民出行的首選方式，但城市軌道交通依然很難滿足城市快速發(fā)展的需求，突出表現(xiàn)就是城市軌道交通的運行效率越來越難以滿足市民的出行要求，導(dǎo)致地鐵列車擁擠不堪。通過采用CBTC信號系統(tǒng)提高列車運營安全度、提升運行效率、縮短運行間隔便成為當(dāng)前可選方案之一。

但長期以來，CBTC技術(shù)被國外個別大的企業(yè)所壟斷，為了擺脫長期依賴國外進口技術(shù)的局面，我國國內(nèi)信號廠商緊密跟蹤國際技術(shù)發(fā)展，走自主創(chuàng)新研發(fā)道路，經(jīng)過艱苦努力和技術(shù)攻關(guān)，探索研制出了具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的、先進的CBTC系統(tǒng)。其中，中國鐵道科學(xué)研究院、北京交控科技有限公司、北京全路通信信號研究設(shè)計院等企業(yè)走在前列。幾家單位通過多年的攻關(guān)，均研制出不同類型的各種CBTC信號系統(tǒng)，對我國城市軌道交通建設(shè)作出了突出的貢獻。

隨著城市軌道交通行業(yè)的迅猛發(fā)展，大量的城市軌道交通信號設(shè)備需要專業(yè)技術(shù)人員維護，進入這個行業(yè)的從業(yè)者需要經(jīng)過專業(yè)的技能培訓(xùn)才能上崗。本教材采用校企結(jié)合模式編寫，結(jié)合全國軌道交通發(fā)展?fàn)顩r，既匯集了高校專業(yè)教師們的理論知識，也匯聚了城市軌道交通專業(yè)技術(shù)人員的寶貴經(jīng)驗。希望能為從業(yè)者在技術(shù)層面上增加知識儲備。

本書介紹了城市軌道交通CBTC信號系統(tǒng)組成、工作原理、數(shù)據(jù)傳輸方式及傳輸媒介。對城市軌道交通信號主流廠家的CBTC系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)組成、信息交換方式、基本工作原理、系統(tǒng)功能等方面作了深入淺出的描述。在此基礎(chǔ)上進行設(shè)備維護規(guī)程及故障應(yīng)急處理的介紹，維護內(nèi)容滲透設(shè)備日常巡視及檢修實際操作流程及標(biāo)準(zhǔn)。在內(nèi)容上注重由淺及深的原則，先進行城市軌道交通系統(tǒng)、CBTC信號系統(tǒng)組成、工作原理的介紹，后介紹各主流廠家的CBTC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)原理、系統(tǒng)功能等。書中信號設(shè)備的維護都是基于工作過程的，內(nèi)容實用，針對性強，便于快速了解和掌握城市軌道交通CBTC信號系統(tǒng)。

本書的參編人員一部分是地鐵公司經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員，另一部分是從事軌道交通職業(yè)技術(shù)教育的教師。編寫時，各展所長，在內(nèi)容組織上符合循序漸進的教學(xué)規(guī)律，從理論知識準(zhǔn)備到實際設(shè)備應(yīng)用兩個模塊加深學(xué)生的學(xué)習(xí)印象，按照以工作過程為導(dǎo)向，以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點，按項目化教學(xué)方法教學(xué)的教學(xué)理念，全書分為7個學(xué)習(xí)項目，是一本理論與實踐相結(jié)合的專業(yè)教材。

本教材由成都工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院（原成都鐵路運輸學(xué)校）高級講師付兵、成都地鐵公司高級工程師廖理明任主編，成都地鐵公司工程師張?zhí)�花、四川管理職業(yè)學(xué)院（原內(nèi)江鐵路機械學(xué)校）高級講師姚曉鐘和重慶鐵路運輸高級技工學(xué)校高級講師袁放任副主編，成都工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院高級講師馬雄主審。參加本書編寫的人員還有：成都地鐵公司鄭進、成都工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院黃浩勇、賴成紅、江蓉秋。全書由成都地鐵公司張?zhí)�花和成都工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院付兵完成統(tǒng)稿。

在教材編寫資料搜集過程中，得到成都地鐵公司、上海地鐵公司、鐵道第二勘測設(shè)計院等多個單位同行的支持和幫助，在此表示由衷的感謝。

由于我國城市軌道交通CBTC信號系統(tǒng)引入多國技術(shù)，制式較多，資料難以收集齊全，再加上編者水平有限，書中難免有疏漏及不妥之處，懇請讀者批評指正。

編 者

2016年1月