广州地铁三号线 信号系统培训资料.docx

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1、广州地铁三号线信号系统培训资料（内部资料）目录1. 参考文档22. System Architecture/系统结构32.1 System Management Centre (SMC) /系统管理中心（SMC）72.2 Vehicle Control Centre (VCC) / 车辆控制中心（VCC）82.3 Vehicle On-board Controller (VOBC) / 车载控制器（VOBC）92.4 Station Controller Subsystem (STC) / 车站控制器子系统（STC）102.5 Inductive Loop Communications/感应环

2、线通信103. 中央设备113.1 System Management Centre (SMC)/系统管理中心（SMC）113.2 Vehicle Control Centre (VCC)/ 车辆控制中心124. 轨旁设备125. 车载设备176. 测试的步骤及注意事项：207. 附件201. 参考文档技术方面文件编号文件名称说明3CU 00525 0001 DSZZASDO (System Design Overview)An over all document of the Seltrac ATC system. Its a primary document for beginners.3

3、CU 00525 0034 PQZZACommon_TableAll the useful data for the whole system. It tells the location of all the elements3CU 10007 0146 SBZZAVCC1 Track MapA color guideway map of the line overview. Including track numbering, loop boundaries, loop identifiers, entry points and station identifiers etc.3CU 10

4、007 0147 SBZZAVCC2 Track Map3CU 00525 0039 BCZZAVCC1 Guideway ListIt contains a list of the Guideway Data generated from software.3CU 00525 0040 BCZZAVCC2 Guideway List3CU 00525 0062 SBZZASignal PlanSMC,VCC user manualMaintenance manual of all the subsystemTest Procedure管理方面文件类型文件名称说明ISO documentPE_

5、WI_061, PE_WI_064, PE_WI_065, PE_WI_071, 072测试过程的部分作业指导书Policy 13 & safety awarenessPolicy 13, Central Operations Safety, Vehicle Operations Safety, Wayside Operations Safety安全注意事项2. System Architecture/系统结构The ATC system is based on Alcatels SelTrac technology. The main subsystems of the ATC are sh

6、own in Figure 2 above.ATC系统基于Alcatel SelTrac技术。ATC主要的子系统如上图2显示。The ATC system includes the following subsystems:ATC系统包括下列子系统：The System Management Centre (SMC) 系统管理中心（SMC）；A Vehicle Control Centre (VCC) 车辆控制中心（VCC）；Station Controllers (STCs) 车站控制器（STC）； Vehicle On-board Controllers (VOBCs) 车载控制设备（VO

7、BC）；Inductive Loop Data Communications. 感应环线数据通信2.1 System Management Centre (SMC) /系统管理中心（SMC）The System Management Centre (SMC) is the overall management facility. It serves as the interface between the system and the Central Control Operators and provides the required ATS level automatic control

8、and supervision functions. Its primary function is to provide information to the COs on the position and status of all tracked trains, and status of the field equipment within the ATC system. 系统管理中心（SMC）包括全系统的管理设备。它是系统和中央调度员的接口，提供ATS层的自动控制和监督功能。SMC首要的功能是向中央调度员提供所有跟踪列车的位置、状态、以及整个ATC系统范围内所有设备的状态信息。The

9、 SMC CO command set includes:SMC中央调度员指令包括：System Initialization (e.g. synchronizing correct date and time of day amongst the various workstations). 系统初始化（例如在不同工作站间同步正确的时间和日期）Train Routing (e.g. routing trains to stations, assigning trains to lines). 设置列车进路（例如安排列车进路到车站，分配列车到运行线）Train Launch Allocatio

10、n (i.e. identifying candidate trains for revenue service). 列车发车指配（即标识即将投入运营的列车）Schedule assignment and modification. 设置和修改运行图Switch Movement. 道岔的转换Train and Guideway Information Requests. 列车和线路信息的请求System and Train Hold/Release. 系统和列车的保持和释放Automatic Train Launch/Exit (i.e. getting trains into and ou

11、t of revenue service) function. 自动列车的发车/退出功能（即列车投入和退出运营服务）Automatic Train Regulation function. 自动列车调整功能Automatic Train and Guideway Alarm and Status Monitoring (e.g. train status, switch status) function, etc. 自动列车和线路告警及状态监视功能（例如列车状态，道岔状态）等。2.2 Vehicle Control Centre (VCC) / 车辆控制中心（VCC）The VCC subsy

12、stem is responsible for vitally ensuring safe automatic train separation and operation in the moving block environment. The VCC enforces a minimum safe separation between trains based on the safe braking distance from the last verified location of the rear of a preceding train or any other obstructi

13、on such as disturbed switches or closed tracks.VCC子系统在移动闭塞环境中确保列车的安全间隔和运营。VCC确保列车间的最小安全间隔，该间隔是根据前车最后校核位置，或其他障碍物（如受干扰的道岔和封闭的轨道）的位置，确定的的安全制动距离。In addition to monitoring the position of trains, the VCC shall also monitor the status of all switches by cyclically polling the station controllers for statu

14、s. Switches in the vicinity of the train are reserved and positioned before the train is allowed to operate across them. Switch reservations prevent conflicts with other trains and with CO initiated reservation or switch movement requests.除对列车位置的监视外，VCC还通过对车站控制器的周期性状态轮询监视所有道岔状态。列车附近的道岔被预留并确定位置后才允许列车

15、通过。道岔预留防止其他列车的需求冲突，也防止和调度员发出的预留或转换道岔命令冲突。The VCC is able to operate trains automatically, without drivers. This is done through two functionstrain tracking and commanding movement authority. These functions are used together to provide ATO functions, or may be used only to monitor the movements of t

16、rains operated in manual mode. The VCC tracks trains by continuously polling for and receiving position information from the VOBC. The movement authority consists of the VCC continuously transmitting a safe stopping position (target point) to the VOBC.无须驾驶员，VCC能自动控制列车运行，该方式通过两个功能-列车跟踪和移动授权来实现的。这些功能被

17、用在一起提供ATO功能，或在人工模式下只监视列车运行。VCC通过连续的向VOBC轮询并接收列车位置信息来跟踪列车。VCC不停的向VOBC发送安全停车位置（目标点）来实现移动授权。The VCC communicates with a Vehicle On Board Controller (VOBC) through which the VCC commands application of propulsion and braking, setting speed limits and braking rates, station stops and opening and closing

18、train doors.VCC和车载控制器（VOBC）通信，并以此来发布牵引或制动命令，设置速度限制和制动等级，车站停车和开关车门命令。The VCC supervises and reacts to a Platform Emergency Stop button activation.VCC监视并响应站台紧急停车按钮动作。The VCC supervises and reacts to Central Emergency Stop button activation, etc.VCC监视并响应中央紧急停车按钮动作等。2.3 Vehicle On-board Controller (VOBC

19、) / 车载控制器（VOBC）The VOBC provides the on-board Automatic Train Operation (ATO) and the on-board Automatic Train Protection (ATP) functions to all trains. VOBC向车辆提供列车自动驾驶（ATO）和列车自动防护（ATP）功能。The VOBC communicates constantly with the subsystem responsible for central ATP functions (VCC) and is primarily

20、 responsible for the control of propulsion, brakes and train doors/PSD under ATP constraints.在ATP的约束下，VOBC不停的和中央ATP功能子系统（VCC）通信，主要负责控制列车的牵引，制动和列车车门及PSD的控制。The VOBC interprets and supports VCC commands including maximum speed, target point, door control and braking rate.VOBC翻译和执行VCC的命令，包括最大速度，目标点，列车车

21、门控制和制动等级。The VOBC performs vital supervisions including overspeed, target point overshoot and door status detection to ensure that the train is operating within its permitted envelope.VOBC执行安全检查包括是否超速，是否越过目标点，车门状态探测，来确保列车在允许的范围内运行。The VOBC supervises train operation and automatically command the eme

22、rgency brakes (EB) to apply when safe operation cannot continue.VOBC监视列车运行，当列车安全不能继续安全运行时自动发出紧急制动命令。The VOBCs positioning system is based on information from the inductive loop laid along the track and on information from tachometers mounted on the vehicles axles. Each section of inductive loop has

23、a loop ID associated with it. Using the loop ID and counting the crossovers from the start of each loop allows the VOBC to establish a coarse position within the guideway. Finer resolution is achieved by using tachometers to measure the distance travelled from the start of the previous crossover. VO

24、BC的列车定位系统是根据铺设在轨道上的感应环线的信息和安装在车轴上的测速计来实现的。每一个感应环线区段对应一个环线ID识别号。通过环线的ID识别号和从环线入口开始交叉点的计数，能够对车辆进行25M的定位校准。通过转速计测量与前一个环线交叉点间的运行距离可实现精确的定位。2.4 Station Controller Subsystem (STC) / 车站控制器子系统（STC）The STC works in conjunction with the VCC to supplement the Automatic Train Protection (ATP) and Automatic Trai

25、n Operation (ATO) functions of the ATC system. The wayside control functions of the STC are initiated by command telegrams from the VCC during normal operation. Status information of all devices under STC control are conveyed back to the VCC in the form of STC response telegrams.STC和VCC联合工作来实现ATC系统的

26、列车自动防护（ATP）和列车自动监督功能。在正常运营中，STC的轨旁设备控制功能是由VCC的命令报文发出。所有STC控制设备的状态在STC的回复报文中发送给VCC。The STC provide Automatic Switch Control and Supervision for all switches, signals, LCP and PSD, etc.STC提供所有道岔、信号机、LCP及PSD等的自动控制和监督。The STC monitors and reports status of Platform Emergency Stop Buttons.STC监视和报告当前车站的紧急

27、停车按钮的状态。2.5 Inductive Loop Communications/感应环线通信 The Inductive Loop Communications equipment is located in equipment rooms and at trackside. The Inductive Loop Data Communication system is the means by which the VCC and the VOBC exchange information.感应环线通信设备安装在设备室内和轨旁。感应环线数据通信系统是VCC和VOBC交换信息的手段。下面按3

28、大部分分别介绍：中央（SMC和VCC）、轨旁（STC和感应环线等）和车载（VOBC）3. 中央设备中央设备主要包括SMC设备和VCC设备。3.1 System Management Centre (SMC)/系统管理中心（SMC）The SMC is organised as a series of workstations located in the Operations Control Centre (OCC) and other workstations on a Local Area Nettwork (LAN) with a data communication link to V

29、CC and other external interfaces. SMC是由一系列 位于操作控制中心(OCC)的工作站和其他局域网上的与VCC和其他外围进行数据通信的工作站组成。With reference to Figure 3, the SMC is comprised of the following as descriped in contract 5.1&5.2 as the minimum setup):参照图3,SMC由如下组成（以合同5.1及5.2内所规定的配置为最低标准）:Schedule Regulation Subsystem (SRS) component (2);运

30、行图调整子系统(SRS)部分(2)Chief Dispatcher Workstation (1);主调度工作站-Depot ATS Monitor (1);车辆段ATS监视器(1)Timetable Compiler Workstation (1);时刻表编辑工作站(1)Display Controller for interface to the Mimic Projection System (MPS) (1);接口MIMIC投影系统的显示控制器(1)Data Logger subsystem (2);数据记录子系统(2)Dispatcher Workstations (2);调度工作站

31、(2)Depot Workstations (Depot ATS Monitor, Dispatcher, Maintenance, Crew Management, Test Track) (5);车辆段工作站(车辆段ATS监视器,调度,维护,乘务组管理,测试轨)(5)Maintenance Workstations (2); and维护工作站(2);及Local SMC Workstations (18).本地SMC工作站(18)The SMC hardware equipment will include network switches and LAN cables, and an S

32、MC I/O Rack (Figure 6).SMC硬件设备包括网络交换机,局域网线及一个SMC I/O机架(如图6)。3.2 Vehicle Control Centre (VCC)/ 车辆控制中心VCC is responsible for the determination of safe train movement and switch movement. VCC负责决定车辆的安全移动及道岔的转换.The VCC consists of:VCC的组成:VCC Central Computer Rack;VCC中央计算机机架VCC I/O Rack(s);VCC I/O机架VCC Da

33、ta Transmission (DT) Rack(s);VCC 数据传输(DT)机架CO Terminal; andCO终端Central Emergency Stop Button (CESB) Panel.中央紧急停止按钮面板The VCC CO terminals, printer will be located in the Control Room. The Central Computer, I/O and DT racks will be located in the Computer Room. VCC终端,打印机位于控制室.中央计算机,I/O及DT机架位于计算机室.4. 轨

34、旁设备系统结构介绍轨旁设备主要包括：1. STC 电子机架包括：- Modem子架- Interface Panel Assembly (IPA);- 电源子架- INTERSIG 预处理器- INTERSIG 电子单元- 扩展隔离单元(EISO)2. 本地SMC 工作站3. ACE /AJB/EAK4. 继电器架5. CTF6. FID / EFID7. 感应环线8. 对位环线9. 接近传感器学习STC的主要参考资料有：1STC维护手册2STC和继电器架间接口图3ATC Common Tables 定义4维护终端用户手册5Interface Panel Assembly (IPA) Type

35、 2.06STC Electronics Rack Type 2.07EISO 配线图8SMC 工作站用户手册9计轴维护手册10Signal plan 信号平面图11Internal interface control document内部接口文件12Route Table进路表13Interlocking Table联锁表14后备信号图15System Design Overview & FallBack SDO16STC Test ProceduresSTC、计轴维护手册对STC设备的结构功能做了大体介绍，并对系统的维护进行了阐述。该文件是学习STC设备首先要看的文件。System Des

36、ign Overview是了解整个系统的原理的详细说明文件。ATC common Table 是最常用的参考文件，测试过程中经常会查阅这个文件。Test Procedure 是测试步骤文件。现场测试要依照该文件进行一步一步测试，也是我们要完成的主要作业。联锁表和进路表是在测试联锁关系需要测试的参考文件。STC结构框图STC架内的主要设备有：ACE：计轴评估器设备 连接EAK 或者AJB 设备。ACE为双套校和设备IPA包括：电子架和继电器架间的连接、接线端子、Intersig ID卡、LED指示灯、电源开关、通道切换控制继电器等。电源：IPP：预处理器架Modem子架包括：电源、modem 卡

37、、适配卡。连接VCC和STC。Intersig：Relay rackLocal SMCWinSCLITTEAK SimSTC的主要功能： 处理来自VCC的报文，检查传输正确性 按照联锁关系，道岔、信号机、防淹门等控制 监视紧急停车按钮、熔丝报警等状态 将轨旁设备信息、传输错误等信息反馈给VCC 处理区段信息，传送给VCC相应健康代码 车辆段接口 定时自检STC设备的操作及测试过程：1 打开总电源开关、IPA上的三个电源开关、INTERSIG的电源开关、LSMC的电源开关。2 INTERSIG的两个CPU面板上的数字指示从00开始逐一增加（此时频率较慢），IMC面板上的数字指示恒为11。STC的

38、主要程序烧录在CPU板的两片EPROM中（U45和U53）。广州项目为双套INTERSIG。插拔芯片时，切记带上防静电手腕带。3 经过约3分钟的自检过程，两个CPU面板上的数字指示重新从00开始逐一增加（此时频率较快），到FF后返回00。STC的自检包括：u 生命信号测试u FAR 测试u IMC 继电器测试u 离散输出测试u ACE测试u VCC通道切换测试u ROM/RAM测试 INTERSIG内部结构图STC包括2块CPU板，1块IMC板，8块离散IO板，2块串行通信板，EISO板。接头有：J1 连接FARs 到 IPAJ4 连接 IEU 到 IPPJ6 LSMC/CPU1 的诊断接口J

39、7 LSMC/CPU2 的诊断接口J8 电源输入4 ACE上的部分指示灯开始闪烁。4块Spr64P为EPROM板，Spr64P1和Spr64P4中为site specific DATA， Spr64P2和Spr64P3中为Generic DATA。ID 卡中通过设置开关矩阵来确定本ACE的ID。5 ACE通过Modem连接到EAK（有时先连接到AJB，再连接到EAK），EAK再连接到安装在轨道上的计轴头。6 LSMC 开机启动后，自动进入本站的软件。进入SYSTEM STATUS/OPERATION/SYSTEM STARTUP,激活本机工作站。7 STC架内有多个MODEM，从上数，第一层中

40、有一个modem，用于和计轴维护终端通信，通过计轴维护终端，可以查看计轴状态和传输误码率等信息。H命令可以查看帮助。第二层有四块modem，最左边两块为相邻站ACE间通信，传输两个ACE共用的计轴的信息。再右边两块modem用于和EAK或EAK simulator连接。每套ACE可以最多带16个EAK。第三层最左边有一块modem，它和第四层的中间一块modem一起用于ACE和STC的通信。第四层有两块modem用于ACE和VCC/SCLITT通信。8 电源层共有三种电源，分别是一个12Vdc，一个24Vdc，两个30Vdc。9 计轴仿真器用于调试过程中代替EAK，模拟计轴信息。一个计轴仿真器

41、可模拟8个计轴头。假设列车运行方向如下图所示，其模拟操作为：按键F2，箭头移动光标到相应计轴位置，按数次(次数和列车轴数相同，最少为2)。按键F2。如果运行方向相反，按键。EAK210 IPA上有intersig active指示灯、道岔位置、道岔锁闭、modem 通道指示。11 电源下面一层为IPP，intersig 前端处理器。介于modem和intersig之间。12 首期后备运营模式，主要在LSMC上进行操作。通常开机后需要点击菜单，切换后备模式，1分钟之后可以进入后备模式。此时，所有的信号机处于Bar状态，（信号机加了一个黑圈）。开放信号机之前，需要首先进行Unbar操作。如果是自动

42、信号机，联锁条件一旦满足，信号会自动开放。如果是半自动信号机，除了联锁条件满足，还需要人工确认后，信号机才会开放。可以参阅联锁进路表STC-FallbackControlTablesV2_220205.xls，以及后备信号图GMC-fallback_routes_plan_sdo_5507-(030815)-by Levy.vsd。13 SCLITT是模拟VCC的调试工具。一台PC机通过串口连接SCLITT，SCLITT再连接到INTERSIG。所有操作都在PC机上进行，启动后首先选择站名，和Intersig间建立连接。然后可以进行道岔扳动、Acknowledgement enable、mod

43、em通道切换等操作。还可以查看道岔位置、ESB的状态、健康代码等。最下面显示的是STC和VCC间的报文交换信息。根据ICD 可以对其数据进行分析。14 Alcatel习惯使用左和右来定义道岔位置：从岔尖向分岔方向看，分左、右两个位置。MergingTrailingLeftRightFacingBranching15 到现场测试之前，需要预习Procedure，熟悉测试步骤，领会测试想检测的目的，准备所需要的工具（例如笔记本电脑、万用表、螺丝刀、延伸板、芯片、防静电手腕、示波器等），和资料（如Procedure，联锁表，信号平面图等）。16 现场的测试过程需要严格遵循相关的安全规章制度，不熟悉的

44、情况，不可冒然动手。任何情况下，安全总是处于第一位的。测试之前，首先应确认，需要记录的电子文件都已经打开，否则如果忘记Data Log，所有的工作都会白做。有时可能需要更换新的软件版本的芯片。记录下测试日期，测试时间，软件版本等信息。17 有时需要将延伸板安装在DIO板和EISO板之间，通过改变延伸板上的跳线，进行测试，这时需要查看IO MAP 文件。18 测试过程，严格按照Procedure步骤进行测试，填写测试结果，如果与预期结果不一致，需要记录时间和现象。19 测试完成后，需要将设备复原，恢复到正常操作。5. 车载设备首先应该从广州地铁SDO（System Design Overview

45、）文件中对广州地铁三号线项目有一个全面的认识。现有文件为第3次设计联络会的资料。下面对车载部分进行简要的描述，详细内容及结合部分请阅读SDO文件。广州地铁三号线项目共需要40辆列车，每列车为3节编组，每列车有两套VOBC（由Alcatel公司提供），都装在中间的拖车上。列车由西门子公司设计，在株洲电力机车厂生产。所有列车均配置ATC设备。每辆列车60米长，由2节动车及1节拖车组成（拖车位于中间）。每辆列车在两端各有1个驾驶室（位于动车内），列车驾驶员（也称列车操作员）在驾驶室内操作列车。司机室内均提供驾驶员显示器（TOD），ATC系统利用该显示器向驾驶员提供显示信息。系统具有自动联挂/接编的功

46、能，2个3节列车可联挂为1个6节列车。调度员可使用3节和6节列车的混合车队。列车最高时速为120km/h。所有列车可完全由人工驾驶，或ATC控制。配置ATC的列车可按以下模式运行：ATC模式：无人驾驶模式（用于折返运行）； 自动模式；保护人工模式；OFF模式及ATP倒车（保护人工模式的一种特殊情况）。人工模式：限制人工模式和cut-out 模式（也被称为非限制人工模式）。这些模式为ATC系统和驾驶员间提供一系列的功能共享。无人驾驶模式用于执行没有司机的情况下的折返运行，无需驾驶员执行任何操作，实际由ATC系统对列车进行操作。自动模式下ATC系统控制列车，驾驶员只需监视列车设备和运行的状态。相反，在Cut Out模式下，驾驶员负责列车的所有操作。列车同时装备车载无线和乘客信息系统（均由第三方提供）。车载无线设备允许和运行控制中心调度员进行通信。车载乘客信息系统接收车载ATC设备信息，通过文字和语音通知乘客。关于列车操作过程及模式转换的详细内容请详细阅读VOBC Maintenance Manual文件。VOBC与车辆、屏蔽门、车辆旅客广播系统等系统有接口，其中信