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。現(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。但準移動閉塞中后續(xù)列車的最大目標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)一標準協(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)展狀況，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準。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規(guī)律，從理論知識準備到實際設(shè)備應(yīng)用兩個模塊加深學生的學習印象，按照以工作過程為導向，以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點，按項目化教學方法教學的教學理念，全書分為7個學習項目，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)學院（原成都鐵路運輸學校）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)學院（原內(nèi)江鐵路機械學校）高級講師姚曉鐘和重慶鐵路運輸高級技工學校高級講師袁放任副主編，成都工業(yè)職業(yè)技術(shù)學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