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來源：互聯(lián)網(wǎng)

CBTC是基于通信的列車自動控制系統(tǒng)，用通信媒體來實現(xiàn)列車和地面設備的雙向通信，代替軌道電路來實現(xiàn)列車運行控制。CBTC可以實現(xiàn)列車與地面的雙向通信，且傳輸信息量大，傳輸速度快，減少電纜鋪設和維護工作，被廣泛應用到新建的地鐵列車系統(tǒng)中。

從技術(shù)上講，CBTC系統(tǒng)是城市軌道交通列車自動控制系統(tǒng)（ATC）中所使用的一種閉塞系統(tǒng)技術(shù)，與速度碼控制的固定閉塞系統(tǒng)和基于目標距離控制的準移動閉塞系統(tǒng)并立，后兩種閉塞系統(tǒng)在國內(nèi)部分城市地鐵線路中亦有所應用。目前應用CBTC系統(tǒng)的有美國的紐約地鐵、臺灣的臺北捷運文湖線等，中國大陸也有部分城市軌道交通使用了CBTC系統(tǒng)，如武漢地鐵1號線，上海軌道交通的8號線，北京地鐵（除5號線、13號線、八通線），廣州地鐵（除1、2、8號線），昆明地鐵等。

特點結(jié)構(gòu)

組成

CBTC系統(tǒng)在應用中可以分成車載子系統(tǒng)和軌旁子系統(tǒng)兩個部分。

第一，車載子系統(tǒng)。在車載子系統(tǒng)中可以將該系統(tǒng)分成車載控制器和外圍車載設備兩部分，車載控制器主要是實現(xiàn)對列車運行中的保護，并推進列車的自動化運行，通過移動授權(quán)將接收到的信號和障礙物信號進行分析，實現(xiàn)對列車運行的保護。外圍車載設備在應用過程中以各類傳感器為主，主要是實現(xiàn)對車輛運行速度的測量，同時還包含有電臺、顯示器、天線等設備，利用這些設備實現(xiàn)通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，保持車輛運行中的最佳狀態(tài)。

第二，軌旁子系統(tǒng)。軌旁子系統(tǒng)在應用過程中可以分成ZC和OC兩部分。ZC主要是車輛運行的許可，在列車運行過程中實現(xiàn)對列車運行安全的保障，在列車行駛過程中通過障礙物時，針對障礙物信息的分析，保證車輛運行的相關(guān)裝置。OC則是指對車輛運行狀況的控制，主要包含車輛行駛中的各類信號以及運行信息等，比如說查看屏蔽門是否正常工作，轉(zhuǎn)轍機能否保持正常運行狀態(tài)等等。除此之外，在CBTC系統(tǒng)中還包含計軸系統(tǒng)，屬于車輛運行中的備用系統(tǒng)，如果出現(xiàn)了CBTC系統(tǒng)不能保持正常工作，通過計軸系統(tǒng)可以實現(xiàn)對車輛運行狀況的檢測。還包含一些控制系統(tǒng)以及檢測系統(tǒng)，都是CBTC系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的組成部分。

特性

CBTC系統(tǒng)突破了軌道電路的局限性和固定/準移動閉塞的梏，基本特性有：

1、不依賴軌道電路的高精度列車定位。

2、連續(xù)的車-地和地-車數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，比傳統(tǒng)系統(tǒng)可傳輸更多的控制和狀態(tài)信息。

3、軌旁和車載核心處理器處理列車的狀態(tài)和控制數(shù)據(jù)，并可提供列車自動保護（ATP）、列車自動駕駛（ATO）和列車自動監(jiān)控(ATS)功能。

結(jié)構(gòu)

典型的CBTC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：整個CBTC系統(tǒng)由CBTC地面設備和CBTC車載設備組成。地面設備和車載設備通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡連接，共同構(gòu)成系統(tǒng)的核心。值得關(guān)注的是其中的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡。CBTC地面設備（含聯(lián)鎖）通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡向CBTC車載設備傳輸控制信息來控制列車運行；同時，CBTC車載設備也通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡向CBTC地面設備（含聯(lián)鎖）傳送列車信息，以此形成閉環(huán)信息傳輸及控制。

而數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡可由多種通信方式組成，例如歐洲使用GSM-R系統(tǒng)，美國使用擴頻通信等其他多種無線通信系統(tǒng)，中國使用無線自由波、波導管、漏波電纜或三種互相組合的地車信息傳輸方式。

系統(tǒng)需求

CBTC系統(tǒng)的主要應用場景為軌旁、車載和車站。其中軌旁和車載環(huán)境復雜，需要更完善的設備滿足復雜環(huán)境；在車地通訊中，要使用到無線通信漫游，無線設備的響應要迅速，在車地之間實現(xiàn)持續(xù)的通訊連接。

?跨網(wǎng)絡應用、傳輸性能好、靈活性高的無線網(wǎng)絡設備

?系統(tǒng)網(wǎng)絡滿足高冗余時間

?漫游時間短，安全控制機器的設備

子系統(tǒng)

ATP、ATO和ATS是保證城市軌道交通安全、高效運行的重要系統(tǒng)——列車自動控制系統(tǒng)（ATC）的三個子系統(tǒng)。

自動保護（Automatic Train Protection，ATP）子系統(tǒng)

嚴格遵守故障導向安全原則，對列車運行進行監(jiān)控和超速防護，通過對與行車安全有關(guān)的設備進行實時監(jiān)測，保證列車在安全間隔下行駛，必要時給出各種信號的提醒，包括自動啟動緊急制動；同時還可進行安全性停車點防護和列車車門控制，在列車不能停穩(wěn)時不允許列車繼續(xù)運動等。

列車自動駕駛（Automatic Train Operation，ATO）子系統(tǒng)

完成列車站間自動運行，進行列車速度調(diào)節(jié)和進站定點停車，對車門和屏蔽門的控制，接受OCC（運行控制中心）的運行調(diào)度命令，實現(xiàn)列車自動折返、站臺扣車、站臺調(diào)停等，根據(jù)控制中心的命令使列車按最佳工況正點、安全、平穩(wěn)地運行，自動完成對列車的啟動、牽引、惰行和制動。

列車自動監(jiān)控（Automatic Train Supervision，ATS）子系統(tǒng)

城市軌道交通系統(tǒng)的運營核心，可集中監(jiān)視調(diào)車區(qū)段內(nèi)列車的運行情況，監(jiān)測進路控制、列車間隔控制設備的工作，按行車計劃自動控制軌旁信號設備；具有接發(fā)列車、列車運行軌跡的自動記錄功能，可以自動生成、顯示、修改和優(yōu)化時刻表；另外還能夠監(jiān)測設備運行狀態(tài)和記錄調(diào)度員操作等。

優(yōu)點

優(yōu)勢

自進入21世紀以來，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，讓城市化建設進程得以推進，促進了我國城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展。CBTC系統(tǒng)是城市軌道交通運行中的重要模式，是實現(xiàn)列車自動控制以及無線通訊的重要方式。CBTC系統(tǒng)與以往傳統(tǒng)型軌道交通系統(tǒng)的軌道電路模式相比，具備非常明顯的優(yōu)勢，主要可體現(xiàn)在三方面。

第一，應用CBTC系統(tǒng)之后，不需要再進行大量的電纜和軌旁設備鋪設，CBTC系統(tǒng)屬于無線通訊系統(tǒng)，在應用過程中不需要進行線路鋪設便可完成通訊任務，而且也不需要依賴過多的電纜以及通訊設備，也就是說在CBTC系統(tǒng)應用中不需要浪費人力資源便可實現(xiàn)對日常設備的維護與管理，大幅度降低了城市軌道交通系統(tǒng)中的人力資源以及物理資源投入。

第二，在應用CBTC系統(tǒng)之后，實現(xiàn)了通訊模式的雙向，改善了以往的單一傳輸方式，讓列車運行過程中可以通過對通訊系統(tǒng)的有效應用實現(xiàn)區(qū)間通過能力的增長，而且CBTC系統(tǒng)應用中，獲取到的信息量更大，信息獲取速度也更快，通過雙向通訊解決了以往傳統(tǒng)型通訊系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸效率慢問題。

第三，在CBTC系統(tǒng)應用過程中，可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)和信息的集中處理，控制中心通過對該系統(tǒng)的應用，根據(jù)不同列車、不同承載量以及不同類型的牽引車進行相應控制，保持列車運行的安全與穩(wěn)定，具備非常強的兼容性。

優(yōu)越性

CBTC相比傳統(tǒng)的鐵路信號系統(tǒng)有著諸多優(yōu)越性：

1、無線通信系統(tǒng)代替有線通信系統(tǒng)，減少電纜鋪設、軌旁設備，降低維護成本。

2、可以實現(xiàn)車輛與控制中心的雙向通信，大幅度提高了列車區(qū)間通過能力。

3、信息傳輸流量大、效率高、速度快，容易實現(xiàn)移動自動閉塞系統(tǒng)。

4、容易適應各種車型、不同車速、不同運量、不同牽引方式的列車，兼容性強。

5、可以將信息分類傳輸，集中發(fā)送和集中處理，提高調(diào)度中心工作效率。

6、于既有線改造升級。

MTC-I型CBTC系統(tǒng)

MTC-I型基于通信的列車控制系統(tǒng)（CBTC），代表了當今城市軌道交通信號數(shù)字技術(shù)主流信號系統(tǒng)，是一個功能架構(gòu)完整、技術(shù)安全可靠、全生命周期成本優(yōu)良、100%全自主化的國產(chǎn)列車自動控制系統(tǒng)。MTC-I型CBTC系統(tǒng)自2008年啟動聯(lián)合研發(fā)，歷經(jīng)十載，充分發(fā)揮“政、產(chǎn)、研、用”的合作開發(fā)模式優(yōu)勢，于2018年5月26日成功通過工程應用評審。

MTC-Ⅰ型CBTC系統(tǒng)集先進的控制技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和通信技術(shù)為一體，具備數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化等特點；主要行車設備采用多重安全冗余技術(shù)，有效地提高了系統(tǒng)的RAMS指標；凡涉及行車安全的子系統(tǒng)和設備都通過獨立第三方安全認證，安全完整性等級達到SIL4級，符合故障導向安全原則；具有靈活的控制模式和完善的降級使用模式，滿足城市軌道交通的功能和運營要求。MTC-Ⅰ型CBTC系統(tǒng)為城市軌道交通新線建設和舊線改造提供冗余充分、功能完備、性能穩(wěn)定的自主化信號系統(tǒng)整體技術(shù)解決方案。

應用

CBTC可以使用的雙向通信系統(tǒng)種類很多，例如歐洲使用的是GSM-R系統(tǒng)，美國使用擴頻通信等其他多種無線通信系統(tǒng)，中國使用無線自由波、波導管、漏波電纜或三種互相組合的地車信息傳輸方式。目前應用CBTC系統(tǒng)的有美國的紐約地鐵、臺灣的臺北捷運文湖線等，中國大陸也有部分城市軌道交通使用了CBTC系統(tǒng)，如武漢地鐵1號線，上海軌道交通的8號線，北京地鐵（除5號線、13號線、八通線），廣州地鐵（除1、2、8號線），昆明地鐵等。其中，北京地鐵亦莊線的順利開通標志中國成為繼德國西門子股份公司、阿爾斯通公司、法國泰雷茲集團地面交通部，加拿大龐巴迪公司后第五個成功掌握CBTC核心技術(shù)并順利開通應用實際工程的國家，實現(xiàn)了全生命周期性價比最高的目標，比引進系統(tǒng)低20%左右。在建項目包括：北京地鐵9號線、北京地鐵10號線（二期）、廣州地鐵6號線等。

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