内容简介

    本书为高等职业教育城市轨道交通通信信号技术专业系列教材之一，全面叙述了城市轨道交通通信信号系统的基本组成和基本原理,分城市轨道交通通信系统、城市轨道交通信号系统、电源及防雷和接地系统三部分。
    本书将城市轨道交通通信系统与信号系统有机结合，编写时纳入最新科技成果,并密切结合实际，使学生能够快速地融入工作环境。
    本书适合作为高等职业院校城市轨道交通通信信号技术专业教材，也可作为中等职业学校城市轨道交通信号维护专业的教材或教学参考书，还可作为从事城市轨道交通信号相关专业的工程技术人员和技术工人的学习资料。

前言
    城市轨道交通具有运量大、速度快、安全可靠、污染轻、受其他交通方式干扰小等特点，对改变城市交通拥挤、乘车困难、行车速度下降、空气污染等状况是行之有效的。20世纪90年代以来，我国城市轨道交通加快了建设步伐，进入21世纪，城市轨道交通迎来了建设高潮。我国城市轨道交通呈现着十分广阔的发展前景。
    在城市轨道交通的各项设备中，通信、信号设备是非常重要和关键的设备，具有不可替代的作用。城市轨道交通通信、信号系统的技术含量高，具有网络化、综合化、数字化、智能化的现代化系统的技术特征。
    城市轨道交通通信系统是行车指挥、运营管理、公务联络的重要设施，提供语音、数据和图像信息的传送和交换，并具有网络监控和管理功能。在正常情况下传送各种信息，在非正常或紧急情况下，能作为抢险救灾的通信手段。
    城市轨道交通的安全、速度、输送能力和效率与信号系统采用的设备密切相关。信号系统是城市轨道交通安全运行的保证，是城市轨道交通调度指挥和运营管理的中枢神经。选择合适的信号系统可以带来较好的经济效益和社会效益。因此，采用列车自动控制(ATC)系统已成为城市轨道交通的共同选择。
    为了满足高等职业院校城市轨道交通通信信号技术专业教学需要以及城市轨道交通的爱好者了解现代化通信、信号系统的基本知识，我们编写了本书。
    第一篇城市轨道交通通信系统，包括通信系统综述、传输系统、电话系统、无线通信系统、视频监控系统、广播系统、乘客信息系统、时钟系统、通信集中告警系统、公共覆盖系统等内容。
    第二篇城市轨道交通信号系统，包括信号设备概述、信号基础设备、联锁系统、列车自动控制系统、信号监测系统等内容。
    第三篇电源及防雷和接地系统，包括通信电源系统、信号电源系统、UPS、蓄电池、通信信号防雷系统、通信信号设备接地系统等内容。
    本书具有以下特色：
    1. 综合性
    本书既包括城市轨道交通通信系统，也包括城市轨道交通信号系统，将两系统有机地结合起来。 因通信、信号电源及防雷和接地系统有较多雷同之处，本书将两者合起来讲述，以避免重复。
    2. 先进性
    无论城市轨道交通通信系统，还是城市轨道交通信号系统，编写时都纳入最新的科技成果，体现我国城市轨道领域的发展方向。
    3. 实践性
    全书内容密切结合城市轨道交通通信系统和信号系统的实际，可使学生很快地融入工作环境，并有效指导实际工作。
    由于城市轨道交通通信、信号系统制式纷杂，且各具特色，尽管尽量涵盖，但不可能面面俱到。各地各校在组织学习时，可根据实际需要予以选用和适当补充。
    本书由南京铁道职业技术学院林瑜筠、上海地铁维护保障有限公司通号分公司林一鸣任主编；中国铁道科学院集团有限公司通信信号研究所郜新军，南京铁道职业技术学院王锡奎、王若昆、晏鑫，中国铁路济南铁路局集团有限公司张道贤任副主编。林瑜筠编写了第三篇，并对全书进行统稿；林一鸣编写了第一篇第一章至第七章；晏鑫编写了第一篇第八章至第十章；郜新军编写了第二篇第十一、十二章；王锡奎、王若昆编写了第二篇第十三、 十四章；张道贤编写了第二篇第十五章。
    由于编者水平所限，书中不免有疏漏和不妥之处，恳请读者批评指正，以不断提高本书质量，为我国城市轨道交通事业的发展尽绵薄之力。

编者
2023年1月

目录

第一篇 城市轨道交通通信系统
第一章 城市轨道交通通信系统综述…………………………………………………………… 1
第一节 城市轨道交通通信系统概述………………………………………………………… 1
第二节 城市轨道交通通信系统的组成……………………………………………………… 4
复习思考题……………………………………………………………………………………… 7
第二章 传输系统………………………………………………………………………………… 8
第一节 传输系统概述………………………………………………………………………… 8
第二节 传输线………………………………………………………………………………… 9
第三节 光纤传输系统 ……………………………………………………………………… 11
复习思考题 …………………………………………………………………………………… 22
第三章 电话系统 ……………………………………………………………………………… 23
第一节 电话交换技术 ……………………………………………………………………… 23
第二节 公务电话系统 ……………………………………………………………………… 27
第三节 调度电话系统 ……………………………………………………………………… 31
第四节 站内、站间与轨旁电话系统………………………………………………………… 34
第五节 传真和数据通信 …………………………………………………………………… 36
复习思考题 …………………………………………………………………………………… 37
第四章 无线通信系统 ………………………………………………………………………… 38
第一节 无线通信系统概述 ………………………………………………………………… 38
第二节 无线集群通信系统 ………………………………………………………………… 45
第三节 TETRA 数字集群系统 ……………………………………………………………… 51
第四节 LTE-M ……………………………………………………………………………… 57
复习思考题 …………………………………………………………………………………… 61
第五章 视频监控系统 ………………………………………………………………………… 63
第一节 CCTV 系统概述 …………………………………………………………………… 63
第二节 CCTV 系统的组成 ………………………………………………………………… 66
第三节 列车 CCTV 系统 …………………………………………………………………… 73
复习思考题 …………………………………………………………………………………… 75
第六章 广播系统 ……………………………………………………………………………… 76
第一节 广播系统概述 ……………………………………………………………………… 76
第二节 正线广播系统 ……………………………………………………………………… 78
第三节 车辆段/ 停车场广播系统…………………………………………………………… 85
复习思考题 …………………………………………………………………………………… 86
第七章 乘客信息系统 ………………………………………………………………………… 87
第一节 PIS 概述 …………………………………………………………………………… 87
第二节 PIS 的功能 ………………………………………………………………………… 89
第三节 PIS 的构成 ………………………………………………………………………… 91
第四节 PIS 的工作原理 …………………………………………………………………… 97
复习思考题 …………………………………………………………………………………… 98
第八章 时钟系统 ……………………………………………………………………………… 99
第一节 时钟系统概述 ……………………………………………………………………… 99
第二节 时钟系统的功能…………………………………………………………………… 100
第三节 时钟系统的构成…………………………………………………………………… 102
复习思考题…………………………………………………………………………………… 106
第九章 通信集中告警系统…………………………………………………………………… 107
第一节 通信集中告警系统概述…………………………………………………………… 107
第二节 集中告警系统构成………………………………………………………………… 108
复习思考题…………………………………………………………………………………… 112
第十章 公共覆盖系统………………………………………………………………………… 113
第一节 公共覆盖系统的需求……………………………………………………………… 113
第二节 信号源的引入……………………………………………………………………… 114
第三节 天馈系统…………………………………………………………………………… 114
复习思考题…………………………………………………………………………………… 117
第二篇 城市轨道交通信号系统
第十一章 城市轨道交通信号设备概述……………………………………………………… 118
第一节 城市轨道交通信号设备的特点…………………………………………………… 118
第二节 城市轨道交通信号系统组成……………………………………………………… 119
第三节 城市轨道交通信号系统的地域分布……………………………………………… 121
第四节 城市轨道交通信号系统的功能及其实现………………………………………… 126
复习思考题…………………………………………………………………………………… 127
第十二章 信号基础设备……………………………………………………………………… 128
第一节 信号继电器………………………………………………………………………… 128
第二节 信号机……………………………………………………………………………… 130
第三节 转辙机……………………………………………………………………………… 134
第四节 计轴器……………………………………………………………………………… 142
第五节 轨道电路…………………………………………………………………………… 145
第六节 应答器……………………………………………………………………………… 151
复习思考题…………………………………………………………………………………… 153
第十三章 联锁系统…………………………………………………………………………… 154
第一节 联锁基本概念……………………………………………………………………… 154
第二节 计算机联锁系统概述……………………………………………………………… 157
第三节 二乘二取二计算机联锁…………………………………………………………… 162
复习思考题…………………………………………………………………………………… 166
第十四章 列车自动控制系统………………………………………………………………… 167
第一节 ATC 系统综述 …………………………………………………………………… 167
第二节 ATP 系统基本原理………………………………………………………………… 173
第三节 ATO 系统基本原理 ……………………………………………………………… 181
第四节 ATS 系统基本原理………………………………………………………………… 186
第五节 CBTC 系统 ………………………………………………………………………… 197
第六节 列车自主运行系统(TACS) ……………………………………………………… 216
复习思考题…………………………………………………………………………………… 218
第十五章 信号监测系统……………………………………………………………………… 221
第一节 信号监测系统概述………………………………………………………………… 221
第二节 信号监测系统结构………………………………………………………………… 222
第三节 信号监测系统功能………………………………………………………………… 225
第四节 信号监测系统的采集原理………………………………………………………… 227
第五节 信号监测系统接口………………………………………………………………… 229
复习思考题…………………………………………………………………………………… 230
第三篇 电源及防雷和接地系统
第十六章 电源系统…………………………………………………………………………… 231
第一节 通信电源系统……………………………………………………………………… 231
第二节 信号电源系统……………………………………………………………………… 236
第三节 UPS ………………………………………………………………………………… 244
第四节 蓄电池……………………………………………………………………………… 248
复习思考题…………………………………………………………………………………… 252
第十七章 防雷和接地系统…………………………………………………………………… 254
第一节 通信信号防雷系统………………………………………………………………… 254
第二节 通信信号设备接地系统…………………………………………………………… 262
复习思考题…………………………………………………………………………………… 265
名词术语英(缩略语)中对照 ………………………………………………………………… 266

林瑜筠，男，1944年4月生于江苏丹阳，副教授。1967年毕业于上海铁道学院铁道信号专业，分配到郑州铁路局襄樊电务段任技术员，先后从事信号设备的施工、维修和技术管理工作。1975年调至南京铁路运输学校（现为南京铁道职业技术学院）从事信号专业教学。1994—2008年曾任上海铁路局高级职称评审委员会委员、铁道部中专信号专业教学指导委员会委员、铁道部信号专业职业教育教学指导委员会顾问、江苏省铁道学会电务委员会委员兼信号学组副组长、上海铁路局学科带头人。两次评为上海铁路局优秀教师，一次评为上海铁路局优秀党员。2004—2020年聘任南京铁道职业技术学院专业建设顾问。自1982年以来，编审出版各类教材和科技图书150种，在我社编审教材百余部，其编写的《铁路信号基础》《区间信号自动控制》等教材被广大铁路职业院校采用。内容涵盖普速铁路、高速铁路和城市轨道交通的信号、通信、供电、车辆、线路和站场、运输等专业。读者涵盖高等院校不同层次的师生和铁路信号研发、设计、施工、维护的工程技术人员及一线职工。2017年被中国铁道出版社授予“杰出贡献作者”称号。曾在中国科协学术研讨会上发表论文1篇，中国铁道学会学术研讨会上发表论文13篇，各类科技刊物上发表论文 19篇。多次为全国高校信号专业师资培训班授课，为铁路现场各单位进行技术培训。

本书适合作为高等职业院校城市轨道交通通信信号技术专业教材，也可作为中等职业学校城市轨道交通信号维护专业的教材或教学参考书，还可作为从事城市轨道交通信号相关专业的工程技术人员和技术工人的学习资料。