信号奔命：软件存致命错误早晚必然要出事

信号奔命：软件存致命错误早晚必然要出事

https://www.wendangku.net/doc/a917279257.html, 2011年08月29日 13:03 《新世纪》周刊

《新世纪》周刊2011年第34期封面图片。

“7·23”事故怎样祸起信号？高铁信号系统寡头供货者为何疲于奔命？决策者现在何以进退两难？

财新《新世纪》

记者于宁谷永强曹海丽

马骋死得很突然。

中国铁路通信信号集团公司(下称通号集团)的总经理、业内视为中国高铁信号技术的带头人，死在了“7·23”甬台温动车追尾事故一月祭的前一天——8月22日。

当天上午，马骋正在深圳，与前来检查广深港客运专线的国务院高速铁路安全大检查组成员一起开会。据多位知情人士称，刚讲完话，他就倒在桌上。

马骋没有心脏病史，却突发心脏病去世。熟悉的同业为之唏嘘：“压力过大，责任也过大。”在他死之前，通号集团正面临前所未有的信任危机。下辖的北京全路通信信号研究设计院(下称通号院)正是甬台温信号系统的设计者，通号集团则是集成商。

在7月23日晚，一个致命的简单软件设计错误，导致甬台温的列车控制中心(下称列控中心)不能实时采集外部数据，并向调度集中系统(下称CTC)传输了错误信息。D301次动车的车载自动控制设备因此接到错误信号，仍按正常速度行驶，与前车D3115次动车追尾，终酿成一场40人死亡的特大事故。

事故发生以来一个月，通号集团成为众矢之的。作为通号集团领导的马骋不堪重负，病发身故。昔日的信号精英如此收场，令人感喟。但致命的设计错误究竟为何发生？还有多少隐患没有暴露？无人敢下断言。谁又该为高铁大跃进承担责任？

短短七年，通号集团与中国高铁为不断攀向更高速度的努力同步冲刺，表面上不断攻克一个又一个技术难关，但光荣背后，技术人员疲于奔命，力有未逮，终致惨剧。“7·23”事故暴露的不仅是通号院的软件设计缺陷，也是整个高铁发展不顾科学规律和常识、盲目追求速度下的险象环生。

这种封闭运行的发展模式，也使决策者现在进退两难。“现在全国的高铁信号集成多半是他们的，一棍子打死，高铁的运营和技术支持怎么办？总不能全停了重新搞吧！(这种模式)已经绑架了铁路！”一位接近事故调查组的人士表示。

从9月1日起，铁路调整运行图，高铁普遍降速，武广、郑西等高铁线路也不再以时速300公里运行，对高铁安全的担忧笼罩了一切。国务院牵头的高铁安全大检查在继续。但通信信号行业乃至整个铁路行业的垄断问题及招投标灰幕，则非补漏这般简单。对整个铁路系统而言，已经暴露的各种问题不仅是跃进之祸，也是垄断之祸，积弊丛生，新规待立。

致命错误

一个低级的软件设计错误，因为没有经过破坏性试验而被忽略

这原本是一场可以避免的灾难。

“7·23”事故调查组预计在9月间正式披露详细调查结果，但财新《新世纪》记者从接近调查组的人士处获悉了事故发生的过程。

软件设计的逻辑错误，偏离了故障导向安全原则，使信号彻底失灵。

7月23日19时44分，上海甬台温调度台的调度接温州南站报告：车站联锁显示下行三接近红光带，车站调度集中系统(CTC)界面无显示。

在铁路控制系统中，以线路钢轨为导体，构成轨道电路，两条轨道被列车的轮对短接，在控制系统中就会显示为红色，从而指示车辆的位置。但在绝缘损坏、雷电等情况下，可能造成无车路段的路轨短接，或者信号设备系统本身有故障，显示异常红光带或“闪红”。出现红光带的原因很多，或为前方路段有车，或为故障所致，调度往往难以判断。在这种情况下，调度应该采取保守做法，将其当做前面有车来处理。

所谓“三接近”，则是指还有接近三个闭塞分区的距离。在列车的行车调度上，站与站之间被分成若干段，叫闭塞分区。每个分区的开头结尾都有信号装置，以红绿灯显示。每段分区一次只允许一趟列车通行。温州南站通信车间工作人员称，在永嘉站至温州南站这个路段上，每个闭塞分区的长度为1.4公里。有列车运行的闭塞分区，禁止其他列车进入，所以它后面的灯是一个红灯。紧接着的一个闭塞分区是黄灯，其次是黄绿灯，再后面才能是绿灯。

车站联锁设备反映的是温州南站站内信息，车站值班员可以看到，而上海的调度看不到。上海调度中心只能看到CTC，它的信息来自各个站的车站CTC，而车站CTC分别从车站联锁和列控中心(反映站与站之间的区间信息，包括列车占用信息)获取信息。

当时两者搜集的信息显然不一致——联锁显示的是红光带，而列控中心反映的是正常，虽然它们都从轨道电路获取信息，但从同一个继电器的不同节点获取信息。

联锁显示的信息一直是正确的(显示异常红光带)，但CTC主要从列控中心获取闭塞区间的信息，从前述调度信息看，“车站CTC无显示”即意味着联锁和列控中心有一个已经出了问题，但调度当时或许还没有意识到问题在于列控中心的信息采集已经不是实时更新。

这是非常少见的情况。上海与温州的值班员看到这点后，19时53分转入非常站控状态，即在非正常情况下改由车站人工办理出发列车和进站列车作业。

直到事故发生之后复盘，才确认列控中心设在温州南站的信息采集板保险丝被雷电击坏，导致信息采集出问题。

问题不止于此。采集板的采集电源坏了，但逻辑电源还在传输信息。

据前述消息人士介绍，数据包传上来，通常有特殊的标志位来显示数据正常、非正常，能否采用。但是，温州南站的列控中心在采集这些数据包时未能识别出来。

“如果识别出来，按照故障导向安全原则，就要把数据清零，即老数据清除，显示红光带，后车D301应以20公里时速目视运行。问题是它没有识别出来，老数据没有清零，还显示正常，结果后车以ATP(车载)模式运行，高速行驶，最终追尾。”

如果这个解释成立，雷击只是外部诱因，真正的原因是软件设计出了大问题。按安全设计，后车距离前车还有三个闭塞分区时，前方会显示为红灯。由于软件的逻辑错误，导致了主控软件得到并传给CTC的不是实时外部数据。

一位信号专业人士分析指出，如果调度负责一点，天气瞭望条件好一些，这次事故也许不会发生。但软件的缺陷却是必然，早晚要出事。

值得注意的是，CTC显示异常在列车停在永嘉站时已经发现了。“列控中心传输给CTC的信息是错的，CTC不知道，但是放车进入区间的调度员怎么会不知道？他放车进去了，但在CTC上没看到，难道不该引起注意吗？”前述接近调查组的消息人士称。在他看来，转为非常站控后，调度员、车站值班员、司机信息交流失误是事故最终未能幸免的关键。

一般情况下，调度台应有调度员和助理调度员，前者负责列车运行计划、调整及指挥；后者负责监控列车运行和操作设备，比如转非常站控。转入非常站控后，车站值班员负责通知司机，但其间车站和调度员按规定应加强联络。

然而，7月23日从19时27分至事故发生，温州南站和永嘉站先后三次转为非常站控，主要的行车指挥随之三次转换，造成调度员、车站值班员、司机三方对车所处位置互相沟通错误，并严重违反规定，在前车还未越过区间故障点时，后车就进入了故障区间。

8月11日，国务院“7·23”甬温线特别重大事故调查组在温州召开第三次全体会议。调查组组长、国家安监总局局长骆琳在会上表示，造成事故的原因既有软件设计问题，也有管理问题。8月22日国家安监总局新闻发言人黄毅称，“这起事故确实是一起不该发生的、可以避免和防范的一起责任事

故”，“既暴露出信号系统设计上的缺陷，从而导致雷击造成的故障问题，同时也反映出故障发生之后，应急处置不力以及安全管理上存在的漏洞。”他称，下一步将进入事故责任的认定阶段，包括直接责任、间接责任、领导责任。

据消息人士介绍，8月10日事故调查组人员调整后，铁路人员全部离开，只配合调查；随着路外专家、领导的大量介入，调查接近了真相。

在多位业内人士看来，事故中暴露的软件设计缺陷是一个比较低级的错误。“各厂家对安全性要求不同，但故障导向安全是最基本的原则，设计绝对不应出现这样的问题。”一位铁科院的专家称。他很难理解人才济济的通号院为何铸下如此大错，他猜，“设计人员缺乏经验，没有想到这种可能性，大家把重点放在了硬件上，硬件比较难，要保证硬件采取的信息准确，而软件是补漏的，重视不够”。

至于这一设计问题为何没有在测试时被发现，一位信号专业人士称，厂家在产品开发阶段就应该进行故障测试，但现在一般不会做雷击这种破坏性试验，而只做系统功能测试。这个软件设计问题属于产品中模块设计的问题，从研制报告中很难看出是否安全合规。

另一位专业人士分析认为，测试时间太短也是一个原因。“一般测试组只测试一两天，之后就开评审会，主要关注系统和产品功能，不会深入产品设计的细节问题。”

据了解，国内目前在故障测试方面并没有统一标准，厂家自己判断需要做哪些测试，同时承担相应风险。通号集团在甬台温线上提供的这款列控中心产品LKD2-T1，并不是在其已研制多年的联锁平台上开发，而是在新的硬件平台上开发出来的。铁道部披露，58个车站、18个中继站使用了与温州南站相同的采集驱动板软件，涉及甬温、温福、海南、广珠四条客运专线。

接近调查组的知情人士称，LKD2-T1确实存在缺陷，“由于仅仅做了功能性试验，没做破坏性试验，所以是否还存在其他的问题，在当前这种非常时期，谁也不敢打保票。”按照铁道部的规定，厂家对内部设计问题要终身负责。

据悉，7月27日通号院就完成了硬件调整——对采集板加强了防护保障，下一步是对软件进行升级测试，但目前这四条客专采取的整改措施是临时性的，按照站间闭塞行车，即站间只准走一列车，而非以前的自动闭塞行车，这是在故障状态下采用的后备模式或降级模式。在安全为速度付出惨重代价后，为了安全，终于开始牺牲速度。

C2过关不易

用于甬台温线、由通号集团研制的LKD2-T1型列控中心，获得过2008年度中国铁道学会科学技术奖一等奖

C2、C3掌管着高铁的神经中枢。如果不是“7·23”事故，C2、C3这两个专业名称，对很多人来讲都非常陌生。

C即CTCS，是中国列车控制系统的英文缩写，包括地面设备和车载设备两部分。2004年初，铁道部颁发了《CTCS技术规范—总则(暂行)》，决定在铁路既有线第六次提速中采用C2级列控系统，同时提出了从C0到C4的技术等级，并规划了每个等级的基本功能。第六次大提速之前的列车控制系统被定义为CTCS0级(下称C0)，车载设备主要为运行监控记录装置(LKJ)，地面设备包括轨道电路、信号机和车站联锁系统，适用于时速120公里以下线路；而适用于时速120-160公里和时速200公里以上的列车控制系统分别被定义为CTCS1(下称C1)和CTCS2(下称C2)。

在第六次大提速之前，国内铁路主要依靠轨道电路向铁路沿线的信号机传递行车命令，列车司机参照信号机显示的信号颜色操作列车运行。提速到160公里和200公里之后，列车司机对地面信号机的颜色已难以辨认，为此铁道部从2004年开始决定研制新一代列车运行控制系统。

趋势属必然，只是中国走得太快了。

当时，铁道部运输局官员、通号院、和利时、铁科院、北方交大等专家组成C2攻关组。一位业内专家告诉财新《新世纪》记者，“地面部分(包括列控中心、联锁、CTC等)全部是我们自己搞的，没有合资”。攻关组先确定了基本框架，然后各家分头设计。当时有五家机构参与设计——通号集团、和利时、卡斯柯、北京交大微联、铁科院通号所。

据介绍，上述CTCS技术规范是参照欧洲标准ETCS(即欧洲列车控制系统)制订的。ETCS分为E0、E1、E2、E3四个级别。C3的功能与E2基本一致，而C2则是自主搭建起来的体系，比E1的等级要高。

一位信号系统资深人士说，C2技术挑战不算太大，主要是缺乏经验。“中国当时已经铺完了统一制式轨道电路，传输行车许可是连续的，所以条件比E1要好，我们加上应答器、列控中心、车载设备就可以了，搭建比较简单，技术难点不多。”

但实际操作起来，问题仍然很多，因为以前没有做过列控中心，并无经验，连需要出台哪些技术规范都不清楚。

与地面列控系统自主研发不同，在当时紧急推进的状况下，列控车载设备(ATP，列车超速保护)是通过合资的方式引进。

2005年6月，通过国际招标，铁道部分别与和利时/日立、铁科院/株洲所/CSEE(法国电气与信号设备公司)两个联合体签署了ATP采购和技术转让合同，从国外引进列控车载设备和技术，合作期限15年，最终全部在中国生产。同年10月，铁道部又通过国际招标的形式，分别与通号院/阿尔斯通、和利时/CSEE、西安西门子三家联合体签订应答器设备采购和技术转让合同。

两次国际招标采购，实行设备采购与技术转让相结合的方式，外方技术转让的知识产权归铁道部所有；铁道部要求竞标人必须有国外合作伙伴，其自身应具备消化、吸收受让技术和设备制造的能力，同时竞标人的外方合作伙伴应具备系统集成、设备研发和制造能力，提供技术支持和服务，对系统设备负安全责任。

2005年11月，铁道部建立了C2的技术标准体系。但2006年初，铁道部在试验时即发现列控系统软件设计不合理，车载设备异常输出紧急制动，车载通信设备出现故障。当年7月在胶济线进行的列控中心综合试验中，又发现列控车载设备ATP软件存在漏洞，轨道电路信息传递不稳定。对上述问题整改后，铁道部在当年8月进行了补充实验，并组织专家成立试验报告评审会，认定C2列控系统“基本满足”规定的技术规格要求。当年9月29日铁道部召开“第六次大面积提速胶济线现场会”，开始全面部署第六次大提速。

铁道部最初引进的列控车载设备控车的最高速度，为时速200公里。但在第六次大提速现场会后，2006年11月又决定对既有提速线路的部分区段进行进一步改造，将动车组的最高运行速度提高到时速250公里，又完成了一个跨越！

随后，铁道部组织了和外方的第二次技术谈判，以解决列控车载设备对动车进一步提速的限制问题，最终于2006年12月底签订补充合同，对列控车载设备和动车组进行升级，经过模拟运行试验，完成了ATP设备应对250公里时速的升级改造。

C2的研发必须跟上提速的进程。试验中出现的所有问题，铁道部都要求专家们必须在极短的时间内解决。2006年底，在铁道部进行的动车组拉通检查和牵引试验中，应答器报文变差引起了列车紧急制动26次，常规制动25次。2007年4月18日铁路第六次大提速开始后，列控车载设备又暴露出设备软件和应答器信息接收单元不稳定等多种问题。

C2攻关的核心力量，正是通号集团下属的通号院。其研制的列控中心、CTC和车站联锁等C2子系统，均通过了铁道部组织的可行性审查和技术鉴定。公开资料显示，2008年1月21日，经测试组仿真测试及铁道部评审委员会审查，通号集团研究设计院研制开发的LKD2-T1型列控中心“基本满足”铁道部规定的技术规范要求，顺利通过铁道部审查，并获得2008年度中国铁道学会科学技术奖一等奖。

2008年7月底，全新的客专C2系统在合宁线上第一次应用，此后在其他高铁线路上被广泛采用。铁道部一位退休官员认为，C2系统“当时技术并不成熟，但为了赶工期，没有充分考核就急急忙忙地上了，问题一直没有暴露，没想到一个雷给爆了出来”。

在甬台温线上使用的，正是C2系统。

C3难跟

通号集团在信号系统技术升级路线上打拼，也只是勉强跟上了铁道部提速的步骤，最终以边运营边解决问题的方式仓促上马

C2之后紧接着是C3攻关，服务于300公里时速以上的高速铁道。

中国高铁的跨越式发展，给专家们提供了一个又一个冲刺世界顶尖速度的机会。无怪乎今年4月宣布京沪高铁从350公里降至300公里时，一些铁路专家因此感叹“失去了千载难逢的机会，本来是准备在跑出时速486.1公里之后要冲刺500公里的”。

在这条信号系统技术升级路线上，通号集团上下无数人为此付出日日夜夜，但勉力打拼的结果也只是勉强跟上了铁道部提速的步骤，各种问题从研发到试验阶段就一一暴露，最终只能以边运营边解决的方式仓促上马。

2007年12月底，铁道部成立了C3系统攻关组。相对于C2，C3增加了RBC(无线闭塞中心)和GSM-R通信基站，采用无线通信进行信息传输。2008年3月6日，铁道部科技司、运输局在北京组织召开《客运专线CTCS3级列控系统总体技术方案》专家评审会，认为方案符合C3技术规范中提出的系统设计、产品实现、测试验证及验收确认等四个阶段的系统评估，是科学合理的。随后铁道部建立了仿真测试实验室，要在车载设备和RBC等关键设备国产化的基础上，创建具有自主知识产权的C3列控标准体系和技术平台。

中国高铁的过快推进，令国外同业感到担心。国内高铁信号系统招标一般和通信、电力供电、牵引供电系统招标同时进行，合称四电系统集成招标。2007年，中铁建电气化局在承接郑西客运专线四电系统集成时，曾邀请西门子提供技术支持，但被其拒绝，理由之一即是郑西高铁四电系统部件供货商分散在世界各地，“用的是不同国家不同企业的东西，这样的集成我们做不了”。

除了部件繁杂，工期的限制也成为国内四电系统集成面临的一个主要障碍。以郑西高铁为例，西门子的技术人员认为，“在如此短的时间内，要完成这样的系统集成是根本不可能的。”和利时轨道事业部经理徐悦在接受媒体采访时也曾表示，为了赶工期，国内高铁信号施工项目经常是“边定需求，边开发产品，边工程施工”，因此被称为“三边工程”。

作为C3研发的主力，通号院遇到了很多挑战。列控技术主要包含两方面，一是地面技术，一是车载技术。通号院做联锁起家，一直以来地面技术比较强，突出以全路统一制式的ZPW-2000A轨道电路技术为代表；其车载技术不强。随着列控技术的演进，车载技术越来越成为主体，即信号控制技术逐步由地面控制为主转到以车载系统控制为主。为此，通号院成立了列车自动控制研究所，陈锋华担任所长。

根据通号集团网站上的信息，陈锋华把C3的复杂性归纳为“三多”。第一是子系统多。C3系统由地面RBC无线闭塞中心、车载ATP等十余个子系统组成，每个子系统又由众多模块组成，总计多达上百个。第二是控制对象多。京沪高铁全线不含移动体在内，仅地面固定控制点就达到上万个。第三是接口多。C3系统各子系统并不是简单的堆积就可以实现系统功能，每个子系统间通过多维度、多层次的网络接口有机连接，才能形成一个完整的控制系统。这样一个巨型系统，需要同步数万个控制对象，使之协同工作。

第一个应用C3的武广高铁是通号院的代表作。在武广高铁建设中，通号院完成了全线通信信号系统集成工作，编制了C3运用的标准体系，成为行业标准制定者。陈锋华回忆这个过程时感慨万端。

那段时间，他剃了光头。“我们原本期望在2009年8月C3高级功能试验完成以后，有关系统开发的问题就要全部解决，10月开始转入工程阶段，主要精力来解决工程问题。可10月初的时候，咱们的高级功能试验大毛病没有小毛病太多。每次领导来添乘，咱们从咸宁跑试验段一小段儿，都跑得胆战心惊的。就怕中间有一些ATPCU故障不可控，压力非常大。由于没有按预期完全彻底地解决系统开发的问题，把这些问题带到工程阶段以后，就把科研开发和工程阶段两股道的问题纠缠在一起，这也是武广项目比较难的一个比较大的原因。”陈锋华透露，试验过程中有时一天发现26个问题，晚上分析到2点以后。

陈锋华还想在脑门上写几个字：“把系统搞稳定了”。

陈锋华很早就认识到，信号系统不稳定，问题有硬件方面的，也有软件方面的，但“主要还是软件方面的原因”。“我们虽然走了引进路线，但其实对老外来说武广也是挑战。第一他们也没有C3系统，第二，他们也没有这么长的路线跑这么高速度的动车组。好多东西我们都需要根据新的需求和新的要求，做好多修改……因为我们整个时间比较紧”。

就在这样与时间赛跑的过程中，C3上路了。不过，还有很多问题需要边运营边解决。通号集团因此规定“分析问题不过夜、整治问题不过夜”。武广线刚一开通，二型车和三型车加在一起近40辆，每趟车回来发现故障都要当天解决，工作任务非常繁重。

C3遇到的困难比C2要大得多。在“7·23”事故中出现的现象其实早已出现过。通号集团旗下的北京信号厂是通信信号产品的生产厂，在距离京沪高铁上海段试车不到30个小时的时候，现场技术人员陈强、魏小飞接到通知，赶往蚌埠南站更换列控程序。当他们在交换机上搜索时，发现安全数据网的右网不通，为了保障在动车试验前解决故障，两人连夜赶到定远站通宵排查。最后确定是由于TSR 测试人员在徐州做TSR初始化时，安装的临时交换机没有拆下来，其交换机地址和中继53站的地址重合，而中继53站恰好是安全数据网右网的第一个站，因此在安全数据网连通之后把中继53站屏蔽了，造成整个安全数据网的右网无法工作。

局外人很难想象，京沪高铁试车时还存在如此多的故障。可以说，C3几乎是跌跌撞撞走到了现在。下一个隐患在哪里，会不会酿成重大安全事故？在“7·23”之后，已经无人敢打保票。

一位专业人士评价说，“通号院的设计人员疲于奔命，他们自己都没有消化和整改的时间。”

甬台温事故以及京沪高铁故障频发，最终使高层下了降速的决心。从9月开始，除了京沪、京津和沪杭三条高铁按照时速300公里运行，其他高铁客专将全部降回设计时速，连既有线改造的也要降回原来的160公里，甚至有些线路已经停开，可以说一下回到了第六次大提速的原点。

旧模式

通号集团受益于铁道部“肥水不流外人田”的研发和设备供货模式

从C2到C3，通号集团尽管压力巨大，但回报丰厚。在“7·23”之前，高铁的创造者们更多地是在忙碌中分享这一令人目眩的盛宴——业内人士估算，通号集团至少占据了地面信号控制设备70%的市场，是最大的受益者。

铁道部对通信设备制造行业实行准入制度，许可证由铁道部颁发。地面控制系统是中国自己开发的，不要求合资，内资即可参与。在时速低于200公里的路线进行既有线改造时(即C0系统)，2005年国内获得许可证的有通号集团、和利时、交大微联、铁科院通信所和卡斯柯五家；而此后获得C2许可证的只有通号集团、和利时和铁科院三家；到了C3就只剩下通号集团和和利时两家——和利时还只做列控中心与RBC，不做联锁、CTC等。

ATP即车载系统则要求合资或合作，2005年6月，通过国际招标，铁道部分别与和利时/日立、铁科院/株洲所/CSEE两个联合体签署了ATP采购和技术转让合同，这是当时C2的ATP供应商。

但在C3系统中ATP合作方又发生了变化，在铁道部指定下，变成了通号集团与和利时的天下，通号集团与庞巴迪合作，和利时与日立和安萨尔多合作。

是技术尖端其他国内企业做不了，还是铁道部“肥水不流外人田”的垄断模式，妨碍了路外企业参与竞争？

华为即是一名来自路外的挑战者。在看到和利时中标广深港、郑西两条C3项目后，华为曾以更高的代价从和利时挖人。2010年9月，华为在德国柏林国际轨道交通技术展览会上展示了HRC端到端解决方案，以及最新的基于LTE技术的高速铁路宽带通信解决方案。但华为至今还未能获得许可证。

即使路内企业，境遇也颇不相同。铁科院通号所的一位人士称：“通号集团可以做集成商，自己有设计院、生产公司和工程公司，而且设计院里还有专门做工程设计的。我们只有设计，生产也得委托通号集团的北京信号厂。和利时有生产但工程业务很小，只有通号集团能做集成。”

通号集团自称是国家高铁通信信号系统技术引进消化吸收与再创新主体承担单位，联合完成了中国第一条350公里时速的京津城际铁路四电系统集成；此后又完成了合武客专、武广、广珠、郑西、广深港、沪宁、海南东环等客运专线项目。

国内高铁信号系统招标一般和通信、电力供电、牵引供电统招标同时进行，合称四电系统集成招标。通号集团经常和老牌的中铁电气化局组成联合体，他们是第一军团；而中铁建电气化局担任集成商后，将列控中心分包给和利时的比较多。

国内一家铁路信号设备供应商称：“2010年之前，四电系统集成商虽然负责项目招标，但还要上报铁道部，将参与竞标的三家公司及报价上报铁道部，原则上集成商自身也没决定权，只是推荐，最终由铁道部运输局确定。”2010之后情况有所好转，需要在二级市场即交易所挂出招标公告，铁道部将权限下放给甲方，透明度提高，但是C3项目仍然没有在二级市场上招标。

1998年与铁道部政企分开时，通号集团利润只有1459万元。2007之后出现爆炸性增长。2007

年-2009年间，总资产从48.5亿元增至102.2亿元，净资产从18.6亿元增至33.8亿元，主营收入从42亿元增至79.4亿元，年均增长率都超过20%；而归属于母公司所有者的净利润则从2.12亿元增至6.42亿元，年均增长44.7%。2009年净资产收益率已达22.45%。到2010年，通号集团收入已增至120.5亿元、利润12.6亿元。

2010年通号集团启动整体改制，成立通号集团股份有限公司，准备在国内上市，并引入了其他投资者——在45亿元的股本中，通号集团以净资产入股占96.82%，中国机械工业集团有限公司、中国诚通控股集团有限公司、中国国新控股有限责任公司分别出资4190万元占0.93%，中国国际金融公司旗下的直投机构——中金佳成投资管理有限公司出资1676万元占0.37%。

作为通号集团旗下的核心企业，通号院2007年的税后利润也翻番，达到6306万元，2008年、2009年则分别达到1.44亿元、2.54亿元。今年1月，以13亿元的净资产改制为有限公司。

在铁道部的规划和安排之下，高铁信号系统已经形成了自有的一套垄断格局，路外企业无缘进入，C2还略有竞争，C3则几乎是通号集团与和利时独步天下。

在这种情况下，虽然招标规则明确铁道部对招标目录中的企业进行动态管理，有过不良记录的企业在招标中要受影响，但“7·23”事故会对通号集团未来的命运发生什么样的影响？这个市场真能出现有实力的竞争者吗？

通号集团的一位投资者仍对公司未来充满信心。“我不担心我们的投资，未来会好的。”他说。

“谁在那个位置都得干”

“谁不愿意搞大跃进，马上被拿下”

“成也高铁，败也高铁”，这句话不仅适用于刘志军。

2004年至今，通号集团在铁道部一个又一个攻关任务重压下走向辉煌的顶点，多名业务骨干获火车头奖、詹天佑奖等，通号集团也得到铁道部无数嘉奖和表彰。短短七年间，作为受益者，通号集团不仅研发了中国C系列列车控制系统的集成平台，其研发成果C2、C3信号系统也已广泛应用于高铁线路，年收入因此翻了2倍-3倍，达到120亿元。

这是成就，亦是包袱。作为高铁的神经中枢，信号系统承担着铁路运行安全的重任。技术研发只是起点，在高铁正式运营之时，考验才真正开始。

这个考验，基层员工感受不深，但作为“信号技术带头人”的通号集团总经理马骋深知背负责任之重，生前曾在内部多次强调信号系统的安全责任，提醒员工“不要做历史罪人”。但最终事与愿违，“7·23”事故之后，午夜梦回，这套中国自主研发的C2、C3信号控制系统，是否还存在其他没有暴露的隐患？这应该是马骋最担心的问题。

马骋是恢复高考后第二届大学生，毕业于北京交通大学自控专业。铁科院的一位人士称他为“最早的一批专业人才”。他从1998年11月至2004年1月担任过通号院院长，后成为通号集团总经理，业内评价他勤勉、实干。

没有心脏病史的马骋，最终在安全检查时心脏病突发辞世，所承受的压力之大可以想见。通号集团广州分公司的一位内部人士透露说，最近一个月通号集团内部都在做安全自查，各地工程分公司做技术的人都下到一线去排查问题。马骋8月19日陪同国务院安全大检查组的人来到深圳，之前刚去了厦门。

根据国务院8月12日下发的《关于开展高速铁路安全大检查的通知》，此次高速铁路安全大检查从发展改革委、科技部等12部委抽调人员，共组织12个检查组，检查范围为时速200公里以上的正在运营的高速铁路和在建项目(包括客运专项)，检查对象包括北京、沈阳、郑州、武汉、西安、济南、上海、南昌、广州、成都十个铁路局和中国南车(5.15,-0.11,-2.09%)集团公司、中国北方机车车辆工业集团公司、中国铁路通信信号集团公司等设备生产厂家。

调查将从8月中旬持续到9月中旬，具体行程由各检查组自行确定。9月中旬，也将是“7·23”事故调查报告预计正式公布的时间。

一位业内资深人士闻知马骋的遭遇，颇为感慨：“可怜的信号人！信号在整个高铁中不过九牛一毛，现在因为温州动车的事被推到了前台，他们并不是真正的决策者！谁在那个位置上都得干，不愿意搞大跃进，马上被拿下。刘志军的口头禅是：你能不能干？不能干让能干的人来！所以马骋作为信号的老前辈，还是既务实又拼命的人，现在也不幸了！”

8月23日，通号集团发出讣告。8月24日上午9点，简朴的遗体告别仪式在深圳殡仪馆大礼堂举行。礼堂内摆满花圈。参加告别仪式的有200多人，包括国务院国资委副主任黄淑和、铁道部副部长卢春房，国务院副总理张德江发来唁电并送花圈。一位领导在讲话中称，“他为中国通信事业鞠躬尽瘁、奉献一生……他一直把铁路安全放在首位。”

“马骋也是高铁大跃进之下的牺牲品”，这句话没错，但牺牲品何止马骋一人！“7·23”事故40位遇难者的代价何其沉重，对这场大跃进的反思与纠错，才刚刚开始。

财新《新世纪》记者郑道、王晓庆见习记者屈运栩对此文亦有贡献

《车站信号自动控制》实验指导书

前言 计算机联锁系统采用了最新计算机技术、总线技术、网络技术，实现了一套性能可靠、具有故障安全性、功能完善、操作简单、维护方便的车站联锁系统。本课程的目的是通过本课程的教学使学生计算机联锁的基本知识、基本原理和基本技能，熟悉计算机联锁的使用和 维护，使计算机联锁更加安全可靠地运行，充分发挥其效能。 目 录 前言 实验一 （联锁设计实验1）进路选择实验.......................................... 4 实验二 （联锁设计实验1）进路解锁实验.......................................... 7 实验三 （系统认识实验）进路模拟行车实验 (9) 实验四 （接口电路实验）进路故障模拟及处理实验.............................. 11 实验五 车站联锁维修实验............................................................... 13 参考文献 (15)

前言 车站信号自动控制（联锁）系统是保证行车安全的信号基础设备，必须保证工作可靠，并符合“故障-安全”原则。实现车站联锁的基本功能，完成列车进路建立、锁闭、解锁、道岔控制、信号机控制，完成轨道电路和信号设备状态的监督。通过车站联锁实验的教学使学生掌握联锁系统的基本知识、基本原理和基本技能，熟悉车站联锁系统的使用和维修，使联锁系统更加安全可靠地运行，充分发挥其效能。

实验1 进路选择实验 一、实验目的 1.了解车站联锁车务仿真培训系统，熟悉系统的操作。 2.通过办理进路过程过程，验证各种进路的选路处理过程。 二、实验设备及工作原理 1.实验设备： ⑴PC机E8000 1台 ⑵瘦客户机T5740W 20台 ⑶服务器E8100 2台 ⑷交换机ProCurve 1台 ⑸集群软件Pink E8000 1套 ⑹车站联锁车务仿真培训系统1套 2. 车站联锁车务仿真培训系统的体系结构，如下图1-1所示。 教师机调度集中机 学员机1 学员 机2 学员 机m 学员 机n ··········· 扩展功能 以太网图1-1 车站联锁车务仿真培训系统体系结构图 三、工作原理 本系统把联锁上位机操作平台，底层联锁逻辑和模拟现场设备的状态及变化过程集合到一台计算机上构成学员机，在一台计算机上实现了联锁系统的所有功能。同时结合教学及培训的特点，设置了一台教师机来完成学员操作过程的记录、回放并设置设备故障及行车命令以供考核学员的处理作业的能力。 四、车站站场图 实验用车站站场图，如下图所示。

西工大信号与系统-实验1

西北工业大学 《信号与系统》实验报告 西北工业大学

a. 上图分别是0N或者M

b. 以上是代码，下图是运行结果

由上图可看出，图上一共有3个唯一的信号。当k=1和k=6的时候的图像是一样的。因为档k= 1时，wk=(2*PI)/5,k=6时，wk=2PI+(2*PI)/5,即w6 = 2PI+w1，因为sin函数的周期是2PI，所以他俩的图像是一样的 c.代码如下：

图像如下： 可得出结论：如果2*pi/w0不是有理数，则该信号不是周期的 1.3离散时间信号时间变量的变换 a. nx=[zeros(1,3) 2 0 1 -1 3 zeros(1,3)];图像如下： b. 代码如下： x=zeros(1,11);

x(4)=2; x(6)=1; x(7)=-1; x(8)=3; n=-3:7; n1=n-2; n2=n+1; n3=-n; n4=-n+1; y1=x； y2=x； y3=x； y4=x； c: 代码和结果如下结果 下图是结果图

新型智能交通信号控制系统(终)

新型智能交通信号控制系统 报名号：BS2011-B241设计者：GARDING指导教师：匿名 摘要：本作品针对当前日益严重的交通拥堵问题，以EXP-89S51单片机为核心，设计出了一种新型智能交通信号控制系统，实现了对交通信号灯的实时智能控制。该新型控制系统在控制方案上采用了我们自主设计的新型两级模糊控制方案，该方案是一种同时具有自适应控制、分级模糊控制、相位繁忙优先和准确显时等优势的控制方案，更适用于实际的交通情况，且已获国家实用新型专利和相关论文已在科技核心期刊《现代电子技术》上发表。在软件设计上，采用了MATLAB和VB进行动态模拟，并与当前正在采用的几种控制方案进行了对比验证，验证了新方案的优越性。在硬件设计上，我们采用了EXP-89S51单片机、SP-MDCE25A 交通灯模组、E-TRY通用板和倒计时LED数码管模块等，并搭建了较好的逼真的外围平台来对其实现更具真实性的实时控制。该作品不论是在创新性、实用性、技术先进性，还是在可靠性、经济性上都具有很强的优势。 关键词：智能交通信号新型两级模糊控制 VB动态模拟 EXP-89S51单片机 1、系统总体方案介绍 1.1自主提出的新型智能交通信号控制的总控制系统原理 我们自主提出的新型智能交通信号控制的总控制系统原理如图1所示： 图1自主提出的新型智能交通信号控制的总控制系统原理图在该系统中，交叉口的交通参数经检测装置检测，将被测参数转换成统一的标准电信号，再经A/D转换器进行模数转换，转换后的数字量通过I/O接口电路送入新型两级模糊控制器再到控制台。 在新型两级模糊控制器和控制台内部，用软件对采集的数据进行处理和计算，然后经数字量输出通道输出。输出的数字量通过D/A转换器转换成模拟量，再经驱动模块对交通情况进行控制，从而实现对交叉口的实时智能交通控制。 1.2 基于EXP-89S51单片机的新型智能交通信号控制系统的总控制系统设计 本系统运用我们的新型两级模糊控制方案，采用了EXP-89S51来控制智能交通系统。系统的整体结构框图如图2所示：

车站信号自动控制

车站信号自动控制 练习一 车站信号自动控制复习题 第一章电气集中概述 1.车站联锁设备是保证站内运输作业安全、提高作业效率的铁路信号设备，它的控制对象是道岔、进路和信号机。（填空题） 3.继电式电气集中联锁：电气集中联锁中，用继电器实现联锁关系的称为继电式电气集中联锁。（名词解释） 5. 我国铁路目前生产的电气集中控制台主要有两种类型：西安信号工厂生产的TD5型控制台和沈阳信号工厂生产的TD4型控制台。（填空题） 6.单元式控制台：电气集中控制台采用各种定型的标准单元模块拼装成的，称为单元式控制台。（名词解释） 7.组合：将具有相同控制对象的一些继电器组合在一起，这些定型电路环节，叫做继电器组合，简称组合。（名词解释） 9.组合连接图是拼贴站场型网络图的依据，是按照信号机、道岔和轨道电路区段选用的定型组合和非定型组合，根据控制台盘面模拟站场线路图的排列顺序而绘制而成。（填空题） 第二章选择组电路 1.6502电气集中均采用双按钮进路式选路法，先后按下进路始端按钮和终端按钮，就可以把进路上所有的道岔位置选出来，并使防护这条进路的信号机开放。（填空题） 4.在按钮继电器电路中，按钮继电器有什么作用？（简答题） 答：一是用来记录按下按钮的动作；二是在选路时接通方向继电器的励磁电路和自闭电路，并向选岔网供电；三是当取消进路和人工解锁进路时，用始端按钮继电器与总取消继电器配合，完成进路的取消和人工解锁。 5.什么是选岔电路？选岔电路的任务是什么？（简答题） 答：办理进路时当按下进路始端和终端按钮后，按照操作人员的意图自动选出进路上有关道岔位置的电路，成为选岔电路。选岔电路的任务是按照操作人员的意图，选出需要的操纵继电器，使之吸起。用操纵继电器的励磁条件，接通道岔控制电路，使道岔转换到规定位置，从而排通进路。。 7.选择组电路中哪些继电器采用缓放型？为什么要采用缓放型？（简答题） 答：选择组电路中列车与调车共用的开始继电器电路必须采用缓放型。为了保证电源屏的主、副电源转换过程中，不使开始继电器KJ落下而将已开放的列车信号关闭，所以列车与调车共用的开始继电器KJ电路必须采用缓放型。 8.选择组电路主要由记录电路、选岔电路和开始继电器电路组成，涉及到1线至7线共七条网路线。（填空题） 第三章执行组电路 1.选择组电路完成任务后，由执行电路完成开通进路、锁闭进路、开放信号和解锁进路的任务。（填空题） 2.执行组电路由几条网路线？各网路线的作用是什么？（简答题）

交通信号控制系统解决实施方案

交通信号控制系统解决方案 1概述 交通信号控制系统，是智能交通系统（ITS）在交通管理工作中的基本应用，也是城市智能交通管控系统中最直接、最基础的应用系统。通过建设信号控制系统，实现信号路口联网远程控制、交通流量的采集、路口自适应控制、绿波协调控制以及区域的自适应控制，有效减少车辆的停车次数，节省旅行时间；后台实时调整信号配时，采取多时段控制方式，必要时，可通过智能交通管理中心人工干预，直接控制路口交通信号机执行指定相位，有效的疏导交通，减少行车延误，提高通行能力，缓解日益严峻的城区道路交通拥堵压力，提高城区交通综合管理能力，减少汽车尾气排放，美化环境，提升城区形象。 2系统结构设计 系统结构划分为3级：分别为中心控制级设备、区域控制级设备以及路口控制级设备。交通信号控制系统设备主要包括中心设备、前段设备和通信设备。

（1）中心控制级设备 中心控制级设备作用主要是： ?监控整个系统的运行。 ?协调区域控制级的运行。 ?具备区域控制级的所有功能。（2）区域控制级设备 区域控制级设备作用主要是： ?监控受控区域的运行。

?对路口交通信号进行协调控制。 ?对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视。 ?通过人机回话对路口交通信号机进行人工干预。 ?监视和控制区域级外部设备的运行。 ?进行交通流量统计处理。 （3）路口控制级设备 路口控制级设备即信号机，其作用主要是： ?控制路口交通信号灯。 ?接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送。 ?接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息。 ?具有单点优化能力。 3系统功能设计 3.1基础功能 （1）区域自适应控制 系统以控制子区作为基本控制单元，综合考虑子区内的交通运行状态（如交通阻塞、交通拥挤、交通顺畅）、交叉口的关联性大小、交叉口的实际交通量，确定公共信号周期与相位差的决策模型，并运用智能优化算法实时优化子区协调控制配时参数，实现控制子区交叉口的协调控制功能。 系统的区域交叉口协调控制能够确保控制区域内的交通流时刻处于最佳运行状态，相邻交叉口之间协调方向的行驶车流可以获得尽可能不停顿的通行权，大大降低车辆在交叉口频繁加减速所产生的交通污染，减少区域交通总的车辆燃油

车站信号自动控制复习题(带答案)

车站信号自动控制 练习一 一、填空题： 1、在继电电路中研究的主要问题是（故障-安全问题,）,即（故障要导向安全）。P1 2、故障种类虽然很多,但就其对电路的影响来说,可归纳为两大类:一类是（断线性质的 故障）;一类是（混线性质的故障）。P1 3、研究继电电路的安全性,主要是研究解决（断线保护）和（混线保护）。P1 4、既然继电电路是按断线故障导致安全而设计的,那么,在发生（混线故障时）时,就有可能使继电器错误吸起而导向（危险侧）。P1 5、能够达到故障-安全的混线保护法常用有两个； 一是（位置法）；一是（极性法）；P2 6、车站信号控制系统一般称为（车站联锁）。它的控制对象是：（道岔、进路） 和（信号机）。P13 7、电气集中是车站内（道岔、进路）和（信号机的）自动控制系统。。P16 8、（轨道电路经常处于闭路状态）叫做闭路式轨道电路 P25 9、电源屏是（电气集中的）供电设备。它必须保证（不间断供电），并且不受 （外电网电压波动）的影响。P35 二、名词解释： 1、延时电路 : P5 能使继电器延时吸起(即缓吸)或延时落下(即缓放)的电路,叫延时电路。 2、自闭电路: P6 能对操作过程或列车通过进路的过程起记录作用的电路,称自保电路,也叫自闭电路。3、时序电路 : P8

在一个由继电电路构成的控制系统中,包括有若干个单一继电器的电路。这些继电电路不仅相互作用,而且必然遵循一定的动作顺序,才能完成赋予它们的功能。我们把具有相互作用且按一定时间顺序动作的继电电路的总和,称做时序电路 4、极性继电器电路: p8 能鉴别继电器激磁电流极性的继电器电路,叫做极性继电器电路。 5、车站联锁： P13 车站信号控制系统,一般称为车站联锁。 6、非集中联锁：P13 道岔在现地分散操纵的车站联锁,叫非集中联锁 7、集中联锁：P13 道岔、进路和信号机在一处集中控制与监督的车站联锁,则叫做集中联锁。 8、电气集中联锁：P13 用电气方法进行控制与监督的集中联锁,叫做电气集中联锁,简称电气集中。 9、电子集中：P13 近些年来,已经出现用电子电路实现联锁的电气集中,一般简称电子集中。 10、进路：P14 列车和机车车辆在车站内运行时所经过的经路,叫做进路。 三、回答下列问题： 1、在继电电路中研究的主要问题是什么？继电电路出现的故障有哪些？（P1 ） 2、如何实现断线保护？举例说明（P1 ） 3、如何实现混线保护？举例说明（P2 ；） 4、什么是位置法？举例说明，位置法的关键在于什么？（P2 ） 5、电气集中室内、设备组成及主要作用如何？（P6 ） 6、电气集中室外、设备组成及主要作用如何？（P6 ） 7、透镜式信号机机构玻璃的颜色配置如何？（P8 ） 8、轨道电路区段划分的原则大致如何？（P11 ）

智能交通信号灯控制系统设计

编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系（盖章） 二O一五年五月十日

德州学院毕业论文（设计）中期检查表

目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 杨红宇 要： 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，这些缺点体现在：红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制，随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。

车站信号自动控制课程设计

课程设计任务书 专业铁道信号姓名学号 开题日期：2012年11月7日完成日期：2012年12月13 日题目电气集中电路及控制逻辑分析 一、设计的目的 在车站联锁的发展过程中，就技术而论已经经历了机械集中联锁和电气集中联锁两代。现在正从电气集中联锁向以计算机为代表的电子联锁过渡，或者说，正进入计算机联锁时期。我国的电气集中联锁系统(以下简称6502系统)的联锁功能是比较完善的，电路结构层次是清晰的，电路的定型率是很高的。6502电气集中联锁是计算机联锁系统的依据，因此对电气集中联锁系统的正确理解有助于计算机联锁系统的应用。同时，电气集中系统中对室外设备的控制电路仍然是保留的，并且学会对电路的分析方法和技巧有助于对现场新设备电路的灵活变通。 二、设计的内容及要求 （1）举例站场信号平面布置（下行咽喉） （2）6502电气集中选择组控制逻辑分析 （3）道岔控制电路分析（S700K、ZYJ7，定位转反位） （4）信号点灯电路分析(进站、出站、调车信号机控制电路) （5）6502电气集中执行组控制逻辑分析（进路锁闭与信号开放、进路解锁）说明：（1）自己画出举例站场下行咽喉信号平面布置图 （3）（4）要求以教材图为例，对电路控制进行全面分析 （2）（5）根据指定的进路写出完整的逻辑分析过程 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师陈林秀 2012年11月5

日 设计题目： 6、S III→北京方面发车基本进路 （1）举例站场信号平面布置（下行咽喉） （2）6502电气集中选择组控制逻辑分析 （3）道岔控制电路分析（S700K、ZYJ7，定位转反位）

一S700K型交流转辙机道岔启动电路 1 技术要求： 1)有车不能转—道岔区段有车占用时，该区段内的道岔不应转换。称为区 段锁闭。 2)锁闭不能转—进路在锁闭状态时，进路上的道岔不能转换。称为进路锁 闭。 3)要转转到底—道岔一经启动，就应转换到底，不受车辆进入影响，也不 受值班员的控制。 4)不转就断电—道岔若未能转换，则自动切断启动电路，防止故障消失后， 道岔自行转换。 5)遇阻向回转—道岔若转换过程中遇阻不能继续转换时，应保证在值班员 的操纵下，可以转换回原位。不致停在四开位置。 6)转完断电源—道岔转换完毕，自动断开启动电路电源。 2 对道岔进行操作有两种方式： 进路式操纵 单独操纵 3 道岔控制电路动作规律：(定位——反位） DBJ↑→1DQJ↑→2DQJ转极→电机转动→道岔尖轨密贴→1DQJ↓→FBJ↑→转换完毕 4 启动过程：

信号与系统答案 西北工业大学 段哲民 信号与系统1-3章答案

第一章 习 题 1-1 画出下列各信号的波形：(1) f 1(t)=(2-e -t )U(t); (2) f 2(t)=e -t cos10πt×[U(t -1)-U(t-2)]。 答案 （1）)(1t f 的波形如图1.1（a ）所示. (2) 因t π10cos 的周期 s T 2.0102== ππ ,故)(2t f 的波形如图题1.1(b)所示. 1-2 已知各信号的波形如图题1-2所示，试写出它们各自的函数式。 答案 )1()]1()([)(1-+--=t u t u t u t t f )]1()()[1()(2----=t u t u t t f )]3()2()[2()(3----=t u t u t t f 1-3 写出图题1-3所示各信号的函数表达式。

答案 2 002121 )2(21121)2(21 )(1≤≤≤≤-?????+-=+-+=+=t t t t t t t f )2()1()()(2--+=t u t u t u t f )] 2()2([2sin )(3--+-=t u t u t t f π )3(2)2(4)1(3)1(2)2()(4-+---++-+=t u t u t u t u t u t f 1-4 画出下列各信号的波形：(1) f 1(t)=U(t 2-1); (2) f 2(t)=(t-1)U(t 2-1); (3) f 3(t)=U(t 2-5t+6); (4)f 4(t)=U(sinπt)。 答案 (1) )1()1()(1--+-=t u t u t f ,其波形如图题1.4(a)所示.

交通信号控制系统方案

交通信号控制系统 1.1项目概述 对当地的简单介绍及交通状况的分析。 1.1.1系统概述 城市交通的管理与控制是智能交通系统的重要组成部分，城市交叉口的通行能力是决定道路通行的关键。交通信号控制系统对城市交叉口进行系统化协调控制，能缓解拥堵区域的交通压力，使交通流量在整个城市范围内的分配趋于合理，能够降低或消除对道路的瓶颈影响，提高道路的通行能力和服务水平。 交通信号控制系统的发展经历了点控、线控和面控3个阶段： （1）每个交叉口的交通控制信号只按照该交叉口的交通情况独立运行，不与其邻近交叉口的控制信号有任何联系的，称为单个交叉口交通控制，也称为单点信号控制，俗称“点控制”。 （2）把干道上若干连续交叉口的交通信号通过一定的方式联结起来，同时对各交叉口设计一种相互协调的配时方案，各交叉口的信号灯按此协调方案联合运行，使车辆通过这些交叉口时，不致经常遇上红灯，称为干道信号联动控制，也叫“绿波”信号控制，俗称“线控制”。 （3）以某个区域中所有信号控制交叉口作为协调控制的对象，称为区域交通信号控制系统，俗称“面控制”。 1.1.2设计目标 交通信号控制系统目标如下： （1）降低交通延误，降低停车次数，提高车速，降低机动车油耗，减少交通污染，改善城市环境； （2）科学控制交通流，最大限度利用现有道路，提高道路的通行能力； （3）使交通有序运动，从而改善交通秩序，有利于交通安全； （4）节省警力，降低交警的劳动强度。 1.1.3设计原则 根据我公司多年来在城市智能交通领域的建设经验，对公安、交通行业业务需求的深入理解，结合我国交通发展的现状，根据信号控制系统设计理论，在设

计过程中秉承以下原则： 1.1.3.1标准化原则 交通信号控制系统严格按照公安部颁布的标准GA47-2002《道路交通信号控制机》和GB/T20999-2007《交通信号控制机与上位机间的数据通信协议》规定的技术要求进行设计，所有数据格式与接口均符合国家标准，并在此基础上加以完善，以适应各地的交通状况。 1.1.3.2先进性原则 采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、高清化、网络化、模块化，使系统具有“国内领先，国际先进”的总体水平，能够适应交通控制未来发展的要求。 1.1.3.3实用性原则 系统提供清晰、简洁、友好的中文操作界面，操控简便灵活，易学易用，便于管理和维护，系统具有自动恢复功能，整个系统的操作简单、快捷、环节少，以保证不同的操作者都能熟练操作系统，具有高度友好的界面和使用性。 系统设计、选材、选型符合国家及行业的有关标准，与用户及其上级管理部门的有关规定要求相适应，与用户在经济能力方面实际情况相吻合。 1.1.3.4可靠性原则 交通信号控制系统选用集成度和稳定性高的设备，具有系统自诊断和维护管理功能、远程设备监控、数据备份等功能。室外设备具有耐高温、耐高湿、耐低温，防雷、防尘等特性，保证系统的正常可靠运行。 1.1.3.5安全性原则 交通信号控制系统具有防误操作特性，通过合理的硬件结构设计、有效的外场保护措施以及完善的内部管理机制有效避免系统遭到恶意攻击和数据被非法提取的现象出现，保障系统的信息安全。同时通过数据加密、备份、补录、恢复等措施，提高系统在传输链路故障时的数据完整性及安全性。 1.1.3.6经济性原则 交通信号控制系统的可靠性得到提升，因此系统的维护成本显著下降。采用技术先进的设备，通过最优化的系统集成，设备使用寿命长，系统经济性显著提高。

西北工业大学信号与系统真题

题号：827《信号与系统》 考试大纲 一、考试内容： 根据我校教学及该试题涵盖专业多的特点，对考试范围作以下要求： 1、信号与系统的基本概念：信号的变换与运算；线性时不变系统基本性质。 2、连续系统时域分析：系统模型和自然频率；系统零输入响应、冲激响应、阶跃响应求解；系统零状态响应的卷积积分求解；全响应的求解。 3、连续信号频域分析：付立叶变换及其性质与应用；常用信号付立叶变换；周期信号、抽样信号付立叶变换；抽样定理及其应用。 4、连续系统频域分析：频域系统函数H(jω)及其求法；系统频率特性；系统零状态响应的频域求解；理想低通滤波器及其特性；信号不失真传输条件。 5、连续系统复频域分析：拉氏变换及其基本性质；拉氏反变换求解；s域的电路模型和电路定理；线性时不变系统的复频域分析。 6、复频域系统函数H(s)：H(s)定义、分类、求法和零、极点图；系统模拟框图与信号流图；系统频率特性、正弦稳态响应求解以及系统稳定性判定；梅森公式及其应用。 7、离散信号与系统时域分析：离散信号时域变换、运算以及卷积求和；离散系统数学模型；线性时不变离散系统的性质、零输入响应、单位序列响应、阶跃响应、零状态响应的求解。 8、离散系统Z域分析：Z变换及其基本性质；Z反变换；系统Z域分析；系统函数H(z)及求法；H(z)零、极点图；离散系统模拟框图与信号流图；离散系统频率特性、正弦稳态响应求解以及稳定性判定；梅森公式及其应用。 9、系统状态变量分析：连续、离散系统状态方程与输出方程列写与求解；系统函数矩阵与单位冲激响应的求解；根据状态方程判断系统的稳定性；状态方程与输出方程的模拟与信号流图。 二、参考书目： [1] 段哲民等编，《信号与系统》，西北工业出版社，1997年 [2] 吴大正主编，《信号与线性系统分析》(第3版)，高等教育出版社，1998.10 [3] 范世贵等编《信号与系统常见题型解析及模拟题》(第2版)，西北工业出版社，2001.5 注：以上[1]、[2]和[3]各任选之一即可。

交通信号智能控制系统

1引言 1.1 本课题的意义 城市交通控制系统主要是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它已经成为现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。因此，如何利用先进的信息技术改造城市交通系统已成为城市交通管理者的共识[1]。 高效的交通灯智能控制系统是解决城市交通问题的关键。随着经济的快速发展，城市中的车辆逐渐增多，交通拥挤和堵塞现象日趋严重，引起交通事故频发、环境污染加剧等一系列问题。本设计采用单片机控制，实现交通信号灯的智能控制。系统根据东西和南北两个方向的车辆情况，自动进行定时控制和智能控制方式的切换，当某一方向没有车辆时，系统会自动切换使另一方向车辆通行。当两个方向都有车辆时，按照定时控制方式通行。本设计与普通的交通信号控制系统相比，其优点是可根据路口情况的不同，对交通灯进行差异化控制，从而达到使道路更为通畅的目的，最大限度的缓解交通拥挤情况[2]。 交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段。而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口，其通行能力是解决城市交通问题的关键，而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。随着计算机技术和自动控制技术的发展，以及交通流理论的不断发展完善，交通运输组织与优化理论、技术的不断提高，国内外逐步形成了一批高水平有实效的城市道路交通控制系统[3]。 1.2 国内外发展状况 交通信号控制系统是现代城市交通控制和疏导的主要手段。而作为城市交通基本组成部分的平面交叉路口，其通行能力是解决城市交通问题的关键，而交通信号灯又是交叉路口必不可少的交通控制手段。随着计算机技术和自动控制技术的发展，以及交通流理论的不断发展完善，交通运输组织与优化理论、技术的不断提高，国内外逐步形成了一批高水平有实效的城市道路交通控制系统[4]。 国外现状 1 澳大利亚SCAT系统

车站信号自动控制系统

车站信号自动控制系统 第一章信号机平面布置图 （一）列车信号机的设置 因为该站处在复线当中，因此设中间两股道为正线，命名下行线为IG、上行线为IIG，其他两个股道下行线为3G、上行线为4G。为提高作业能力又根据道岔方向及站场形状，IG、IIG、4G可单方向接发列车，3G可双方向接发列车。上、下行接车进路始端设高柱五显示进站信号机S、X防护；上行发车进路分别设出站信号机SⅡ、S4、S3防护。下行发车进路分别设出站信号机XI、X3防护，正线出站设高柱四显示出站兼调车信号机、侧线为矮柱四显示出站兼调车信号机。 （二）调车信号机的设置 为了由股道向咽喉区调车，在股道端处设置出站兼调车或调车信号机，如SII、S4、S3、XI、X3以及D5、D6、D8、D10。为了满足各股道间的转线作业，在道岔尖处设有调车信号机，如在1号道岔尖设有D1满足I、II、3、4道间转线作业的需要。同理在2号道岔尖前设D2信号机；D3是为了I、3道间转线作业需要；D4是为了II、4道间转线作业需要。3道中间的道岔12号道岔是电动道岔应设调车信号机对其进行防护如D12、D14、D16。 （三）轨道区段的划分 1．在电气集中车站上，凡设置信号机的地方都要用钢轨绝缘把信号机前方线路划 分不同的轨道区段； 2．股道两侧均设钢轨绝缘，以至于股道上留有车辆时不导致锁闭咽喉道岔； 3．尽头线入口处的调车信号机前方必须设一段轨道电路其长度不小于25米，以 便了解线路占用状态； 4．道岔区段轨道电路一般不应超过三组单动道岔或两组双动道岔； 5．1/3、2/4渡线绝缘是满足道岔定位时不影响平行进路的需要。 6．电动道岔岔根绝缘均为弯股切割保证电码化需要。 （四）股道有效长度

智能交通信号灯控制系统设计

智能交通信号灯控制系统设计

智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导

的计算机综合管理系统，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 1.1 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，

车站信号自动控制系统的设计说明

车站信号自动控制系统的设计目前，我国铁路车站信号自动控制系统普遍采用的是6502电气集中系统，该系统不仅高效、经济、可靠，更重要的是符合故障-安全原则。本次设计从6502电气集中的两大主要组成部分——选择组和执行组入手，对一个双向四股道车站的信号自动控制系统进行设计。其中包括对选择组的记录电路、选岔电路、开始继电器电路、辅助开始继电器电路和终端继电器电路等的设计；对执行组的信号检查继电器电路、区段检查继电器和股道检查继电器电路以及进路锁闭电路和表示灯电路等的设计。 第1章绪论 随着铁路运输的发展需要和科学技术的进步，保证行车安全的措施逐步从管理措施向技术措施过渡，直至发展成今天的自动控制系统。6502电气集中联锁设备作为实现控制车站围的道岔、进路和信号机，并实现它们之间的联锁，有着保证行车安全、缩短列车停站时间、提高铁路运输效率、改善行车人员的作业条件、提高车站通过能力等等优点，是一种高效、安全、经济的车站联锁设备。鉴于目前，我国80%左右的车站信号自动控制系统仍然采用的是6502电气集中控制系统，并且该系统以它的安全、可靠在铁路车站信号自动控制系统中，还将继续使用。即使今后推广微机联锁控制技术也仍将会持续发展电气集中。所以，熟悉和掌握6502电气集中控制系统的设计对我们这些即将从事车站信号工作的人员来说是必不可少的。 1.1 国外发展概况世界上第一个电气集中于1929年在美国出现。20世纪40年代各国开始使用，50年代日趋成熟并大量推广，60年代改进并完善，70年代进一步得到发展。电气集中电路，各国都趋于按进路构成，以按钮方式最为普遍。为便于设计和施工，多采用组合式电路。70年代以来，随着控制围的扩大，控制方式有所改进，逐步发展为控制和表示分开的方式，有些国家采用按键控制、屏幕显示。增加了控制距离，还采用了进路预办和自动排列进路的方式，增加了车次表示、动作记忆、故障报警、快速检测及定位等功能。此外，还以电气集中为基础发展车站作业综合自动化、枢纽或卫星站的行车集中控制系统、程序式列车运行控制装置、车站调车区排列进路的机车遥控系统、平面调车区的无线调车进路控制等新型车站联锁设备。从70年代末开始，不少国家先后研制成功计算机联锁。它用程序来完成全部联锁关系，采用软件冗余或硬件冗余方式，能满足故障-安全要求。它发挥了计算机快速、容量大的特点，简化了设备，在安全性、可靠性、经济性和多功能性方面远比继电器集中优越，而且设计、施工、维修也大为方便，是车站联锁设备的发展方向。1942年，我国在站首次安装了手柄式进路继电集中。1951年，站安装了按钮式大站电气集中。经过长期的实践，认为6502电气集中是最为成熟的定型电路，为方便使用和维修管理，逐步放弃了其他各种电路而不管大、中、小站都只发展6502电气集中。我国从1983年开始计算机联锁的研制工作，先在企业专用铁路上开通使用，取得经验后逐步在国家铁路上扩大试用。目前已有数百个站投入使用。计算机联锁取得的突破性进展，标志着我国铁路信号技术正向世界先进水平迈进。 1.2 本文的结构安排本文从如何设计车站信号平面布置图、联锁表以及组合排列图入手，然后分别就6502电气集中控制系统中选择组电路当中的记录电路、选岔电路、开始继电器电路、辅助开始继电器电路和终端继电器电路等的设计以及执行组电路当中的信号检查继电器电路、区段检查继电器和股道检查继电器电

基于流量大数据的智能交通信号控制系统分析

基于流量大数据的智能交通信号控制系统分析 摘要当前大数据时代的到来，各个行业的发展已经应用到先进的大数据技术，在当前交通领域内，也应用到先进的大数据技术，实现智能交通信号控制。同时由于车流量的不断增大，对于交通网络的管理提出更高的要求。本文将从基于大数据下的智能交通信号控制系统的建立方面进行分析，提出相应的措施。 关键词智能交通信号控制；大数据；车流量 当前随着信息技术的不断发展，基于物联网和传感器等的信息技术已经被广泛应用，大量的数据信息能够通过网络汇集在一个平台上，实现大数据的集合，针对大数据已经在多个领域中被广泛应用，也取得很大的成果。在当前的交通信息网络中，可以实现对图像的识别、视频搜索等，随着当前车流量的不断增大，对于智能交通系统管理提出更高的要求，智能交通系统問题也是当前研究的一个重要领域，传统的数据管理方法已经不能满足当前的发展需求，自动调度效率低下也是当前面临的重要问题，大数据相关技术的发展，为解决存在的数据量大提供相应的技术支持。 1 大数据智能交通信号控制架构 在当前城市交通快速发展的过程中，交通作为城市经济活动的命脉，对于城市经济发展和人们生活水平的提升起到重要的作用，但是城市道路的增长与车辆的增加是不相符合的，为了能够更好满足城市交通量的增长趋势，缓解城市交通拥挤状况，需要做好对车流量的有效控制，加强对基础交通设施的建设，实现智能化的管理和优化控制。其中的十字路口是组成城市道路网的基本单元，对其进行合理控制是维系城市交通系统的基础，城市的交通控制包括单交叉口的控制和双交叉口的控制。 大数据智能交通信号控制系统主要包括智能交通信号控制和大数据服务系统，该种系统中由交通信号控制机、智能交通服务平台和RFID无线设备组成。 ①交通信号控制机主要连接的是各个交叉口的交通信号灯组、叉口的无线设备和智能交通数据平台，可以实现对叉口交通信号的协调控制，实现对数据的采集。 ②RFID无线设备通过采集车流信息发送到交通信号控制器设备，主要包括的设备有标签的读取器和无线模块；③智能交通服务平台，交通服务平台主要是实现对交通信号控制机的管理和控制，对于现有的交通信号参数进行处理，还可以对历史的交通数据进行分析；④交通数据存储，能够存储采集到的交通历史数据，支持数据的自动化处理功能，为交通数据的挖掘分析提供相应的基础[1]。 2 交通信号控制的类型 城市交通信号控制的类型也是多种多样的，在进行控制的过程中，需要充分考虑到控制的方便性，按照控制的范围可以分为：①单点交叉口的交通控制也称为点控，该种控制方式是信号灯各自不相干的独立运行方式，一般适用于相邻路

《车站信号自动控制》练习册答案

练习一 一、填空题： 1、电气集中是实现（铁路现代化）和（自动化）的基础设备之一，因此要求它（必须更加安全可靠）。 2、（准许运行速度较高）的信号显示，应放在上位；能同时点灯的（两个灯中间）， 至少应（间隔一个灯的位置）。 3、轨道电路的（钢轨绝缘）目前是一个薄弱环节， 它在（车轮的冲击下）容易破损。 4、所谓单元控制台，就是用（各种标准单元块拼成）的控制台。 5、作为操纵部件，一律用（按钮）不用（手柄）。 以减少（单元块）的类型。 6、凡是能平行运行的进路，其间应设（钢轨绝缘把它们隔开）， 不应共用（一个轨道电路区段）。 7、组合的排列顺序是（固定的），不应（前后颠倒）。 8、Q 组合的安放位置必须（对应区段的关键部位）， 既利用（本区段排列任何进路）都必须（经过的地方）。 9、由于标准单元块的生产不受（具体控制台设计） 的限制，所以便于（工厂预制） 10、办理（引导信号）或（清扫、试验道岔）以及 （检修电动转辙机）时，需要对道岔进行单独操纵。

二、名词解释： 1、进路（P1） 2、车站联锁（P1） 3、电气集中(P1) 4、继电集中(P1) 5、单元控制台(P7) 6、进路按钮（P7） 7、轨道电路（P5） 8、闭路式轨道电路(P5) 9、直股切割(P6) 10、弯股切割（P6） 11、组合（P9） 三、回答下列问题： 1、电气集中的特点？（P2） 2、电气集中室内、设备组成及主要作用如何？(P2) 3、电气集中室外、设备组成及主要作用如何？(P2) 4、透镜式信号机机构玻璃的颜色配置如何？(P3) 5、轨道电路区段划分的原则如何？(P6) 6、表示灯用途如何？ (P8) 7、选用组合类型时应该注意什么？(P9) 8、写出6502电气集中所有组合名称。(P9) 9、使用单元控制台，并采用杆式单接点有什么好处？(P8) 10、按下列站场选用组合类型：

智能交通信号灯控制系统设计

智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 1.1 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，南北左右转，东西直行，与东西左右转四个主要状态，及黄灯过渡的辅助状态。主控制器采用89C51单片机。单片机的P0口和P2口分别用于控制南北和东西的通行灯。 本文的创新之处在于采用了双机容错技术，很大程度上增强了系统的可靠性。容错技术以冗余为实质，针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。但当无法查知运行系统最易出错的功能，或者系统对整体运行的可靠性要求很高时，双机容错技术则是不二选择。 双机容错从本质上讲，可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机，一台正常工作，一台备用待命。传统的双机容错的示意图如图1所示，中U1和U2单元的软硬件结构完全相同。如有必要，在设计各单元时，通过采用自诊断技术、软件陷阱或Watch dog等系统自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。其关键部位为检测转换（切换）电路。