轨道交通信号系统(SCT)性能检测技术规范

一、检测项目分类及技术要点

1.1 子系统功能性能检测

ATP系统检测要点：

• 列车超速防护触发阈值验证：检测紧急制动介入速度偏差值（设定速度±2km/h）

• 目标距离连续速度曲线计算精度：验证速度曲线与实际线路条件匹配度，误差≤±1%

• 轨道占用/空闲状态检测：分路灵敏度测试（0.15Ω标准分路电阻），响应时间≤0.5s

• 无线闭塞中心(RBC)交接区切换连续性：切换时间≤200ms，通信中断时间≤1.5s

ATO系统检测要点：

• 定点停车精度：±0.3m范围内停车成功率≥99.5%

• 运行图兑现率：实际运行与计划运行图偏差≤±5s

• 节能优化控制效率：对比人工驾驶模式节能率≥15%

• 惰行控制精准度：速度波动范围±2km/h

ATS系统检测要点：

• 列车追踪间隔显示精度：位置刷新周期≤1s

• 进路自动排列响应时间：从命令发出到进路建立完成≤2s

• 运行图自动调整响应：晚点列车自动调整响应时间≤3s

• 历史数据回放完整性：数据存储周期≥30天，采样周期≤1s

CI系统检测要点：

• 道岔动作时间：电动转辙机动作时间≤6s（含表示确认）

• 进路解锁时间：进路解锁命令发出到道岔可操作≤3s

• 敌对进路锁闭可靠性：联锁表符合率100%

• 信号机灯光转换时间：主备灯丝切换时间≤0.1s

1.2 系统接口性能检测

车地通信接口：

• 无线通信切换时延：AP间切换时延≤100ms

• 数据传输误码率：≤10⁻⁶（在列车最高运行速度下）

• 通信中断概率：双网冗余条件下单点故障不中断

内部子系统接口：

• ATP-ATO接口响应时间：控制指令传输延迟≤50ms

• CI-ATS状态同步时间：状态变化到ATS显示更新时间≤1s

• RBC相邻区域交接时间：跨RBC移交全过程≤300ms

1.3 系统综合性能检测

列车追踪间隔验证：

• 移动闭塞条件下追踪间隔：满足设计间隔时间±2s

• 紧急制动触发后安全防护距离：符合制动模型计算值

系统容量压力测试：

• 最大同时控制列车数量：达到设计容量120%时系统响应时间≤设计值1.5倍

• 数据吞吐量峰值处理能力：峰值流量下CPU负载≤70%

可用性指标：

• 系统可用度：≥99.98%（年累计故障时间≤105分钟）

• 平均无故障时间(MTBF)：≥5000小时

• 平均修复时间(MTTR)：≤30分钟

二、各行业检测范围具体要求

2.1 地铁/轻轨系统检测范围

正线区段：

• 全线ATP速度曲线验证：每公里至少3个测试点

• ATO自动驾驶区间：覆盖全部运营区段，早晚高峰各测试不少于5个完整交路

• ATS自动调整功能：模拟列车晚点30s、60s、120s三种场景

• 最小运行间隔验证：按设计间隔90%、100%、110%三档测试

车辆段/停车场：

• 调车保护区设置功能验证：所有调车进路100%测试

• 洗车模式自动控制：各车型至少测试3次完整流程

• 出入段线能力验证：连续测试高峰小时通过能力

折返区域：

• 自动折返功能：连续折返50次成功率100%

• 折返能力验证：按设计能力110%测试（连续折返30次）

2.2 市域快轨检测范围

高速运行区段：

• 120km/h以上速度等级ATP防护测试：每个速度等级测试不少于10次

• 长大区间通信覆盖：隧道、地面、高架全场景测试

• 大站快车越行功能：越行场景全覆盖测试

越行站：

• 快车通过、慢车待避联锁关系验证：所有越行站逐一验证

• 临时停车线能力验证：按设计能力100%测试

2.3 有轨电车检测范围

混合路权区段：

• 平交路口信号优先功能：每个路口白天夜间各测试20次

• 司机目视驾驶辅助功能：全线所有限速点验证

• 轨道占用检测可靠性：所有道岔区段测试

地面供电区段：

• 分段供电切换连续性：所有切换点测试3次

• 地面供电系统与车载系统匹配性：全线贯通测试

2.4 磁浮线路检测范围

高速磁浮（>400km/h）：

• 长定子同步直线电机牵引性能：0-最高速全过程测试

• 悬浮间隙控制精度：直线段、曲线段、道岔区分别测试

• 分区运行交接：所有分区边界测试，最高速度下测试

中低速磁浮：

• 悬浮控制系统冗余切换：单点故障时切换时间≤100ms

• 轨道不平顺适应性：不同线路条件下悬浮稳定性

2.5 全自动运行系统(UTO)检测范围

无人驾驶区段：

• 障碍物检测功能：全线覆盖，测试物尺寸50mm×50mm×50mm以上

• 乘客紧急对讲响应：控制中心响应时间≤10s

• 车门-屏蔽门联动可靠性：连续开关门10000次测试

• 远程休眠/唤醒功能：全部列车验证，成功率100%

自动洗车区域：

• 全自动洗车流程：各车型测试5次完整流程

• 洗车线自动进出功能：连续测试20次成功率100%

三、检测仪器原理和应用

3.1 轨旁检测仪器

激光轨廓检测仪

• 工作原理：激光三角测量法，通过线激光扫描钢轨断面，CMOS传感器接收反射光，计算钢轨廓形三维坐标

• 技术参数：扫描频率≥100Hz，测量精度±0.3mm，纵向分辨率≤1mm

• 应用范围：道岔区钢轨磨耗检测、轨距变化测量、轨道几何参数复核

• 检测场景：精调道岔几何尺寸前测量、轮轨匹配验证、轨距超限排查

应答器信号分析仪

• 工作原理：接收应答器上行链路信号，解调FSK调制信号，分析报文内容和信号强度

• 技术参数：载频27.095MHz，频偏±282kHz，接收灵敏度≤-60dBm，报文解析完整率100%

• 应用范围：应答器安装质量验证、接口"B"信号强度测量、报文一致性检查

• 检测场景：新线应答器安装验收、既有线应答器更换后验证、干扰源排查

轨道电路参数测试仪

• 工作原理：注入测试电流，测量电压/电流相位差计算阻抗，频谱分析识别干扰频率

• 技术参数：频率范围25-3000Hz，电压测量范围0-100V，电流0-50A，相位精度±0.5°

• 应用范围：轨道电路调整状态验证、分路灵敏度测试、绝缘节性能检测

• 检测场景：轨道电路调整后验收、雨季前绝缘性能普查、牵引回流干扰排查

无线场强测试仪

• 工作原理：实时频谱扫描，记录场强强度、信噪比、同邻频干扰

• 技术参数：频率范围70MHz-6GHz，测量范围-110dBm至+20dBm，精度±1.5dB

• 应用范围：无线通信覆盖盲区检测、AP切换区域优化、干扰源定位

• 检测场景：全线无线网络优化、隧道口信号切换区调整、新增设备电磁兼容评估

3.2 车载检测仪器

列车动力学检测仪

• 工作原理：惯性测量单元IMU+GPS组合导航，采集三向加速度、角速度，经积分算法计算车体姿态

• 技术参数：加速度量程±10g，分辨率0.1mg，采样率≥200Hz，姿态角精度0.1°

• 应用范围：列车运行平稳性评价、曲线超高检测、轨道不平顺识别

• 检测场景：新车上线前动力学性能验证、线路晃车区段排查、舒适度指标Wz测量

ATP/ATO车载功能测试仪

• 工作原理：模拟轨旁ATP/BTM/STM信号，实时采集车载设备响应，记录关键控制指令

• 技术参数：信号模拟精度±0.5%，时间戳精度1ms，同时模拟通道数≥8路

• 应用范围：ATP超防护曲线验证、ATO控车精度测试、司机台显示一致性检查

• 检测场景：车载设备软件升级后回归测试、故障排查时信号注入诊断、年检功能验证

牵引/制动性能测试仪

• 工作原理：GPS测速+轮轴脉冲计数，同步采集牵引/制动指令、电流、压力

• 技术参数：速度测量范围0-200km/h，加速度精度0.01m/s²，数据同步精度10ms

• 应用范围：ATO控车舒适度优化、紧急制动距离验证、牵引切断响应时间测量

• 检测场景：ATO自动驾驶曲线校准、雨天低粘着制动性能评估、车辆大修后性能验收

受流质量检测仪

• 工作原理：接触式/非接触式传感器检测弓网接触力、离线火花、硬点冲击

• 技术参数：接触力测量范围0-500N，精度±2%，离线时间分辨率0.1ms

• 应用范围：弓网受流质量评价、硬点识别、离线火花计数

• 检测场景：新线冷滑/热滑试验、高速运行区段弓网匹配验证、接触网导高调整后检测

3.3 室内系统检测仪器

信号系统仿真测试平台

• 工作原理：虚拟仿真技术，构建全线路数字孪生环境，接入真实信号设备进行半实物仿真

• 技术参数：仿真列车数量≥200列，加速比1:1-1:10可调，故障注入类型≥500种

• 应用范围：系统容量压力测试、故障场景模拟验证、软件升级前回归测试

• 检测场景：新线开通前系统联调、CBTC系统升级验证、特殊运行图可行性分析

协议分析仪

• 工作原理：监听系统内部通信总线，解析协议栈，统计报文流量、响应时间、错误重传

• 技术参数：端口镜像速度≥1Gbps，时间戳分辨率≤0.1ms，协议解析深度OSI七层

• 应用范围：系统接口响应时间测量、通信协议一致性验证、网络瓶颈定位

• 检测场景：ATS-CI接口延迟分析、ATP-RBC通信中断排查、系统间数据同步延迟测量

电源质量分析仪

• 工作原理：连续采样电压电流波形，计算谐波畸变率、电压暂降、瞬态脉冲

• 技术参数：采样率≥10kHz，测量精度0.5%，谐波分析至50次

• 应用范围：信号系统电源质量评估、UPS切换时间测量、接地性能检测

• 检测场景：设备机房电源引入验收、雷雨季节前后电源防护检查、谐波干扰故障排查

时钟同步测试仪

• 工作原理：接收GPS/北斗卫星信号，对比系统内NTP/PTP时钟偏差

• 技术参数：时间基准源精度±100ns，测量分辨率1μs，同时监测设备数≥50台

• 应用范围：系统时钟同步精度验证、时间戳一致性检查、事件顺序记录SOE精度校准

• 检测场景：全线信号系统时钟同步验收、故障分析时事件时间轴校准、跨系统联动延迟分析

3.4 综合检测平台

轨道综合检测车

• 工作原理：集成激光、惯导、摄像、电涡流多种传感器，高速动态采集轨道几何、限界、通信、信号参数

• 技术参数：检测速度0-160km/h，数据同步精度±1mm，连续检测距离≥200km

• 应用范围：轨道几何参数动态检测、信号系统场强覆盖测量、接触网几何检测

• 检测场景：新线开通前动态验收、运营期月度综合检测、大修前后线路状态对比

信号系统综合测试平台

• 工作原理：集成轨旁模拟、车载仿真、故障注入、性能分析功能模块

• 技术参数：IO接口适配CBTC/CTCS/城市轨道交通主流制式，测试用例库≥2000个

• 应用范围：信号系统出厂验收、现场综合联调、运营中系统性能抽检

• 检测场景：新线信号系统开通前验收、信号系统制式转换过渡测试、年度系统性能评估

检测周期与标准：

• 新线开通前：全项目100%检测，连续稳定运行72小时无故障

• 年度检测：核心指标检测覆盖率≥80%，关键设备抽检率≥30%

• 月度检测：重点检测ATP/ATO控车精度、车地通信质量、道岔动作时间

• 专项检测：软件升级后回归测试、故障复现排查、特殊运行图适应性测试