铁路或城市轨道交通信号系统在很长时间是用轨道电路作为媒体来传输列车信息，形成列车运行控制系统，即基于轨道电路的列车控制系统 （Track circuit Based Train Control，简称TBTC）。轨道电路的优点在于，它能比较完善地检查列车完整性，从而为有效地保证行车安全、提高行车效率发挥了巨大的作用，基于轨道电路的列车控制系统是信号系统的基础和特征。然而随着铁路运输发展尤其是城市轨道交通高密度、高可靠性要求，TBTC缺点也逐步体现出来，而CBTC更能满足城市轨道交通信号控制的需求。20世纪60年代起，世界各国相继涌现出了大批的新型列车运行控制系统及相关理论。60年代初国内著名的铁路信号专家汪希时教授提出 “无线自动闭塞系统”（后称为 “移动自动闭塞系统”），其中创建性地指出利用无线传递车、地间双向大容量信息的可能。

1999年9月，IEEE为CBTC制订了第一个标准，将CBTC定义为 “不依赖于轨道电路的高精度的列车定位、双向连续、大容量的车-地数据通信以及车载、地面的安全功能处理器实现的一种连续自动列车控制系统”。定义中指出CBTC中的通信必须是连续的，这样才能实现列车自动控制。利用查询应答器和环线装置只能实现车、地信息的点式不连续传送，因此按照该定义，该类应用的系统不能称为严格意义上的CBTC（这并不意味着查询应答器和环线装置不能用或不重要，在利用无线的CBTC中仍然需要查询应答器或环线装置提供点式信息，以校正定位信息、列车进、出站标识等），利用轨间电缆、漏泄电缆和空间无线都可以实现车、地双向信息的连续传输，满足CBTC定义的要求。CBTC系统通过无线通信确定列车的位置且控制列车运行。车载控制器通过检测轨旁的应答器，寻找它们在数据库中的位置以及测量列车在两个应答器间的运行距离，来确定列车的距离，车载控制器通过双向无线通信向轨旁CBTC系统报告列车位置。

移动自动闭塞一般由列车自动防护系统车载设备通过精确测定列车前部位置，实时传送到地面控制中心，在由地面控制中心根据车长确定列车尾部的精确位置，在此基础上附加一定的安全距离确定出后车追踪运行的目标点，以此目标点计算出后行列车的运行控制命令，通过通信系统实时发送给后行列车，由车载设备实时控制列车，以确保列车运行安全。因此，列车的精确定位和高可靠大容量双向的实时通信是实现移动自动闭塞关键技术。

目前移动闭塞主要有基于感应环线通信的移动闭塞制式CBTC系统，或基于无线（Radio）通信虚拟闭塞制式CBTC系统，下面将以一些系统做简要介绍。

1.基于感应环线通信的移动闭塞CBTC系统

阿尔卡特公司的研发的SELTRAC系统采用轨道感应环线实现移动闭塞，可以实现无人驾驶（全自动）、全自动车辆段（列车无人自动投入/退出运营）双向运行且反向运行可达到与正向运营相同的列车运行间隔，适合混合运输（不同性能车辆混跑）。

2.基于无线通信闭塞式CBTC系统

如图11-23所示，调度控制中心 （Dispatch Control Center，简称DCC）控制多个车站控制中心 （Station Control Center，简称SCC），实现相邻SCC之间的控制交接。SCC通过管辖范围内的多个基站 （Base Station，简称BS）与覆盖范围内的车载设备（On Board Equipment，简称OBE）实时双向联系。列车在区段内运行时，通过定位技术、查询应答器或里程计装置实现列车位置和速度的测定，OBE利用无线通过基站BS将列车位置、速度信息发送给SCC，SCC通过BS周期地将目标位置、速度及线路参数等信息发送给后行列车。OBE收到信息后，根据前车运行状态 （位置、速度、工况）、线路参数 （弯道、坡度等）、本车运行状态、列车参数 （列车长度、牵引重量、制动性能等），采用车上计算、地面 （SCC）计算或是车上、地面同时计算，并根据铁路信号故障-安全原则，比较、选择的方式，预期列车在一个信息周期末的状态能否满足列车追踪间隔的要求，从而确定合理的驾驶策略，实现列车在区段内高速、平稳地以最优间隔追踪运行。

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图11-23　CBTC系统原理图

通用电气公司研制的产品车地通信采用2.4GHz扩频无线网络提供轨旁ATP/ATO控制器、车站计算机控制中心与车载ATP/ATO控制器之间的数据链路，在每一ATP/ATO控制器的两边或车站计算机，两个无线电台通过数据通信与车站计算机物理连接，轨旁电台之间没有实质性的互联。到达和来自车站计算机的列车轨旁信息在无线网络数据总线上下传输（见图11-24）。

图11-24　基于CBTC的系统结构图

系统中列车定位和列车长度是采用无线通信系统进行列车的测距定位。无线定位的核心是到达定位时间（TOA）的测量，TOA测量实际上从信息接受端到时隙端的测量，在无线网络中在电台时间正好同步时，TOA与距离延迟成正比。

阿尔斯通研制的城市轨道交通控制系统中，车-地通信采用的漏泄波导技术很有特色。漏泄波导是一个约5cm×10cm长型铝合金导电空心管。微波（2.4～2.4835GHz）波导系统是一个带宽为83.5MHz集数据、声音及图像为一体的传输系统，它用于车底间双向信息传输及列车测速定位。其定位原理基本类似，也有粗略定位，并通过点式信标精确定位。

CBTC技术的优势已为人们所了解，但存在的问题也需要考虑，诸如不同供货商系统的兼容性，这对建设方和运营商都造成极大的挑战，这需要解决不同供货商设备的互通互连，同时要防止使用一家设备受到牵制。