轨道交通CBTC信号系统浅析

轨道交通CBTC信号系统浅析轨道交通CBTC信号系统浅析 ,南昌轨道交通集团有限公司运营分公司, 摘要, 随着计算机和通讯技术的飞速发展,自动控制技术也得以迅猛发展,广泛应用于城市,道交通行业。为提高城市轨道交通的运营效率,人们研发出一种基于无线通信的列车自动控制系统,即CBTC系统。本文通过介绍网新CBTC系统及泰雷兹CBTC系统的构架,并在两套系统的对比中,对网新CBTC系统及泰雷兹CBTC系统的异同点进行进一步阐述关键词, CBTC,闭塞,车地通信,自动控制 1.背景我国大多数普速铁路的闭塞方式是固定闭塞,而移动闭塞更多...

轨道交通CBTC信号系统浅析 ,南昌轨道交通集团有限公司运营分公司, 摘要, 随着计算机和通讯技术的飞速发展,自动控制技术也得以迅猛发展,广泛应用于城市,道交通行业。为提高城市轨道交通的运营效率,人们研发出一种基于无线通信的列车自动控制系统,即CBTC系统。本文通过介绍网新CBTC系统及泰雷兹CBTC系统的构架,并在两套系统的对比中,对网新CBTC系统及泰雷兹CBTC系统的异同点进行进一步阐述关键词, CBTC,闭塞,车地通信,自动控制 1.背景我国大多数普速铁路的闭塞方式是固定闭塞,而移动闭塞更多地应用于高铁、地铁和轻轨。随着通信技术的应用,采用开放空间无线方式是车地通信的发展方向。目前城市轨道交通中最常用的信号系统为两大类,准移动闭塞和移动闭塞信号系统。两者都是基于传统的电气集中联锁控制技术发展而成,区别在于后者在外部传输媒介上采用的是无线通信技术 CBTC系统得益于计算机技术和通信方式的发展,信号的概念已经改变,从被动反应到主动检测 ,从轨旁设备控制 1 到列车自我控制,车地通信具备了思考和对话的能力 2.概念信号系统的列控方式有两种,基于轨道电路的列车控制方式和基于无线通信的列车控制方式。前者是传统的信号系统,后者是基于前者衍生的CBTC系统。它们的区别在于传输媒介的不同,后者是无线传输 CBTC系统的定义,一个连续的列车自动控制系统,它利用高分辨率的列车位置确定方式,不依赖于轨道电路,高容量的车地双向数据通信,以及能够实现“故障―安全”功能的车载和轨旁处理器 3. CBTC系统构架基于CBTC移动闭塞的ATC系统,具备ATP防护、ATO驾驶和后备模式的点式ATP防护功能。它主要的子系统包括,区域控制器,MAU+PMI,、接口继电器、计轴ACE、ATS子系统、ATP子系统、ATO子系统、车载控制器以及连接各子系统的数据通信系统 ,DCS, 3.1 区域控制器,MAU+PMI, 区域控制器-MAU,是冗余校验的三取二配置,具备“故障―安全”的功能,每个联锁区域设一套MAU。它实现与所控区域内所有列车的安全信息交互,同时向所辖区域内每辆列车发布移动授权LMA,并实现对屏蔽门,PSD,的监督与控制 2 区域控制器-PMI,是冗余校验的2x2oo2配置,也具备“故障―安全”的功能,每个联锁区域设一套PMI。它实现与所控区域内除屏蔽门,PSD,外的所有联锁控制,并监督屏蔽门,PSD,状态 3.2接口继电器和计轴ACE 接口继电器用于区域控制器,MAU+PMI,与现场设备的接口,如,信号机、道岔、紧急停车按钮、屏蔽门等。计轴ACE用于检测区段的占用、出清和受扰 3.3 ATS子系统 ATS子系统主要实现对列车运行的监督和控制,辅助调度人员对全线列车进行管理,其功能包括,调度区段内列车运行情况的集中监视与控制,监测进路控制、列车间隔控制设备的工作,按行车计划自动控制道旁信号设备以接发列车,列车运行实迹的自动记录,时刻表自动生成、显示、修改和优化,运行数据统计及报表自动生成,设备运行状态监测,设备状态及调度员操作记录,运输计划管理等,还具有列车车次号自动传递等功能 ATS子系统包括控制中心设备和ATS车站、车辆段分机。控制中心ATS设备有中心计算机系统、工作站、显示屏、绘图仪、打印机、UPS等。每个控制站设一台ATS分机,用于采集车站设备的信息和传送控制命令,并实现车站进路自动控制功能。车辆段ATS分机用于采集车辆段内库线的列车 3 占用情况及进/出车辆段的列车信号机的状态。它采用的是“集中后备”的结构,其组成框图如图所示 3.4 ATP子系统 ATP子系统的功能是对列车运行进行超速防护,对与安全有关的设备实行监控,实现列车位置检测,保证列车间的安全间隔,保证列车在安全速度下运行,完成信号显示、故障报警、降级提示、列车参数和线路参数的输人,与ATS、ATO及车辆系统接口并进行信息交换 ATP子系统不断将从地面获得的前行列车位置信息、线路信息、前方目标点的距离和允许速度信息等通过轨道电路等传至车上,由车载设备计算得到当前所允许的速度,或由行车指挥中心计算出目标速度传至车上,由车载设备测得实际运行速度,依此来对列车速度实行监督,使之始终在安全速度下运行,以缩短列车运行间隔,保证行车安全采用轨道电路传送ATP信息时,ATP子系统由设于控制站的轨旁单元、设于线路上各轨道电路分界点的调谐单元和车载ATP设备组成,并包括与ATS、ATO、联锁设备的接口设备 3.5. ATO子系统 ATO子系统主要用实现“地对车控制”,即用地面信息实现对列车驱动、制动的控制,包括列车自动折返,根据控制中心的指令使列车按最佳工况正点、安全、平稳地运行,自 4 动完成对列车的启动、牵引、惰行和制动,传送车门和屏蔽门同步开关信号使用ATO后,可使列车经常处于最佳运行状态,避免了不必要的、过于剧烈的加速和减速,因此明显提高了乘客的舒适度,提高了列车正点率并减少了能量消耗和轮轨磨损 ATO子系统包括车载ATO单元和地面设备两部分。地面设备有站台电缆环路、车地通信设备,TWC,以及与ATP,联锁系统的接口设备 3.6 车载控制器车载控制器是冗余校验的三取二配置,具备“故障―安全”的功能,每辆车设一套车载控制器。它实现与轨旁设备的安全信息通信,根据移动授权实现安全距离计算、车门控制等功能 3.7 数据通信系统DCS DCS采用独立双网的架构,两张网络完全独立且配置基本相同。车地通信使用无线空间波,采用802.11g 协议 ,使用UDP/IP作为设备之间的通信协议。控制中心至车站的骨干网是一个完全冗余的通道,车站至每个轨旁无线单元的信息通过两个不同的路径传送,轨旁无线单元的配置遵循完全冗余的无线覆盖原则。所有数据同时在双网中传输,保证了系统的可靠性和可用性,单网络故障时无需切换时间 4.系统维修 5 系统维修分为三级,计轴设备的特点主要提现在以下两个方面, ,1,一级维修,现场轨旁设备的故障修复,部件的更换、维修和测试, ,2,二级维修,提供一个环境仿真器用以检测并隔离故障板 ,3,三级维修,采用通用测试设备和特定诊断软件来维修和恢复LLRU,元器件级, 5.结语城市轨道交通是现代化都市的重要基础设施,它安全、迅速、舒适、便利地在城市范围内运送乘客。城市轨道交通系统的安全、速度、输送能力和效率,这都与信号系统密切相关,基于无线通信的CBTC信号系统已成为城市轨道交通信号系统的共同选择。 6

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