軌道交通CBTC信號系統(tǒng)淺析.doc

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1、軌道交通CBTC信號系統(tǒng)淺析（南昌軌道交通集團有限公司運營分公司）摘要：隨著計算機和通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，自動控制技術(shù)也得以迅猛發(fā)展，廣泛應(yīng)用于城市□道交通行業(yè)。為提高城市軌道交通的運營效率，人們研發(fā)岀一種基于無線通信的列車自動控制系統(tǒng),即CBTC系統(tǒng)。本文通過介紹網(wǎng)新CBTC系統(tǒng)及泰雷茲CBTC系統(tǒng)的構(gòu)架，并在兩套系統(tǒng)的對比中対網(wǎng)新CBTC系統(tǒng)及泰雷茲CBTC系統(tǒng)的異同點進行進一步闡述。關(guān)鍵詞：CBTC；閉塞；車地通信；自動控制4.背景我國大多數(shù)普速鐵路的閉塞方式是固定閉塞，而移動閉塞更多地應(yīng)用于高鐵、地

2、鐵和輕軌。隨著通信技術(shù)的應(yīng)用，采用開放空間無線方式是車地通信的發(fā)展方向。目前城市軌道交通中最常用的信號系統(tǒng)為兩大類：準(zhǔn)移動閉塞和移動閉塞信號系統(tǒng)。兩者都是基于傳統(tǒng)的電氣集中聯(lián)鎖控制技術(shù)發(fā)展而成，區(qū)別在于后者在外部傳輸媒介上采用的是無線通信技術(shù)。CBTC系統(tǒng)得益于計算機技術(shù)和通信方式的發(fā)展，信號的概念已經(jīng)改變：從被動反應(yīng)到主動檢測，從軌旁設(shè)備控制到列車自我控制，車地通信具備了思考和對話的能力。2曲u厶信號系統(tǒng)的列控方式有兩種：基于軌道電路的列車控制方式和基于無線通信的列車控制方式。前者是傳統(tǒng)的信號系統(tǒng)，后者

3、是基于前者衍生的CBTC系統(tǒng)。它們的區(qū)別在于傳輸媒介的不同，后者是無線傳輸。CBTC系統(tǒng)的定義：一個連續(xù)的列車自動控制系統(tǒng)，它利用高分辨率的列車位置確定方式，不依賴于軌道電路；高容量的車地雙向數(shù)據(jù)通信；以及能夠?qū)崿F(xiàn)“故障-安全”功能的車載和軌旁處理器。3.CBTC系統(tǒng)構(gòu)架基于CBTC移動閉塞的ATC系統(tǒng)，具備ATP防護、ATO駕駛和后備模式的點式ATP防護功能。它主要的子系統(tǒng)包括：區(qū)域控制器（MAU+PMIX接口繼電器、計軸ACE、ATS子系統(tǒng)、ATP子系統(tǒng)、ATO子系統(tǒng)、車載控制器以及連接各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)

4、通信系統(tǒng)（DCSL3.1區(qū)域控制器（MAU+PMI）!1!區(qū)域控制器?MAU,是冗余校驗的三取二配置，具備“故障-安全”的功能，每個聯(lián)鎖區(qū)域設(shè)一套MAU。它實現(xiàn)與所控區(qū)域內(nèi)所有列車的安全信息交互，同時向所轄區(qū)域內(nèi)每輛列車發(fā)布移動授權(quán)LMA,并實現(xiàn)對屏蔽門（PSD）的監(jiān)督與控制。區(qū)域控制器?PMI，是冗余校驗的2x2oo2配置，也具備“故障-安全”的功能，每個聯(lián)鎖區(qū)域設(shè)一套PMIo它實現(xiàn)與所控區(qū)域內(nèi)除屏蔽門（PSD）外的所有聯(lián)鎖控制，并監(jiān)督屏蔽門（PSD）狀態(tài)。3.2接口繼電器和計軸ACE接口繼電器用于區(qū)域

5、控制器（MAU+PMI）與現(xiàn)場設(shè)備的接口，如：信號機、道岔、緊急停車按鈕、屏蔽門等。計軸ACE用于檢測區(qū)段的占用、出清和受擾。3.3ATS子系統(tǒng)ATS子系統(tǒng)主要實現(xiàn)對列車運行的監(jiān)督和控制，輔助調(diào)度人員對全線列車進行管理，其功能包括：調(diào)度區(qū)段內(nèi)列車運行情況的集中監(jiān)視與控制，監(jiān)測進路控制、列車間隔控制設(shè)備的工作，按行車計劃自動控制道旁信號設(shè)備以接發(fā)列車,列車運行實跡的自動記錄，時刻表自動生成、顯示、修改和優(yōu)化，運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及報表自動生成，設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測，設(shè)備狀態(tài)及調(diào)度員操作記錄，運輸計劃管理等，還具有列車車

6、次號自動傳遞等功能。ATS子系統(tǒng)包括控制中心設(shè)備和ATS車站、車輛段分機?？刂浦行腁TS設(shè)備有中心計算機系統(tǒng)、工作站、顯示屏、繪圖儀、打印機、UPS等。每個控制站設(shè)一臺ATS分機，用于采集車站設(shè)備的信息和傳送控制命令，并實現(xiàn)車站進路自動控制功能。車輛段ATS分機用于采集車輛段內(nèi)庫線的列車占用情況及進/出車輛段的列車信號機的狀態(tài)。它采用的是'集中后備”的結(jié)構(gòu)，其組成框圖如圖所示。3.4ATP子系統(tǒng)ATP子系統(tǒng)的功能是對列車運行進行超速防護，對與安全有關(guān)的設(shè)備實行監(jiān)控，實現(xiàn)列車位置檢測，保證列車間的安全間隔，

7、保證列車在安全速度下運行，完成信號顯示、故障報警、降級提示、列車參數(shù)和線路參數(shù)的輸人，與ATS、ATO及車輛系統(tǒng)接口并進行信息交換。ATP子系統(tǒng)不斷將從地面獲得的前行列車位置信息、線路信息、前方目標(biāo)點的距離和允許速度信息等通過軌道電路等傳至車上，由車載設(shè)備計算得到當(dāng)前所允許的速度，或由行車指揮中心計算出目標(biāo)速度傳至車上，由車載設(shè)備測得實際運行速度，依此來對列車速度實行監(jiān)督，使之始終在安全速度下運行，以縮短列車運行間隔，保證行車安全。采用軌道電路傳送ATP信息時，ATP子系統(tǒng)由設(shè)于控制站的軌旁單元、設(shè)于線路

8、上各軌道電路分界點的調(diào)諧單元和車載ATP設(shè)備組成，并包括與ATS、ATO、聯(lián)鎖設(shè)備的接口設(shè)備。3.5.ATO子系統(tǒng)ATO子系統(tǒng)主要用實現(xiàn)“地對車控制”，即用地面信息實現(xiàn)對列車驅(qū)動、制動的控制，包括列車自動折返，根據(jù)控制中心的指令使列車按最佳工況正點、安全、平穩(wěn)地運行，自動完成對列車的啟動、牽引、惰行和制動，傳送車門和屏蔽門同步開關(guān)信號。使用ATO后，可使列車經(jīng)常處于最佳運行狀態(tài)，避免了不必要的、過于劇烈的加速和減速，因此明顯提