城市軌道交通CBTC系統(tǒng)互聯(lián)互通的設(shè)計與思考

針對城市軌道交通大量開展的互聯(lián)互通cbtc系統(tǒng)的方案研究,文章在分析其關(guān)鍵組成和技術(shù)要求的基礎(chǔ)之上,開展了對互聯(lián)互通cbtc系統(tǒng)驗證平臺的研究工作,以實驗室驗證平臺和試驗線現(xiàn)場驗證平臺為主要載體,綜合了仿真模型和實物驗證的功能,為下一步的互聯(lián)互通示范工程建設(shè)提供參考和借鑒。

近年來,我國城市軌道交通飛速發(fā)展,部分城市著眼于遠(yuǎn)期規(guī)劃,提出了cbtc(基于通信的列車控制)信號系統(tǒng)互聯(lián)互通的建設(shè)需求.從互聯(lián)互通信號系統(tǒng)的技術(shù)實施方案和運營組織管理兩個方面,分析了信號系統(tǒng)實施互聯(lián)互通的技術(shù)要點.并對互聯(lián)互通線路電子地圖標(biāo)準(zhǔn)化定制方案、客運服務(wù)組織和維護(hù)管理策略給出了具體化建議.

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的快速發(fā)展,使異構(gòu)cbtc系統(tǒng)之間互連互通成為首要發(fā)展需求。為促進(jìn)我國cbtc系統(tǒng)互聯(lián)互通的發(fā)展,通過闡述cbtc系統(tǒng)互聯(lián)互通運營原理,分析實現(xiàn)cbtc系統(tǒng)互聯(lián)互通需要解決的關(guān)鍵問題,研究搭建城市軌道交通cbtc系統(tǒng)互聯(lián)互通運營測試平臺。在分析測試平臺功能定位和設(shè)計框架基礎(chǔ)上,對組網(wǎng)原理、分層管理方式、控制功能及對外接口進(jìn)行研究。依托測試平臺在重慶cbtc系統(tǒng)互聯(lián)互通項目中的運用,驗證所構(gòu)建的城市軌道交通cbtc系統(tǒng)互聯(lián)互通運營測試平臺的可靠性和完備性,為實現(xiàn)不同線路上列車跨線運營提供保障。

為了彌補(bǔ)城市軌道交通cbtc互聯(lián)互通系統(tǒng)無法跨zc區(qū)域處理臨時限速的缺陷,在現(xiàn)有cbtc互聯(lián)互通系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,研究設(shè)計一種加入數(shù)據(jù)存儲單元(dsu)系統(tǒng)的新結(jié)構(gòu),分析各子系統(tǒng)與dsu系統(tǒng)之間新增接口的作用及各子系統(tǒng)間的交互關(guān)系,研究dsu系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)和功能需求,采用模塊劃分方法將其劃分為臨時限速模塊、線路數(shù)據(jù)庫模塊和系統(tǒng)維護(hù)模塊,結(jié)合實際需求定制各模塊實現(xiàn)的功能,以實現(xiàn)列車無需整備即可跨線運行的需求,提升互聯(lián)互通運營效率。dsu系統(tǒng)的應(yīng)用可以為城市軌道交通cbtc互聯(lián)互通系統(tǒng)列車跨線運行提供快速、便捷的線路數(shù)據(jù)庫下載途徑,較大程度提升列車運行效率。

鑒于目前城市軌道交通中存在的問題,結(jié)合國外城市軌道交通的發(fā)展經(jīng)驗,大力支持和推廣基于網(wǎng)絡(luò)化運營的cbtc(基于通信的列車控制)互聯(lián)互通技術(shù)變得尤為重要和迫切。攻克cbtc互聯(lián)互通的關(guān)鍵技術(shù)難題,提出中國城市軌道交通的cbtc互聯(lián)互通規(guī)范,對城市軌道交通行業(yè)具有重大意義。以重慶軌道交通互聯(lián)互通國家示范工程項目為例,闡述cbtc互聯(lián)互通示范工程的實現(xiàn)方式、任務(wù)和目標(biāo)、線路和工程條件、技術(shù)路線及重要里程碑成果。總結(jié)cbtc互聯(lián)互通國家示范工程已取得的成果,對城市軌道交通cbtc互聯(lián)互通及未來發(fā)展趨勢提出了建議。

結(jié)合城市軌道交通的應(yīng)用需求,著重介紹現(xiàn)階段tetra系統(tǒng)網(wǎng)間互聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)及其實現(xiàn)方式。探討網(wǎng)間互聯(lián)尚未實現(xiàn)情況下,部分互聯(lián)系統(tǒng)功能的變通實現(xiàn)方法。

隨著城市軌道交通的迅速發(fā)展,成為居民出行的重要工具.城市軌道交通系統(tǒng)能夠安全快捷的輸送乘客,他的這種能力與信號系統(tǒng)關(guān)系密切,城市軌道交通信號系統(tǒng)主要的基礎(chǔ)是速度控制,本文主要探究的是在城市軌道交通中基于通信的列車運行控制系統(tǒng)（ctbc）,在這個系統(tǒng)上進(jìn)行城市軌道交通信號施工的要點以及防護(hù)的具體措施.

為了補(bǔ)充cbtc應(yīng)用在城市軌道交通的發(fā)展中的演化特點的研究,結(jié)合中國的可持續(xù)發(fā)展背景,采用文獻(xiàn)研究法研究城市軌道交通的研究趨勢,并進(jìn)一步了解基于通信的列車控制(communicationbasedtraincontrol,簡稱cbtc)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展與演化,采用內(nèi)容分析法對cbtc技術(shù)應(yīng)用演化進(jìn)行了分析研究。

近年來,基于通信的列車運行控制系統(tǒng)(cbtc)以其顯著優(yōu)勢,逐漸成為城市軌道交通信號系統(tǒng)的首選方案。傳統(tǒng)的聯(lián)鎖技術(shù)為了支撐cbtc控制列車運行的高效、安全性,引入了一個新的功能——保護(hù)進(jìn)路功能。結(jié)合北京地鐵8號線升級工程對cbtc系統(tǒng)中的保護(hù)進(jìn)路引入的原因,保護(hù)進(jìn)路的設(shè)置原則,以及保護(hù)進(jìn)路的辦理方式、檢查條件、解鎖方法等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

基于無線通信的列車自動控制(cbtc)系統(tǒng),已在城市軌道交通信號系統(tǒng)中廣泛采用,這對信號系統(tǒng)產(chǎn)生了"革命性"的變化,為廢除傳統(tǒng)軌道電路和地面信號,縮短行車間隔,實現(xiàn)列車自動運行奠定了基礎(chǔ)。文章主要分析城市軌道交通cbtc系統(tǒng)車載信號的應(yīng)用。

總結(jié)了城市軌道交通既有cbtc(基于無線通信的列車控制)系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)特點,分析了當(dāng)前已經(jīng)處于研究階段或工程實施階段的典型下一代cbtc系統(tǒng)的設(shè)計方案。在此基礎(chǔ)上,預(yù)測了下一代cbtc系統(tǒng)幾個可能的發(fā)展方向及其特點,評估了這些發(fā)展方向面臨的技術(shù)風(fēng)險以及產(chǎn)品化所需的時間。

簡單介紹城市軌道交通cbtc列車控制系統(tǒng)中的無線通信系統(tǒng),闡述無線通信系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)配置、硬件結(jié)構(gòu),以及無線通信技術(shù)在實際應(yīng)用過程中存在的問題及改進(jìn)方向。

城市軌道交通是現(xiàn)代化都市的所必須的交通工具,它安全、舒適、迅速、便利地在城市范圍內(nèi)運送乘客。城市軌道交通系統(tǒng)的安全、速度、運送能力、效率與信號系統(tǒng)密切相關(guān),以速度控制為基礎(chǔ)的列車自動控制系統(tǒng)已成為城市軌道交通信號系統(tǒng)的共同選擇。本文旨在通過對城市軌道交通cbtc系統(tǒng)有全面認(rèn)識上,進(jìn)行地鐵信號施工要點及安全防護(hù)等的具體闡述。

文章首先對互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)化運營的特點進(jìn)行簡要分析,在此基礎(chǔ)上對城軌互網(wǎng)模式下列車運行計劃的編制進(jìn)行論述。期望通過本文的研究能夠?qū)Τ鞘熊壍澜煌ㄟ\營服務(wù)水平的提升有所幫助。

cbtc(基于通信的列車控制)系統(tǒng)是一個安全苛求系統(tǒng),其系統(tǒng)功能以及系統(tǒng)的可靠性和安全性,直接影響到城市軌道交通運營效率和行車安全。研究了在試驗室條件下cbtc系統(tǒng)功能驗收測試方法。簡要介紹了cbtc系統(tǒng)的組成和各子系統(tǒng)功能,重點闡述了測試案例的設(shè)計原則和方法、實驗室仿真測試平臺的構(gòu)成以及故障-安全功能測試方法。該方法和工具已在實際工程中得到了應(yīng)用。

城市軌道交通是現(xiàn)代化都市的所必須的交通工具，它安全、舒適、迅速、便利地在城市范圍內(nèi)運送乘客。城市軌道交通系統(tǒng)的安全、速度、運送能力、效率與信號系統(tǒng)密切相關(guān)，以速度控制為基礎(chǔ)的列車自動控制系統(tǒng)已成為城市軌道交通信號系統(tǒng)的共同選擇。本文旨在通過對城市軌道交通cbtc系統(tǒng)有全面認(rèn)識上，進(jìn)行地鐵信號施工要點及安全防護(hù)等的具體闡述。

以西南交通大學(xué)的cbtc仿真與性能分析系統(tǒng)為平臺,詳細(xì)研究了列車運行的能耗算法,針對不同的線路和不同類型的列車,通過仿真均能得到列車行駛過程中的速度狀態(tài)和列車牽引能耗以及再生制動能的關(guān)系。該研究為今后利用此平臺,以節(jié)能為目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)性能優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。

從系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)角度,描述了國產(chǎn)mtc-i型cbtc列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)的系統(tǒng)硬件、軟件結(jié)構(gòu)構(gòu)成及其主要功能;通過與國家鐵路ctc系統(tǒng)以及國外ats系統(tǒng)比較,結(jié)合國產(chǎn)mtc-i型cbtc列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)的技術(shù)特點,以城軌交通運營需求為目標(biāo),自主研制出了新一代國產(chǎn)ats子系統(tǒng)。

互聯(lián)互通已成為國內(nèi)城市軌道交通信號系統(tǒng)新的發(fā)展方向,信號系統(tǒng)通過規(guī)范系統(tǒng)總體架構(gòu)、通信協(xié)議、工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等,在信號系統(tǒng)層面實現(xiàn)cbtc及降級模式下的互通互換及聯(lián)通聯(lián)運。

互聯(lián)互通線網(wǎng)行車調(diào)度系統(tǒng)是城市軌道交通的重要組成部分，研究其相關(guān)課題有著重要意義。本文首先對相關(guān)內(nèi)容做了概述，分析了城市軌道交通線網(wǎng)行車調(diào)度系統(tǒng)的框架設(shè)計，并結(jié)合相關(guān)實踐經(jīng)驗，分別從多個角度與方面就其關(guān)鍵技術(shù)展開了研究，闡述了個人對此的幾點看法與認(rèn)識，望有助于相關(guān)工作的實踐。

便攜式寬帶無線路由器(mifi)的普及對城市軌道交通列車運行的干擾日益加重,必須對基于通信的列車控制系統(tǒng)(cbtc)與mifi設(shè)備進(jìn)行共存抗干擾分析。為此,提出一種自適應(yīng)區(qū)間化的分布式協(xié)調(diào)功能(dcf)改進(jìn)方案,檢測網(wǎng)絡(luò)中的mifi節(jié)點個數(shù)并進(jìn)行區(qū)域劃分,對每個區(qū)域設(shè)置不同的競爭窗口值以改善系統(tǒng)性能。分析車廂內(nèi)mifi設(shè)備的分布模型和mifi對cbtc車地通信的干擾模型,根據(jù)干擾的特點改進(jìn)傳統(tǒng)dcf方案,合理設(shè)置分區(qū)區(qū)間并預(yù)設(shè)競爭窗口。在不同幀長下計算改進(jìn)前后dcf方案的吞吐量、傳輸時延和傳輸失敗率等系統(tǒng)參數(shù),評估系統(tǒng)性能。分析結(jié)果表明,改進(jìn)dcf優(yōu)化方案可有效提高mifi干擾下的cbtc車地通信性能,實現(xiàn)一定程度的兩者共存。

依據(jù)cbtc(基于通信的列車控制)互聯(lián)互通的背景和意義,提出了城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運營中的cbtc互聯(lián)互通實施的必要性,并在此基礎(chǔ)上從cbtc的整體架構(gòu)、子系統(tǒng)布置位置和原則、接口技術(shù)等方面,針對信號系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化運營；互聯(lián)互通方案做了整體介紹。