城市軌道交通CBTC系統(tǒng)可用頻率分析與無(wú)線干擾防護(hù)策

簡(jiǎn)單介紹城市軌道交通cbtc列車控制系統(tǒng)中的無(wú)線通信系統(tǒng),闡述無(wú)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(wú)線通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題及改進(jìn)方向。

目前我國(guó)各城市軌道交通由單一線路向網(wǎng)絡(luò)線網(wǎng)發(fā)展,越來(lái)越多的城市開展軌道交通的建設(shè)及城市軌道交通運(yùn)營(yíng)中單線運(yùn)營(yíng)存在的問(wèn)題日益顯著,網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)是適應(yīng)城市軌道交通建設(shè)發(fā)展的新趨勢(shì),也是城市軌道交通必然要經(jīng)歷的新階段.本文從城市軌道交通的發(fā)展趨勢(shì)著手,分析城市軌道交通互聯(lián)互通cbtc系統(tǒng)的目的,闡述設(shè)計(jì)原則,提出構(gòu)成城市軌道交通cbtc系統(tǒng)幾大子系統(tǒng)的初步構(gòu)想.

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(hào)系統(tǒng)關(guān)系密切,城市軌道交通信號(hào)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(yùn)行控制系統(tǒng)（ctbc）,在這個(gè)系統(tǒng)上進(jìn)行城市軌道交通信號(hào)施工的要點(diǎn)以及防護(hù)的具體措施.

信號(hào)系統(tǒng)在城市軌道交通運(yùn)行中對(duì)行車的安全、正點(diǎn)、高效的運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。本文通過(guò)對(duì)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析，提出了無(wú)線cbtc移動(dòng)閉塞信號(hào)系統(tǒng)存在的優(yōu)缺點(diǎn)，為城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的合理選擇提供參考。

cbtc系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)各大城市軌道交通系統(tǒng)中信號(hào)系統(tǒng)的主用系統(tǒng)，而其中dcs（通信）子系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)雙向傳輸車載與地面之間的數(shù)據(jù)信息，成為了cbtc系統(tǒng)中最關(guān)鍵的一個(gè)子系統(tǒng)。本文從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及應(yīng)用型方面對(duì)各種無(wú)線通信技術(shù)組網(wǎng)方案進(jìn)行對(duì)比分析。

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(diǎn)的研究,結(jié)合中國(guó)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(shì),并進(jìn)一步了解基于通信的列車控制(communicationbasedtraincontrol,簡(jiǎn)稱cbtc)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展與演化,采用內(nèi)容分析法對(duì)cbtc技術(shù)應(yīng)用演化進(jìn)行了分析研究。

通過(guò)分析城市軌道交通車輛共享、運(yùn)營(yíng)維護(hù)、公平競(jìng)爭(zhēng)等方面對(duì)互聯(lián)互通的需求,論證了城市軌道交通互聯(lián)互通的可實(shí)施性,并主要介紹歐洲modurban樣板工程的實(shí)施情況,在借鑒國(guó)外互聯(lián)互通項(xiàng)目成功實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,提出城市軌道交通互聯(lián)互通的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方案。

隨著我國(guó)高速鐵路的發(fā)展,軌道交通技術(shù)日益成熟,鐵路通信網(wǎng)路系統(tǒng)發(fā)展迅速。本文研究了lte鐵路通信網(wǎng)路系統(tǒng)目前的發(fā)展現(xiàn)狀,在分析其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能的基礎(chǔ)上,提出lte網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用研究。研究發(fā)現(xiàn)lte通信網(wǎng)絡(luò)能夠有效提高城市軌道交通通信安全,提高列車運(yùn)行效率,保證列車安全運(yùn)營(yíng)。

依據(jù)cbtc互聯(lián)互通的目標(biāo),提出cbtc互聯(lián)互通的實(shí)施原則和設(shè)計(jì)原則,確定適合系統(tǒng)互聯(lián)互通的車-地通信方式,并在此基礎(chǔ)上從cbtc的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能分配、接口技術(shù)等方面提出了cbtc實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的詳細(xì)技術(shù)要求和規(guī)范。最后,給出系統(tǒng)互聯(lián)互通的關(guān)鍵—dcs通信子系統(tǒng)的opnet仿真。仿真結(jié)果表明:本方案滿足系統(tǒng)互聯(lián)互通要求,為城市軌道交通cbtc信號(hào)系統(tǒng)的招標(biāo)采購(gòu)及其國(guó)產(chǎn)化提供參考。

當(dāng)前車地?zé)o線通信技術(shù)應(yīng)用存在高速移動(dòng)支持不足、頻率干擾嚴(yán)重、發(fā)射功率限制、無(wú)法保障優(yōu)先級(jí)調(diào)度等問(wèn)題。相比之下,td-lte技術(shù)具有支持高速移動(dòng)性和安全性高、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),能提供高質(zhì)量的綜合業(yè)務(wù)服務(wù)。目前td-lte技術(shù)在城市軌道交通領(lǐng)域已經(jīng)得到了逐步應(yīng)用。從干擾防范的角度來(lái)看,1.8ghztd-lte潛在干擾一般包括系統(tǒng)內(nèi)同頻干擾、系統(tǒng)內(nèi)異頻干擾、系統(tǒng)間同頻干擾和系統(tǒng)間異頻干擾四大類。要有效減少可能出現(xiàn)的干擾,需要進(jìn)行科學(xué)合理的頻率規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),加強(qiáng)電磁干擾仿真,重視設(shè)備選型,開展網(wǎng)絡(luò)測(cè)試和評(píng)估網(wǎng)絡(luò)信息安全等。

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

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(yùn)送乘客。城市軌道交通系統(tǒng)的安全、速度、運(yùn)送能力、效率與信號(hào)系統(tǒng)密切相關(guān),以速度控制為基礎(chǔ)的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)已成為城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的共同選擇。本文旨在通過(guò)對(duì)城市軌道交通cbtc系統(tǒng)有全面認(rèn)識(shí)上,進(jìn)行地鐵信號(hào)施工要點(diǎn)及安全防護(hù)等的具體闡述。

針對(duì)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(duì)互聯(lián)互通cbtc系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái)的研究工作,以實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證平臺(tái)和試驗(yàn)線現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證平臺(tái)為主要載體,綜合了仿真模型和實(shí)物驗(yàn)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(lái),基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)(cbtc)以其顯著優(yōu)勢(shì),逐漸成為城市軌道交通信號(hào)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(yùn)行的高效、安全性,引入了一個(gè)新的功能——保護(hù)進(jìn)路功能。結(jié)合北京地鐵8號(hào)線升級(jí)工程對(duì)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。

cbtc(基于通信的列車控制)系統(tǒng)是一個(gè)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(yùn)營(yíng)效率和行車安全。研究了在試驗(yàn)室條件下cbtc系統(tǒng)功能驗(yàn)收測(cè)試方法。簡(jiǎn)要介紹了cbtc系統(tǒng)的組成和各子系統(tǒng)功能,重點(diǎn)闡述了測(cè)試案例的設(shè)計(jì)原則和方法、實(shí)驗(yàn)室仿真測(cè)試平臺(tái)的構(gòu)成以及故障-安全功能測(cè)試方法。該方法和工具已在實(shí)際工程中得到了應(yīng)用。

基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制(cbtc)系統(tǒng),已在城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中廣泛采用,這對(duì)信號(hào)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(hào),縮短行車間隔,實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)運(yùn)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(hào)的應(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(yùn)送乘客。城市軌道交通系統(tǒng)的安全、速度、運(yùn)送能力、效率與信號(hào)系統(tǒng)密切相關(guān)，以速度控制為基礎(chǔ)的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)已成為城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的共同選擇。本文旨在通過(guò)對(duì)城市軌道交通cbtc系統(tǒng)有全面認(rèn)識(shí)上，進(jìn)行地鐵信號(hào)施工要點(diǎn)及安全防護(hù)等的具體闡述。

便攜式寬帶無(wú)線路由器(mifi)的普及對(duì)城市軌道交通列車運(yùn)行的干擾日益加重,必須對(duì)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(cè)網(wǎng)絡(luò)中的mifi節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)并進(jìn)行區(qū)域劃分,對(duì)每個(gè)區(qū)域設(shè)置不同的競(jìng)爭(zhēng)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(duì)cbtc車地通信的干擾模型,根據(jù)干擾的特點(diǎn)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(jìng)爭(zhēng)窗口。在不同幀長(zhǎng)下計(jì)算改進(jìn)前后dcf方案的吞吐量、傳輸時(shí)延和傳輸失敗率等系統(tǒng)參數(shù),評(píng)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(shí)現(xiàn)一定程度的兩者共存。

城市軌道交通無(wú)線通信傳輸系統(tǒng)采用獨(dú)立建設(shè)的模式,不利于實(shí)現(xiàn)資源共享。文章在分析城市軌道交通無(wú)線通信建設(shè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,研究了車地?zé)o線通信的業(yè)務(wù)功能需求。結(jié)合城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用實(shí)例,分析了無(wú)線寬帶集群技術(shù),探討了實(shí)現(xiàn)\"多網(wǎng)合一\"無(wú)線傳輸?shù)目尚行?提出了無(wú)線通信系統(tǒng)融合解決方案。

基于通信的列車控制(cbtc)系統(tǒng)采用獨(dú)立于軌道的車—地雙向通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)列車與地面控制系統(tǒng)之間的連續(xù)式雙向通信.介紹了cbtc系統(tǒng)下無(wú)線車地通信原理及通信異常情況,并針對(duì)其關(guān)鍵設(shè)備無(wú)線接入點(diǎn)(ap)進(jìn)行一定程度的剖析.利用上海地鐵11號(hào)線的設(shè)備,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)抽樣調(diào)查、故障匯總和比較分析等方法,對(duì)引起ap設(shè)備故障的各個(gè)末端原因進(jìn)行分析,確定了ap設(shè)備故障的3種要因及解決方案,提出了建立采用td-lte技術(shù)的通信架構(gòu)的設(shè)想.

隨著通信技術(shù)的高速發(fā)展,基于通信的列車控制(cbtc)系統(tǒng)目前已成為城市軌道交通的重要應(yīng)用機(jī)制。有關(guān)cbtc系統(tǒng)內(nèi)部的信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)性研究工作正在火熱進(jìn)行。在深刻界定軌旁中心網(wǎng)與無(wú)線漫游切換節(jié)點(diǎn)途徑中,按照必要數(shù)據(jù)冗余與網(wǎng)點(diǎn)覆蓋動(dòng)機(jī)進(jìn)行雙重指標(biāo)對(duì)比、界定,并逐漸演化出多項(xiàng)調(diào)試技術(shù),爭(zhēng)取為后期城市交通有機(jī)管理灌輸創(chuàng)新適應(yīng)活力。

近年來(lái),我國(guó)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(hào)系統(tǒng)互聯(lián)互通的建設(shè)需求.從互聯(lián)互通信號(hào)系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)施方案和運(yùn)營(yíng)組織管理兩個(gè)方面,分析了信號(hào)系統(tǒng)實(shí)施互聯(lián)互通的技術(shù)要點(diǎn).并對(duì)互聯(lián)互通線路電子地圖標(biāo)準(zhǔn)化定制方案、客運(yùn)服務(wù)組織和維護(hù)管理策略給出了具體化建議.