移动闭塞ATC系统在城市轨道交通的应用分析
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试析地铁卡斯柯信号系统发展趋势及功能摘要:地铁由于自身运输量大、速度快以及安全性高等优点,已经成为人们日常出行的主要方式。
地铁信号系统,是保证列车高效、安全运行的核心部件。
信号系统的发展,经历了一系列的演变,现在已越来越趋于成熟。
本文将对成都地铁卡斯柯信号系统发展趋势及功能进行简要分析。
关键词:地铁信号系统;发展趋势;功能1卡斯柯公司CBTC移动闭塞信号系统分析移动闭塞就是基于通信技术的列车控制ATC系统(简称CBTC-Communication Based Train Control),该系统不依靠轨道电路向列控车载设备传递信息,而是利用通信技术实现“ 车地通信”并实时地传递“ 列车定位”信息。
下面通过探讨卡斯柯公司CBTC移动闭塞信号系统在某地铁二号线的应用,分析基于通信的列车控制系统的车地通信、列车定位、间隔控制等有关方面的技术,为信号设备维护人员及使用人员提供一定的理论基础。
1.1车地通信无线通信系统传输技术目前国际上通常采用方式有交叉感应环线技术、无线电台通信技术、漏泄电缆无线传输技术、裂缝波导管无线传输技术等等。
地铁2号线采用卡斯柯公司研发的波导管无线传输技术。
卡斯柯公司研发的CBTC移动闭塞信号系统采用由波导管构成的通信子系统(DCS)作为车地通讯的传输系统,沿线铺设的波导管作为车地双向传输的媒介。
卡斯柯公司CBTC信号系统既可以实现固定自动闭塞系统,即点式ATP,也可以实现移动自动闭塞系统。
为确保车地通信的双向高速、安全可靠,通信传输子系统必须具备以下功能:(1)端对端数据通信。
端对端的数据通信包括两部分:有线部分与无线部分。
应用数据的端对端传输选用基于以太网的IP传输方式。
在SDH骨干网层面,以太网数据包采用GFP协议封装,通过专用SDH虚容器(VC)传输。
无线通信协议遵循IEEE802.11标准,物理层(PHY)运行于2,4GHz频段。
(2)移动管理。
移动性通过无线交接(Hand-Off)实现,无线交接使得车载无线设备随列车移动时和沿线固定的无线接入点保持无线通信。
城市轨道交通列车自动控制系统的运用与发展摘要:本文对城市轨道交通的发展进行了探讨,介绍了城市轨道交通自动控制系统的特点和组成。
在城市轨道交通列车自动控制系统(atc 中,列车自动防护(atp 系统担负着保证列车运行安全的重要作用,是列车运行自动控制系统的基础。
关键词:城市轨道交通 ; 自动控制系统 ; 列车自动防护abstract: in this paper, the development of urban rail transit is discussed, and introduced the automatic control system of urban rail transit characteristics and composition. in urban rail traffic automatic train control system (atc, automatic train protection (atp system on the train operation safety guarantee the important function, is the train operation of the automatic control system for the foundation.keywords: urban rail traffic; automatic control system; automatic train protection 引言近年来,随着城市现代化的发展,城市规模的不断扩大,市区人口逐步向郊区迁移,城市交通压力越来越大。
城市轨道交通的发展已成为解决现代城市交通拥挤的有效手段,它的最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全正点。
因此,必须采用具有连续速度显示监督和防护的列车自动防护系统,以确保行车安全,提高行车效率。
在这种背景下,自动控制系统在城市轨道的建设中扮演着越来越重要的角色。
交通科技与管理5智慧交通与信息技术1 概述 城市轨道交通信号系统制式在国内外逐步呈现多样化和标准化的趋势,其制式按照闭塞方式分,有固定式、准移动式与移动式等。
移动闭塞技术是全球铁路及轨道交通信号界公认的最先进的信号产品之一,它可以提供比传统的固定闭塞系统更为安全、更加高效、灵活的列车运行。
2 CBTC 系统结构 武汉地铁2、4、6、8、阳逻线采用ALSTOM Urbalis888基于无线通信的移动闭塞列车自动控制系统(CBTC)。
Urbalis888 CBTC 系统主要由列车自动控制系统(ATC)、联锁计算机子系统(CBI)、自动监控子系统(ATS)、数据通信子系统(DCS)、维护支持子系统(MSS)五个子系统组成。
图1 系统接口图2.1 ATS 子系统 自动列车监控系统(ATS)与联锁、轨旁ATC 设备、车载ATC 设备等协同工作,实现信号设备的集中监控,并控制列车按照预先制定的运营计划在正线内自动运行。
ATS 子系统与时钟、无线、广播、旅客向导、ISCS 等接口,获取外部系统采集的数据,与信号系统数据相综合,为控制中心和车站的行车调度值班人员提供现场状况显示,供其制定调度决策。
另外ATS 通过接口向外部系统提供信号和列车运行的相关数据,供这些系统完成自身的工作。
2.2 ATC 子系统 ATC 子系统主要由CC、ZC、LC 和Beacon 等主要设备构成,用于管理和驾驶列车,目的是在保护列车和乘客的前提下,优化列车运行。
ATC 的功能主要表现为辅助运营及保护列车和乘客。
2.3 CI 子系统 CI 子系统主要由2乘2取2联锁计算机、热冗余网络设备、冗余的车站现地工作站、系统维护台等组成。
它采用分布式联锁控制方式,在集中站实现对正线信号机、道岔、进路等的控制,在非集中站负责监控该联锁区。
CI 的主要安全功能是:以安全方式确保轨旁控制的安全,保证在故障的情况下,确保信号机处于关闭状态,道岔不能搬动,避免引发的危险。
1、前言移动闭塞是一种区间不分割,根据连续检测先行列车位置和速度,进行列车间隔控制,确保后续列车不会与先行列车发生冲突,能够安全停车的列车安全系统。
移动闭塞的想法产生于60年代,由于当时技术条件的限制,难以变成现实。
到了80年代,计算机技术和通信技术的飞速发展,为移动闭塞系统的实现创造了条件。
近年来,各国相继投入力量研制基于通信的列车控制系统CBTC,具有代表性的主要有法国国铁的ASTREE,日本铁道综合技术研究所的CARA T系统、欧洲铁道联盟研究所的ETCS 系统和美国加拿大铁路协会的ATCS系统等。
这些系统的共同点是列车和地面间有各种类型的双向通信手段,可以在确保列车运行安全的前提下,最大限度地缩短列车运行间隔,提高线路通过能力。
2、移动闭塞原理及系统结构2.1、移动闭塞原理移动闭塞是相对于固定闭塞而言的。
固定闭塞是在区间设置固定的闭塞分区和相应的防护信号,而移动闭塞虽然也有防护列车运行安全的闭塞分区,但其闭塞区间是移动的,是随着后续列车和前方列车的实际行车速度、位置、载重量、制动能力、区间的坡度、弯道等列车参数和线路参数的变化而改变,随着列车运行而移动。
根据是否考虑先行列车的速度,移动闭塞的构成分为两种:一是考虑先行列车速度的移动闭塞系统(MB-V方式);二是不考虑先行列车速度的移动闭塞系统(MB-V0方式)。
图1 移动闭塞条件下列车追踪控制原理2.2、移动闭塞的系统结构移动闭塞系统的具体结构有多种,但从基本组成上来说,移动闭塞ATC系统通常分为三个层次:管理层、操作层和执行层,其典型结构如下图2所示。
系统管理中心SMC位于管理层,其任务是统一指挥整个全段内列车运行。
SMC通过先进的计算机和网络技术监督着整条线路的自动操作,实现ATS的功能及其它中央调度功能。
车辆控制中心VCC位于操作层,它根据SMC的命令,按移动闭塞原理对列车运行间隔进行控制,并和车站联锁设备相联系,为列车进出站安排接发车进路。
移动闭塞信号系统介绍第一篇:移动闭塞信号系统介绍移动闭塞信号系统介绍一、信号闭塞的基本概念所谓闭塞就是指利用信号设备把铁路线路人为地划分成若干个物理上或逻辑上的闭塞分区,以满足安全行车间隔和提高运输效率的要求。
目前,信号闭塞原则是按照ATP/ATO制式来划分的,基本上可以分为三类,即:固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。
二、各种信号闭塞制式在城市轨道交通中的发展应用目前在城市轨道交通中使用的信号系统一般称之为ATC系统,大多应用于80km/h以下的轨道交通工程中。
ATC系统主要由ATP、ATO、计算机联锁以及ATS四个子系统构成,其ATP/ATO制式主要有两种:第一,基于多信息移频轨道电路的固定闭塞,采用台阶式速度控制模式,属二十世纪八十年代技术水平,其列车运行间隔一般能达到180秒。
西屋公司、GRS公司分别用于北京地铁、上海地铁一号线的ATP、ATO系统属于此种类型;第二,基于数字轨道电路的准移动闭塞,采用距离/速度曲线控制模式的ATP/ATO系统,属二十世纪九十年代技术水平,其列车运行间隔一般能达到90~120秒。
西门子公司在广州地铁一号线使用的LZB700M、US&S公司在上海地铁二号线使用的AF-900以及我国香港地区机场快速线(最高速度达135km/h)使用的阿尔斯通公司SACEM(ATP/ATO)信号系统均属于此种类型。
λλλλλλλ上述两种列车控制模式均为基于轨道电路的列车控制系统。
基于轨道电路的速度-距离曲线控制模式的ATP/ATO系统,采用“跳跃式”连续速度-距离曲线控制模式,“跳跃”方式按列车尾部依次出清各电气绝缘节时跳跃跟随。
采用在传统轨道电路上叠加信息报文方法,即把列车占用/空闲检测和ATP信息传输合二为一,它们的追踪间隔和列车控制精度除取决于线路特性、停站时分、车辆参数外还与ATP/ATO系统及轨道电路的特性密切相关,如轨道电路的最大和最小长度、传输信息量的内容及大小、轨道电路分界点的位置等。
城市轨道交通信号系统列车自动控制ATC系统综述一、ATC系统的组成和功能列车自动控制(ATC Automatic Train Control)系统包括三个子系统:列车自动防(ATP Automatic Train Protection)、列车自动运行(ATO Automatic Train Opera-tion)、列车自动监控(ATS Automatic Train Supervision)。
ATC系统包括五个原理功能:ATS功能、联锁功能、列车检测功能、ATC功能和PTI(列车识别)功能。
(1)ATS功能:可自动或由人工控制进路,进行行车调度指挥,并向行车调度员和外部系统提供信息。
ATS功能主要由位于OCC(控制中心)内的设备实现。
(2)联锁功能:响应来自ATS功能的命令,在随时满足安全准则的前提下,管理进路、道岔和信号的控制,将进路、轨道电路、道岔和信号的状态信息提供给ATS和ATC功能。
联锁功能由分布在轨旁的设备来实现。
(3)列车检测功能:一般由轨道电路完成。
(4) ATC功能:在联锁功能的约束下,根据ATS的要求实现列车运行的控制。
ATC功能有三个子功能:ATP/ATO轨旁功能、ATP/ATO传输功能和ATP/ATO车载功能。
ATP/ATO轨旁功能负责列车间隔和报文生成;ATP/ATO传输功能负责发送感应信号,它包括报文和ATC车载设备所需的其他数据;ATP/ATO车载功能负责列车的安全运营、列车自动驾驶,且给信号系统和司机提供接口。
(5)PTI功能:是通过多种渠道传输和接收各种数据,在特定的位置传给ATS,向ATS报告列车的识别信息、目的号码和乘务组号和列车位置数据,以优化列车运行。
二、ATC系统的水平等级为确保行车安全和线路最大通过能力,根据国内外的运营经验,一般最大通过能力小于30对h的线路宜采用ATS和ATP 系统,实现行车指挥自动化及列车的超速防护。
在最大通过能力较低的线路,行车指挥可采用以调度员人工控制为主的CTC(调度集中)系统。
城市轨道交通移动闭塞ATC系统的运用分析一般来说,信号控制系统可分为固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞几种模式,其中移动闭塞模式代表了城市轨道交通信号控制系统的发展方向,其追踪列车间的安全间隔距离相比之下为最小,能最大限度地提高线路运输能力。
一、闭塞方式比较传统的固定闭塞信号控制方式,采用阶梯式速度控制方式,对应每个闭塞分区只能传送一个该分区所规定的最大速度命令码,通常称之为固定闭塞系统。
该方式不易实现列车的舒适控制、节能控制,也限制了行车效率的提高。
与固定闭塞不同的是,准移动闭塞信号系统采用一次模式曲线控制方式,并且可以根据地面信号设备提供的目标速度、目标距离、线路状态(曲线半径、坡道等数据)等信息,车载设备计算出适合于本列车运行的模式速度曲线。
该模式在城轨信号系统中有一定的运用,例如:上海地铁2号线、明珠线一期、广州地铁一、二号线等。
采用交叉感应环线或无线扩频等通信方式实现列车定位和车- 地之间双向大信息量数据传输的信号系统,地面不划分固定的闭塞分区,列车定位方式也不同于采用轨道电路的系统,其列车定精度高。
线路上的前行列车经ATP/ATO 车载设备将本车的实际位置,通过传输系统传送给轨旁的移动闭塞处理器,并将此信息经系统处理生成后续列车的运行权限,传送给后续列车的ATP/ATO车载设备。
列车控制采用实时速度—距离模式曲线控制方式,追踪运行列车的停车点仅为一个距前行列车尾部预留一定的保护距离处。
由于能按照列车性能自动调整列车运行间隔,追踪间隔距离由前后列车的关系和线路情况等动态确定,故称之为移动闭塞(moving blocking) 系统。
二、移动闭塞系统能力分析移动闭塞信号系统能有效缩短行车间隔时间,最大限度地提高通过能力。
本文将以正在实施中的上海轨道交通6号线工程情况为例进行能力分析计算。
移动闭塞区间列车追踪运行间隔是通过移动闭塞的信号设备,将线路上前行车的实际位置,转送给后续列车的车载设备,后续列车的车载设备根据相关的信息,计算出列车紧急制动曲线,以保证列车运行的安全。
1、前言移动闭塞是一种区间不分割,根据连续检测先行列车位置和速度,进行列车间隔控制,确保后续列车不会与先行列车发生冲突,能够安全停车的列车安全系统。
移动闭塞的想法产生于60年代,由于当时技术条件的限制,难以变成现实。
到了80年代,计算机技术和通信技术的飞速发展,为移动闭塞系统的实现创造了条件。
近年来,各国相继投入力量研制基于通信的列车控制系统CBTC,具有代表性的主要有法国国铁的ASTREE,日本铁道综合技术研究所的CARA T系统、欧洲铁道联盟研究所的ETCS 系统和美国加拿大铁路协会的ATCS系统等。
这些系统的共同点是列车和地面间有各种类型的双向通信手段,可以在确保列车运行安全的前提下,最大限度地缩短列车运行间隔,提高线路通过能力。
2、移动闭塞原理及系统结构2.1、移动闭塞原理移动闭塞是相对于固定闭塞而言的。
固定闭塞是在区间设置固定的闭塞分区和相应的防护信号,而移动闭塞虽然也有防护列车运行安全的闭塞分区,但其闭塞区间是移动的,是随着后续列车和前方列车的实际行车速度、位置、载重量、制动能力、区间的坡度、弯道等列车参数和线路参数的变化而改变,随着列车运行而移动。
根据是否考虑先行列车的速度,移动闭塞的构成分为两种:一是考虑先行列车速度的移动闭塞系统(MB-V方式);二是不考虑先行列车速度的移动闭塞系统(MB-V0方式)。
图1 移动闭塞条件下列车追踪控制原理2.2、移动闭塞的系统结构移动闭塞系统的具体结构有多种,但从基本组成上来说,移动闭塞ATC系统通常分为三个层次:管理层、操作层和执行层,其典型结构如下图2所示。
系统管理中心SMC位于管理层,其任务是统一指挥整个全段内列车运行。
SMC通过先进的计算机和网络技术监督着整条线路的自动操作,实现ATS的功能及其它中央调度功能。
车辆控制中心VCC位于操作层,它根据SMC的命令,按移动闭塞原理对列车运行间隔进行控制,并和车站联锁设备相联系,为列车进出站安排接发车进路。
项目七ATC系统概述[知识要点]11></a>.掌握ATC系统在城市轨道交通信号系统中的作用。
2.掌握ATC系统的组成及基本功能。
3.掌握ATC系统与其他系统的接口。
[理论内容]一、ATC系统的作用列车自动控制系统简称为ATC系统(Automatic Train Control system)。
城市轨道交通的运营线路封闭,它的主要作业是运送旅客,运营线路不长,站与站之间的距离较短,列车以中低速行驶,这些特点为线路上的列车进行安全高效运营提供了有利条件。
因此在城市轨道交通中,ATC系统的作用是保障列车行车安全和提高运营效率。
列车自动控制系统1.保障行车安全列车行车安全是由列车自动控制系统中的列车自动防护系统,即ATP系统来完成。
ATP 系统与列车的牵引制动系统一道控制列车运行速度,防止列车超速行驶。
设备在故障情况下遵循故障导向安全原则,确保运营安全。
列车自动防护(ATP)系统—TBS100型车载设备列车自动防护(ATP)系统—FS-2500型轨道电路列车自动防护位置检测(ATPTD)地面系统北京首都机场线将建国内第一条无人驾驶地铁2.提高运营效率列车自动控制系统能实现列车自动驾驶,列车根据运营计划自动完成运营作业,可以有效减少列车驾驶员、调度和车站人员的工作强度,确保列车正点运营,有效提高运营作业效率。
我国首套列车自动控制系统二、ATC系统构成1.按设备功能划分ATC系统从功能分主要包括三个子系统。
1)列车自动防护子系统(Automatic Train Protection,简称ATP),主要作用是防止列车追尾、冲突事故的发生,并控制列车的运行速度不超过允许的最高速度;2)列车自动运行系统(Automatic Train Operation,简称ATO),主要作用是实现列车自动驾驶,并使列车在设定的车站自动停车;列车自动运行(ATO)系统机车信号设备-自动停车装置3)列车自动监控系统(Automatic Train Supervision,简称ATS),主要作用是对线路上运行的所有列车进行监督和管理,控制列车根据列车运行图完成运营作业。
探讨移动闭塞信号系统在城市轨道交通中的应用丁㊀巽摘㊀要:随着时代的不断发展ꎬ我国的轨道交通技术一步一步的不断提升ꎬ时至今日ꎬ已经处于世界领先水平ꎮ在这个不断攀升的过程中ꎬ涉及的各个研究领域也做出了大量的突破ꎮ在本次研究中主要通过分析移动闭塞信号系统的方面内容ꎬ简单分析其对应的技术原理ꎬ以及在城市轨道交通中的实际应用ꎬ总结本次技术对于城市轨道交通所造成的积极意义ꎮ关键词:移动闭塞ꎻ移动闭塞信号系统ꎻ城市轨道交通ꎻ积极意义一㊁引言城市轨道交通的列车运行过程中ꎬ往往需要考虑到列车的安全行车间距同时ꎬ保证可以在单位时间内通行更多的列车ꎬ以满足城市当中大量的人流出行ꎮ在这样的要求前提下ꎬ如何能够实时准确的保证列车安全运行ꎬ是解决列车快速安全运行的必要前提ꎮ在轨道交通的发展历史过程中ꎬ研究人员也做出了大量的贡献ꎬ从最开始提出的固定闭塞到准移动闭塞ꎬ再到现如今最常使用的移动闭塞信号系统ꎬ使得城市交通轨道的发展得到了长足的进步ꎮ下面将从简单的移动闭塞信号系统的原理分析开始ꎬ逐步完成对于移动闭塞信号系统在城市轨道交通当中的实际应用总结ꎮ二㊁移动闭塞信号系统移动闭塞信号系统是在经过固定闭塞信号系统到准移动闭塞信号系统不断发展而形成的ꎮ其中固定闭塞信号系统是将闭塞分区固定的划分为若干个ꎬ然后蹲点式的记录列车行车数据ꎮ而准移动闭塞信号系统则将闭塞分区进行灵活的划分ꎬ根据列车行车当中速度坡道等关系ꎬ进行一次模式曲线控制ꎮ最终完成闭塞分区的划分ꎬ以完成详细记录列车的行车速度曲线ꎮ至今仍然在北京㊁天津等地区有实际使用相应的计算方式ꎮ经过准移动闭塞信号系统的改进ꎬ移动闭塞系统在计算时ꎬ取消了物理层次上划分的同时ꎬ将闭塞区间分割的更加细致ꎬ将每个区间长度精确到几米到十几米ꎮ同时增加了列车所处位置的数据记录等信息ꎬ并且保证列车和轨道旁设备的双向通信ꎬ类似于增加了更多的认证方式ꎮ以确保数据的安全准确传输ꎬ并且从原本的依靠轨道电路完成的定位方式ꎬ改变为依靠无线通讯方式完成ꎬ因而大大增加了定位的精确程度ꎬ下图是移动闭塞的工作原理ꎮ图1 移动闭塞工作原理列车进行过程中ꎬ移动闭塞信号系统重点需要计算的数据包括有列车定位㊁列车行进目标点和列车间隔这三个元素ꎮ通过这三个元素ꎬ才能确保列车行进的准确快速安全ꎮ三㊁移动闭塞信号系统应用实例对于城市轨道交通的安全运行ꎬ闭塞制式是必不可少的ꎮ而对于城市轨道交通是否使用移动闭塞信号系统还是选择其他闭塞信号系统ꎬ在此根据实际不同闭塞制式的区别ꎬ结合列车定位㊁列车行进目标点和列车间隔三个元素ꎬ综合做出分析ꎬ提供一定的选择依据ꎮ(一)不同闭塞制式列车定位比较发展至今的总计三个闭塞系统ꎬ从固定闭塞信号系统到准移动闭塞信号系统ꎬ再到移动闭塞信号系统ꎬ列车定位发生了根本性的改变ꎮ对于前两种闭塞信号系统的列车定位方式ꎬ主要依靠轨道电路来完成ꎬ其列车定位的精度取决于轨道起初设定的长度决定ꎮ而移动闭塞信号系统是依靠现代高速发展的无线电技术进行定位ꎬ通过各类型的无线电通信方式ꎬ综合确定出列车的每一段所处的位置ꎮ最终完成列车的定位ꎮ相比较之下ꎬ移动闭塞信号系统具有精确到列车每一段车厢位置定位的能力ꎬ具有更强的优势ꎮ(二)不同闭塞制式列车行进目标点比较实际情况列车多数为自动驾驶ꎬ在这期间则需要通过一定的技术方式ꎬ确定每个行进过程点的前进目标点ꎬ实时传输数据ꎬ才能准确的行进到不同场景下的不同目标下去ꎮ而固定闭塞系统和准移动闭塞信号系统由于是通过传统轨道电路进行信息传输ꎬ因而受制于物理传输条件的影响ꎬ传输信息量较小ꎬ传输速度较慢ꎮ其中固定闭塞使用最为传统的移频无绝缘轨道电路ꎬ信息量最少ꎬ速度最慢ꎮ使用了数字编码ꎬ但是信息量较为固定ꎮ最后ꎬ移动闭塞信号系统是基于无线通讯方式进行信息传输ꎬ而随着无线网络的快速发展ꎬ无线通讯的信息传输也得到了长足的进步ꎬ使得现今信息传输量越来越大ꎬ更新维护也更加的方便快捷ꎮ(三)不同闭塞制式列车间隔比较固定闭塞系统和准移动闭塞系统都是通过预先设置的闭塞分区进行间隔确定ꎬ而移动闭塞制式的间隔确定ꎬ没有预先设定的闭塞分区ꎬ是通过实时监测的列车自动控制系统进行列车间隔确定ꎮ使得这种追踪精确程度可以达到80s至85s之间的间隔追踪ꎬ能够更加精确确定列车间隔ꎮ四㊁结束语本次的研究总结中ꎬ主要通过探讨移动闭塞信号系统的具体工作原理ꎬ和与固定闭塞信号系统㊁准移动闭塞信号系统进行比较ꎬ总结出其具有优势的方面ꎮ同时ꎬ由于当前国内现阶段发展的情况ꎬ在北京天津等地还有在使用准移动闭塞信号系统进行城市轨道交通的信息确定传输ꎮ而移动闭塞信号系统现已应用在部分上海地铁和部分武汉轻轨当中ꎮ通过本次分析ꎬ有理由相信未来将会有更多的城市会使用上移动闭塞信号系统组成的城市轨道交通信息传输网络ꎮ参考文献:[1]梁君.移动闭塞信号系统在城市轨道交通中的应用[J].信息化研究ꎬ2010ꎬ36(3):40-42.作者简介:丁巽ꎬ苏州市轨道交通集团有限公司运营分公司ꎮ671。
浅析城市轨道交通移动闭塞故障情况下列车行车组织摘要:移动闭塞系统是城市轨道交通信号系统的发展方向之一。
鉴于移动闭塞系统技术地不断成熟,对列车降级或后备模式的分析,是非常具有实践意义的。
城市人口和机动车的快速增加已大大超过城市交通基础设施的最大承受能力,城市交通问题已经严重影响城市功能的发挥和城市的可持续发展。
本文深入分析了轨道交通移动闭塞故障下的行车组织,为今后我国大规模的轨道交通建设提供服务。
关键词:移动闭塞后备模式引言在城市轨道交通中,列车自动控制系统(ATC系统)是保障行车安全,提高运输效率的关键技术装备。
采用基于通信的移动闭塞系统是城市轨道交通信号控制系统未来的发展方向。
一个完整的移动闭塞应该具有ATO、ATP、ATS三个子系统功能。
通常情况下,移动闭塞系统工作在ATC模式。
但是,移动闭塞系统也存在一些问题,当系统出现某些ATC模式无法处理的故障(ATS子系统故障、ATP/ATO轨旁设备故障、车载设备故障、车-地通信故障设备集中站的车站控制单元故障等)时,就会出现一个或几个联锁区内系统完全瘫痪的局面,从而对线路的正常运营造成较大的危害。
为了解决上述这些问题,我们引入了后备模式。
一、当信号系统的ATS、ATP或ATO功能失效或特殊需要时,应能启动降级运行模式组织列车运行。
ATS子系统故障:当中央ATS设备故障或中央ATS至车站ATS的通信通道故障时,车站ATS设备自动监控在线列车的运行;当车站ATS设备故障时,列车按照联锁自动进路方式控制在线列车的运行。
ATP/ATO轨旁设备故障:当某一区域的轨旁ATP/ATO设备故障时,车载设备产生报警、并自动紧急停车。
系统将该区域转换为降级运营模式,列车可视情况转换为点式ATP、限制人工驾驶、非限制人工驾驶中的任一驾驶模式。
在点式ATP驾驶模式下,系统实现点式ATP防护功能,包括列车超速防护功能、间隔防护功能、防冒进红灯功能和车站站台区域停车窗保护功能等;在限制人工驾驶和非限制人工驾驶驾驶模式下,系统实现按地面信号显示人工驾驶列车运行;当列车运行至轨旁ATP/ATO设备正常的区域时,车载设备接收到有效的ATP/ATO 码,车载设备提示司机,司机可在不停车的情况下将列车转换至ATPM模式或AM模式下运行。
移动闭塞信号系统在城市轨道交通中的应用摘要:城市轨道交通信号系统的主要作用是保证行车安全,它对于促进行车指挥及列车运行的现代化十分有帮助,本文将主要介绍城市轨道交通信号系统中的固定闭塞或准移动闭塞信号系统、无线移动闭塞系统,并将无线移动闭塞系统与传统的信号系统进行对比分析。
关键词:城市轨道交通,信号系统,无线移动闭塞系统随着轨道交通建设事业的发展,越来越多的城市加入到轨道交通建设的大潮中,信号系统也由最初的固定闭塞发展到准移动闭塞、再到如今的无线移动闭塞系统,其中无线移动闭塞模式代表了城市轨道交通信号控制系统的发展方向,其追踪列车间的安全间隔距离相比之下为最小,能最大限度地提高线路运输能力。
1固定闭塞或准移动闭塞信号系统固定闭塞信号控制,采用阶梯式速度控制方式,对应每个闭塞分区只能传送一个该分区所规定的最大速度命令码。
其特点是线路被划分为固定位置,某一长度的闭塞分区,一个分区只能被一列车占用;闭塞分区的长度按最长列车、满负载、最高速度、最不利制动率等不利条件设计;列车间隔为若干闭塞分区,而与列车在分区内的实际位置无关;制动的起点和终点总是某一分区的边界;要求运行间隔越短,闭塞分区(设备)数也越多,列车最小运行间隔≥120s;采用模拟轨道电路、轮轴传感器、加点式或环线传输,信息量少。
固定闭塞式ATC(列车自动控制系统)虽然能满足基本的运营要求,但该类系统存在传输信息量较少,对列车运行的控制精度不高,列车安全保护距离较长,功能扩展相对困难,不利于ATP(列车自动防护系统)/AT0(列车自动驾驶系统)的发展以及技术相对落后等缺陷,对于运量较大的城市轨道交通线路的信号系统进行设计时,一般考虑采用准移动闭塞信号系统或移动闭塞信号系统方案。
与固定闭塞不同的是,准移动闭塞信号系统采用一次模式曲线控制方式,且可以根据地面信号设备提供的目标速度、目标距离、线路状态(曲线半径、坡道等数据)等信息,车载设备计算出适合于列车运行的模式速度曲线。
移动闭塞ATC系统在城市轨道交通的应
用分析
摘要:随着城市人口的快速增长和交通需求的增加,城市轨道交通系统在现
代城市中扮演着重要的角色。
然而,传统的轨道交通调度系统面临着诸多挑战,
如高峰时段的交通拥堵、列车运行间隔的不稳定以及安全性问题等。
为了解决这
些问题,探索和应用先进的列车调度控制技术是至关重要的。
移动闭塞自动列车
控制系统(Moving Block Automatic Train Control System,简称移动闭塞ATC
系统)是一种高效、智能和安全的列车控制系统,其关键特点是允许列车之间实
现更紧密的操作间隔,提高轨道交通系统的运营效率。
传统的ATC系统依赖于静
态的固定区域闭塞原则,而移动闭塞ATC系统则通过动态地根据列车位置和速度
来实现运行间隔的控制。
基于此,本文将对移动闭塞ATC系统在城市轨道交通的
应用进行简单分析。
关键词:移动闭塞ATC系统;城市轨道交通;应用
1.移动闭塞ATC系统的原理及优势
移动闭塞自动列车控制系统(简称移动闭塞ATC系统)是一种先进的列车调
度控制技术,通过动态地控制列车之间的运行间隔,提高城市轨道交通系统的运
营效率和安全性。
其原理主要有以下几方面:
(1)列车间的实时通信:系统利用无线通信技术,列车之间可以实时传输
位置、速度和加速度等信息,实现对列车的动态控制。
(2)动态控制运行间隔:根据接收到的列车位置和速度等信息,系统可以通过算法动态计算每个列车之间
的安全运行间隔,并通过控制列车的加速和减速来维持这个运行间隔。
(3)车
辆位置和速度监测:通过使用传感器和信号设备等技术手段,精确监测列车的实
时位置和速度,并将这些信息反馈给系统进行调度控制。
移动闭塞ATC系统相比传统的固定闭塞原则有以下优势:
(1)提高运行效率:移动闭塞ATC系统允许列车之间实现更紧密的运行间隔,减少了列车之间的空隙,从而提高了轨道交通系统的运行效率。
系统可以根据交通需求和列车密度等因素,动态调整运行间隔,最大程度地提高线路的处理能力。
(2)增强安全性:移动闭塞ATC系统通过实时监测和控制列车的位置和速度,能够更精确地计算和维持列车之间的安全运行间隔。
这种动态调整可以提高列车运行的安全性,降低事故的发生概率。
(3)适应性强:与固定闭塞原则相比,移动闭塞ATC系统具有更强的适应性。
它可以根据不同情况和条件进行动态调整,适应交通需求的变化、列车密度的变化,以及特殊事件(如故障或紧急情况)的处理。
(4)系统灵活性:移动闭塞ATC系统具有较高的灵活性,可以进行软件控制和调整,而无需对现有线路进行大规模的硬件改造。
这使得系统的部署和升级相对容易,具有较低的成本和风险。
1.移动闭塞ATC系统在城市轨道交通的应用
2.1应用于高峰时段的城市轨道交通调度
在城市交通高峰时段,人流量集中、列车密度高,传统的固定闭塞原则往往导致列车间的运行间隔相对较大,限制了系统的运行能力。
通过采用移动闭塞ATC系统,可以根据实时的列车位置、速度和乘客需求,动态地调整列车之间的运行间隔,使列车能够更紧密地运行,提高线路处理能力,有效缓解高峰时段的交通拥堵问题。
2.2应用于城市轨道交通的多线路调度
对于具有多条线路的城市轨道交通系统,移动闭塞ATC系统可以根据每条线路的运行状态和乘客需求,灵活地调整不同线路间列车的运行间隔。
通过集成运行间隔控制和线路信号系统,系统能够自动监测和控制多线路间列车的相对位置和速度,实现列车的高效、快速和安全运行,提高整体运行效率和服务质量。
2.3适用于城市轨道交通系统的运行调度优化
通过实时监测和掌握列车的位置和速度信息,系统可以灵活地调整列车的运
行策略,包括加速、减速和停靠等。
该系统可以根据预设的运行参数和实际的交
通需求,动态计算和优化列车之间的运行间隔,实现列车的稳定运行和高效调度。
这种智能调度和优化能够使城市轨道交通系统更加适应需求变化、提高运行效率,并为乘客提供更可靠和舒适的出行体验。
2.4应用于应急管理和故障处理
在面临突发事件、故障或紧急情况时,移动闭塞ATC系统可以快速响应并采
取相应措施,保证列车和乘客的安全。
通过实时监测列车的位置和速度,系统可
以自动调整运行间隔,让遇到问题的列车得到及时安全的停车或疏导,确保列车
运行的连贯性和安全性。
2.5应用于轨道交通系统的容量管理和平稳运行
通过动态控制运行间隔和列车速度,系统可以平衡不同线路和区段的运行负荷,避免运营瓶颈和拥堵问题。
系统可以根据流量需求和乘客分布情况,自适应
地调整运行间隔和列车密度,更好地利用轨道资源,提高系统的运行容量和效率,并确保乘客的出行质量。
1.移动闭塞ATC系统应用发展的建议与方向
3.1发展建议
(1)系统完善与更新:持续改进和更新移动闭塞ATC系统,以适应不断变
化的城市轨道交通需求。
包括更新硬件设备、优化算法和加强通信技术等方面的
改进,以提升系统的性能和适应性。
(2)多级列车控制策略:引入多级列车控制策略,根据列车的重要性和优
先级,对不同列车实施不同的调度策略。
例如,高峰时段优先考虑载客率高的列车,将其调度为紧密运行,而低峰时段则调整为宽松运行,以最大程度地优化系
统的运行效率。
(3)数据分析与预测:加强对实时数据的分析和利用,通过建立统计模型
和利用机器学习等技术,预测人流量、列车运行时间等因素,提前做好系统调度
和排班,以避免拥堵和提高运行效果。
(4)故障监测和维护:建立完善的故障监测系统,实时监测列车和设备的
状态,及时发现故障并进行维修。
同时,定期进行设备的维护和检修,确保系统
的稳定运行。
(5)增强安全措施:加强系统的安全措施,包括加密通信和数据保护,防
止恶意攻击和数据泄露,并建立实时监控和报警系统,及时发现和处理安全风险。
(6)结合其他智能化技术:移动闭塞ATC系统还可以结合其他智能化技术,如人工智能和大数据分析,实现更高水平的城市轨道交通管理。
通过收集和分析
实时数据,系统可以预测和预防潜在的问题,提前做出调整和决策。
同时,可以
通过学习和优化算法,不断改进列车调度和运行控制策略,提高系统的智能化和
自适应能力。
(7)培训和培养专业人员:加强对系统操作和维护人员的培训和培养,提
高他们的技能水平和专业素养,确保能够熟练运营和管理移动闭塞ATC系统。
3.2发展方向
(1)智能化:随着人工智能和大数据分析等技术的不断发展,移动闭塞ATC
系统将趋向更智能化。
系统将能够通过学习和优化算法,自动识别运行模式和优
化策略,以实现更高效、更稳定的列车调度和运行控制。
同时,系统可以通过实
时数据分析和预测,更好地应对突发事件和预防潜在问题。
(2)自适应调度:未来的移动闭塞ATC系统将更加自适应,根据乘客需求
和交通状况动态调整列车的运行间隔和速度。
系统将根据实时数据分析和乘客流
量预测,灵活调整列车的发车频率和行驶速度,以最大程度地满足乘客需求,并
提高运行效率和系统容量。
结语:
总的来说,移动闭塞ATC系统在城市轨道交通中的具体应用包括高峰时段调度、多线路调度、运行调度优化、应急管理和故障处理,容量管理和平稳运行等
方面。
系统通过动态控制运行间隔和列车速度,实现对列车运行的精确控制,提
高了系统的运行效率、安全性和可靠性。
随着智能化技术的不断发展和应用,移
动闭塞ATC系统将进一步完善,并发挥更大的作用,为城市轨道交通系统的现代
化和可持续发展做出贡献。
参考文献:
[1]杨晨宇.移动闭塞ATC系统在城市轨道交通的应用分析[J].科技创新导报,2018.
[2]贾晓哲.城市轨道交通ATC系统信息安全建设方案[J].都市快轨交通,2017.。