ATC移动闭塞系统在城市轨道交通的运用分析
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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。
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。
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。
城市轨道交通信号系统ATC城市轨道交通信号系统城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全,实现行车指挥和列车运行现代化,提高运输效率的关键系统设备。
城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统(Automatic Train Control,简称ATC)组成,ATC系统包括三个子系统:— 列车自动监控系统(Automatic Train Supervision,简称ATS)— 列车自动防护子系统(Automatic Train Protection,简称ATP)— 列车自动运行系统(Automatic Train Operation,简称ATO)三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统,实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合,构成一个以安全设备为基础,集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。
一、列车自动控制系统(ATC)分类1、按闭塞布点方式:可分为固定式和移动式。
固定闭塞方式中按控制方式,又可分为速度码模式(台阶式)和目标距离码模式(曲线式)。
2、按机车信号传输方式:可分为连续式和点式。
3、按各系统设备所处地域可分为:控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。
二、固定闭塞ATC系统固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式,闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定,一旦划定将固定不变。
列车以闭塞分区为最小行车间隔,ATC系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。
固定闭塞ATC系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。
1、速度码模式(台阶式)如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类ATC系统,该系统属70~80年代的产品,技术成熟、造价较低,但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能,不利于提高线路运输效率。
固定闭塞速度码模式ATC是基于普通音频轨道电路,轨道电路传输信息量少,对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码,从控制方式可分成入口控制和出口控制两种,从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。
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。
综合信号系统(ATC)应用中国城市轨道交通•作者:admin•来源:•时间:2008-05-22•阅读:86随着中国一些大城市的日益发展,中国的城市轨道交通也取得了长足的进步,西门子公司随之也将自己先进的综合信号系统(ATC)引入到中国城市轨道交通中。
ATC主要由计算机联锁系统(SICAS)、列车自动防护(ATP)、列车自动驾驶(ATO)和列车自动监督(ATS)4个子系统组成。
ATC系统的设计、生产制造、系统集成、安装调试及工程管理,可以满足高速度、高密度和不间断运行的要求。
由于信号系统是基于模块化、灵活的系统设计准则,从而保证了系统数据量和功能的可配置性和可扩展性,也很容易把必要的调整集成到既有信号系统中去,为项目的配置做好准备。
这些系统已经在全世界各大洲不同国家的各种气候和环境条件下使用多年。
SICAS(西门子计算机辅助信号系统)基于故障—安全的SIMIMT原则,即一种应用在安全系统的设计原则,硬件故障或者软件故障的结果能导致系统进入一种已知的安全状态,是经过广泛验证、成熟的联锁系统。
该系统的现代化设计和安全数字总线通信的使用,使得联锁系统的总量最小化成为可能。
全面模拟室外设备的工厂测试手段,使SICAS系统现场测试工作量显著减少。
在连续式通信或者点式通信条件下,西门子列车控制子系统(TrainGuard MT)列车自动防护和列车自动驾驶(ATP/ATO)系统保证列车的安全和连续监督。
在连续式通信条件下,安全的列车分隔是基于移动闭塞原理。
TrainGuard MT系统基于故障—安全的SIMIS原则,移植经过验证的西门子列车控制系统LZB700、基于通信的列车控制系统(CBTC)以及欧洲列车控制系统(ETCS)。
因此,可以选择不同的运行和后备模式,分别采取实现最佳性能的策略,以满足现代城市轨道交通的需求。
控制中心(OCC)使用的VICOS OC 501(ATS)系统规模可以根据被监督/控制的系统容量来调整。
第22卷 第4期 郑州铁路职业技术学院学报 V o.l 22 N o .4 2010年12月 Journa l of Zheng zhou R ail w ay V oca tiona l&T echnica l Coll ege D ec .2010收稿日期:2010-08-29作者简介:王大文(1967-),男,河北徐水人,郑州铁路职业技术学院运输管理系副教授。
ATC 移动闭塞系统在城市轨道交通的运用分析王大文(郑州铁路职业技术学院 河南郑州 450052)摘 要:ATC 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。
移动闭塞方式可最大限度地缩短行车间隔,代表了城市轨道交通信号系统的发展方向。
关键词:ATC 移动闭塞系统;城轨交通移动闭塞的想法产生于上世纪60年代,由于当时技术条件的限制,难以变成现实。
到了上世纪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CARAT 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。
在城市轨道交通系统中,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最小,能最大限度地提高线路运输能力。
武汉轨道交通1号线、广州地铁3号线等项目相继采用了移动闭塞系统。
而采用无线扩频通信的移动闭塞信号系统,在目前城市轨道交通系统中也倍受瞩目。
1 闭塞方式比较1.1 传统的固定闭塞信号控制这是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,称为固定闭塞系统。
该方式不易实现列车的舒适、节能控制,限制了行车效率的提高。
随着通信技术、计算机技术的发展,为使城市轨道交通系统在技术水平上有所提高,更好地适应 小编组、高密度 的发展趋势,对于运量较大的城市轨道交通线路的信号系统设计时,一般考虑采用准移动闭塞ATC 系统或移动闭塞ATC 系统方案。
1.2 准移动闭塞信号系统这是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)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,如上海地铁2号线和3号线、广州地铁1号线和2号线等。
1.3 移动闭塞系统这是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,其列车定位精度高。
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7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,故称之为移动闭塞系统。
2 轨道交通采用ATC移动闭塞的优点2.1 能轻松达到90s的行车间隔要求,且当需求增长需要调整运营间隔时,无需改变或增加硬件。
2.2 可取消区间的信号机、轨道电路等地面设备,降低系统的安装维护费用。
利用其精确的控制能力,可以有效地通过在折返区域调整速度曲线来减少在尽端折返线的过走防护距离,从而减少折返站的土建费用。
2.3 车上-地面可靠传输的信息量大,便于实现全程无人自动驾驶。
全程无人自动驾驶方式是列车上没有任何驾驶员或工作人员的全自动方式。
站停,发车、运行、折返、入库等过程由操作控制中心直接管理。
主控中心可以更精确地控制列车按运行图运行,减少了列车在区间不必要的加速、制动,可节省能源,增加旅客舒适度。
同时这种方式具备非常高的灵活性,对突然增长的能力需求和不可预见的事件具备敏捷的反应能力。
2.4 易于实现列车双向运行。
当轨道交通系统因线路、车辆等故障造成运行中断时,可通过组织临时反向载客运行来保持轨道交通系统不间断运作。
从目前的技术成熟度来看,对于轨道交通来说,选用基于交叉感应电缆或泄漏同轴电缆的方案是比较合适的,相关的系统已在国外有多年成功的应用经验。
如,新加坡轨道交通东北线设计能力单向达到75,000人次/小时,采用了ALSTOM公司的基于泄漏波导的移动闭塞信号系统,实现了最小列车运行间隔90s的营运目标。
ALCATEL公司基于感应环线或泄漏同轴电缆的Se l T rac移动闭塞系统已在伦敦道克兰轻轨、吉隆坡LRT2、旧金山MUN I等城轨交通得到多年应用,被证明是安全、高效、灵活的列车控制系统。
移动闭塞系统的列控方式均采用速度-距离模式。
对轨道交通来说,在运营初期可采用相对位置方式(MB-V0方式),在远期运营要求提高后,可采用相对速度方式(M B-V方式),以进一步缩短行车间隔。
在具体选择移动闭塞系统时,还必须考虑该系统的故障恢复能力和可靠性,并注意解决方案中是否有进行断轨检测和列车完整性检测的方法。
此外,由于采用直线电机的系统一般将次级感应板铺设于轨道中间的地面上,因此联锁车站的配线不能采用交叉渡线,这会对联锁车站的道岔布置和折返车站的折返线布置产生一定影响,这也是需要考虑的问题。
3 采用ATC移动闭塞是实现系统通过能力的必然要求城市轨道交通的通过能力是指在采用一定的车辆类型、信号设备和行车组织方法条件下,轨道交通线路的各项固定设备在单位时间内(高峰小时)所能通过的列车数。
轨道交通的通过能力主要按照线路、列车折返设备、车辆段设备、牵引供电设备等固定设备进行计算。
根据各项固定设备计算出来的通过能力,一般是各不相同的,其中通过能力最小的设备限制了整个线路的通过能力。
因此,该项设备的通过能力即为线路的最终通过能力。
实践表明,对轨道交通系统来说,线路运能的主要损失发生在列车停站和终点车站的折返作业上。
由于采用线性电机的车辆能为高密度运营需要的优良的加减速性能提供保证,结合移动闭塞技术,可以很容易实现 小编组、高密度的运营模式。
一方面,通过减小列车编组、提高行车密度,使车站上下车人数得到分散,从而可以减小列车停站时间;另一方面,移动闭塞技术的精确控制和灵活运行的特性也有利于提高折返效率,从而可以从总体上减少线路运能的损失,达到每小时40对列车的系统通过能力。
总之,从满足系统运营要求及系统的先进性考虑,轨道交通信号系统应采用移动闭塞技术。
4 采用ATC移动闭塞信号系统的可行性移动闭塞系统采用先进的通信、计算机技术对列车连续控制,是经过实际检验的安全系统。
移动闭塞技术已经在北美、欧洲、亚洲许多国家的轨道交通建设中得到应用。
最早使用移动闭塞技术的温哥华无人驾驶轻轨系统至今已安全运行近20年,这充分验证了移动闭塞的安全性以及技术的成熟度。
在中国,香港西线铁路工程于1998年采纳了伦敦铁路工程师协会的建议,使用先进的移动闭塞技术代替原来的固定闭塞设计方案,不仅使香港西线铁路实现了更短更好的运营目标-达到每小时每方向10万人次的运量,高峰期运行间隔90s,而且使工程总成本由原来的超过644亿美元降至517亿美元,节省造价约20%。
可见,根据实际运营要求和当前信号技术的发展水平,轨道交通采用移动闭塞技术是必要且可行的。
5 客观存在的问题就移动闭塞信号系统的投资而言,设备国产化率是很重要的一个因素。
与准移动(下转第14页)8的误比特率曲线图。
图3 误比特率7 结束语本文主要介绍了OFD M系统模型、导频分布结构、三种信道估计算法和插值算法,并且通过MAT LAB软件,采用二维维纳滤波器进行信道估计,以误码率为指标并进行仿真。
系统采用频率选择性衰落信道为模型,仿真中信道参数的设置与实际信道有一定的差别,所以仿真结果是近似的,但是总体的变化趋势还是可以信任的。
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5.1 以A lcatel公司的Seltrac M B系统为例,从武汉轨道交通1号线一期工程信号系统设备招标情况来看,采用交叉感应电缆环线的移动闭塞系统的投资与基于轨道电路的准移动系统基本相当甚至稍低,投入运营后的维护成本可降低。
5.2 以A lsto m公司URBALIS300系统为例,从新加坡东北线情况来看,采用无线扩频通信的移动闭塞系统投资确是比准移动闭塞系统的总造价高,几乎是倍数的关系。
但随着系统设备的逐步成熟及定型,造价会逐步降低。