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城市轨道交通信号系统的安全策略与可靠性分析[真诚为您服务]【摘要】随着我国城市轨道交通的迅猛发展，信号系统作为控制运行安全的核心设备，对其安全、可靠性的分析评价显得尤为重要，本文从列车检测方式、机车信号选择、设备控制方式等方案的主要方面对描述了城巾轨道交通中信号系统的安全策略及可靠性分析。
【关键词】城市轨道信号系统安全策略可靠性1前言随着我国城市轨道交通的迅猛发展，运量日益增长，列车运行密度不断加大，为了保障运营系统的安全、高效，配置一套科学、合理的信号系统成为大家关注的核心。
目前，对于信号系统设计方案的取舍，注重其功能的实现和价格的高低，而很少甚至没有从安全和可靠性方面进行分析比较，其结果是造成系统性能和用途不协调，投资大小和投资方向的准确性下降，通俗地说不是“大马拉小车”就是“小马拉大车”。
本文将从列车检测方式、机车信号选择、设备控制方式等的安全和可靠，陛方面进行分析，希望能够对信号系统的方案设计提供—些借鉴。
2 系统方案的安全策略信号系统的安全性体现在两个方面，即方案的安全性和设备的安全性。
—一般人们只注重了设备的安全性，而忽视了方案的安全性比较，也就是说在不同没备提供同样的安全性指标时，巾于方案选择的不同，也会造成整个信号系统安全性能的差异。
2．1 列车检测方式的选择实时安全的列车检测是实现列车安全运行和其他系统安全工作的基础，合理选择列车检测方式也就成为确保运营安全、高效的关键课题。
列车检测的方法有模拟轨道电路、音频数字轨道电路、查询应答器、感应电缆环线、计轴以及无线通信等。
传统的模拟轨道电路用于检测列车位置，虽然具有较高的安全性，但是由于不能提供“车—地’传输的足够多的信息，较长的应变时间也无法把行车间隔时间进一步缩短，而且存在钢轨绝缘接头，增加了维修工作量，并影响乘坐的舒适性，所以已几乎不在城市轨道交通的正线中运用。
音频数字轨道电路采用微处理器对地面信息进行数字编码，再传递到钢轨上，由于其编码可包含的信息量大，不仅可以检测列车位置，还可以作为“车—地’通信的方式，对列车进行较精确的控制，并且由于数字轨道电路的高度灵敏度和可靠性，所以该系统的安全性能是很高的。
华东交通大学理工学院本科生毕业设计（论文）资料袋华东交通大学理工学院Institute of Technology.East China Jiaotong University毕业设计（论文）Graduation Design （Thesis）（20 —20 年）题目CTCS-2 级列控系统常见故障分析分院：专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：起讫日期：华东交通大学理工学院毕业设计（论文）原创性申明本人郑重申明：所呈交的毕业设计（论文）是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的研究成果。
设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中特别加以标注引用，除此之外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。
本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。
毕业设计（论文）作者签名：日期：年月日毕业设计（论文）版权使用授权书本毕业设计（论文）作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计（论文）的复印件和电子版，允许设计（论文）被查阅和借阅。
本人授权华东交通大学理工学院可以将本设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编毕业设计（论文）。
（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权书）毕业设计（论文）作者签名：指导教师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要摘要我国铁路近年来得到迅速发展，在铁路行业的方方面面中计算机和通信等高新方面的技术得到了较为宽泛地应用，为保障我国铁路运营行车安全、提高行车效率将列车运行控制系统作为重要手段，并在大量引进国外先进设备、技术的基础上实行了诸多创新技术。
CTCS-2 级列车运行控制系统作用是保证铁路的行车安全，所以其自身必须具备相当高的可靠性。
本学位论文首先介绍列控系统的概念与发展、再从其结构和与功能，特别介绍 ATP 车载设备与控车基本工作原理的。
1 引言为了满足国内日益增长的快速铁路客运需要，时速达200k m/h的动车组已经投入城际和客运专线营运。
为了保证动车组200k m/h的运行安全，铁道部组织有关单位，在借鉴欧洲和日本列控系统的基础上，引进、消化、研发了中国铁路既有线200km/h动车组列控系统（CTCS2）。
本文着重对CTCS2级列车控制系统进行了分析与研究，对CTCS2级列控系统中地面设备和车载设备各组成部分的功能和技术特点进行了详细描述，并对C T C S2级列控系统的控制模式进行了简要说明。
2 中国铁路列控系统发展回顾20世纪80年代初，全路大部分机车都安装了机车“三大件”，即机车信号、自动停车和无线列调，行车安全形势大有好转。
随之国内多家单位积极开展列车超速防护系统（A T P）的研究，探索中国铁路列控系统发展之路。
但是，既有闭塞制式的复杂多样性大大增加了系统研制的难度，特别是既有观念上的束缚，使得列车超速防护系统的研究止步于试验阶段。
1985年，我国开始酝酿引进国外的无绝缘轨道电路和车载A T P系统。
郑武线电气化工程中率先引进UM71无绝缘轨道电路和TVM300超速防护系统，推动了我国多信息速差式自动闭塞和列车超速防护的发展。
郑武线的引进不仅使我们接触到了国外的中国CTCS2级列控系统的功能及技术特点(北京电铁通信信号勘测设计院 裘 韧)先进技术，更重要的是学习到了新的理念。
作为车载超速防护的基础——地面U M71系统以及国产化的U M71系列设备，随着在郑武、京郑、广深、哈大、武广、京山、沈山等繁忙干线上的成功运用，以其轨道电路可做到一次调整、有断轨检查、抗干扰性强和工作稳定等显著优势，得到用户的广泛认可，逐步成为我国铁路自动闭塞制式的主流。
1995年，国家“ 八五” 攻关项目“LSK 旅客列车速度分级控制系统”在广深线160～200k m/h 的列车上投入运营。
L S K系统作为我国自行研制的准高速旅客列车超速防护系统，在“人机联控，人控优先”的设计原则下，综合信号安全技术、机电控制技术、计算机和网络通信技术，以及可靠性与故障安全理论，构成新型人机关系的信号安全防护系统，并首次以车载信号作为行车凭证，实现了我国超速防护系统历史性的突破。
为了实现铁路跨越式发展，必须对我国现有的铁路信号设备进行升级和改造，以满足列车高速运行下的安全控制。
目前在２００ｋｍ／ｈ及以上区段采用了ＣＴＣＳ－２级列车控制系统，实现了列车高速运行下的安全控制。
１ＣＴＣＳ－２级列车控制系统概况ＣＴＣＳ－２级列控系统是在我国既有成熟信号系统技术设备基础上，通过适当增加其他信号设备（如应答器、车站列控中心、ＡＴＰ车载设备），构成具有中国特色、实现目标距离速度控制功能，并基于轨道电路的列车控制系统。
ＣＴＣＳ－２级列控系统包括地面设备和车载设备。
地面设备由轨道电路、车站电码化设备传输连续列控信息，由点式应答器、车站列控中心传输点式列控信息，其中车站列控中心是地面设备的核心。
车载设备根据地面提供的信号动态信息、线路静态参数、临时限速信息及有关列车数据，生成控制速度和目标———距离模式曲线，控制列车运行。
同时，车载记录单元对列控系统有关数据及操作状态信息实时动态记录。
２车站列控中心的基本功能及其构成车站列控中心与车站计算机连锁或６５０２电气集中、ＣＴＣ（分散自律调度集中系统）、ＴＤＣＳ（列车调度指挥系统）接口，根据调度命令、进路状态、线路参数等产生进路及临时限速等相关控车信息，通过ＬＥＵ（地面电子单元）向有源应答器传送报文，列车ＢＴＭ（应答器信息接收单元）接收应答器信息，控制列车运行（见图１）。
车站列控中心通过Ｐ口从ＴＤＣＳ或ＣＴＣ系统获得调度命令，包括接发车信息、临时限速信息（起点里程、长度、速度、起止时间等）、运行方向信息。
车站列控中心通过Ｑ口从车站连锁系统获得车站进路和相关实时信息，包括进站、出站、通过、进路、股道号、信号机开放等。
根据需要，输出进站或进路信号机点黄灯、接近区段轨道电路发黄码控制条件，由连锁完成控制及驱动。
ＬＥＵ按照车站列控中心产生的应答器报文地址，实时选择对应的报文向有源应答器传送。
未办理进路或ＬＥＵ与应答器通信中断时，应答器具有保证行车安全的缺省报文。
CTCS-2—200C列车运行控制设备数据分析和维护摘要：本文探讨了CTCS-2—200C列车运行控制设备的数据分析和维护的有效方法。
首先，我们详细介绍了CTCS-2—200C列车运行控制设备的构成和功能，以及它的数据分析要求。
然后，我们提出了一系列的数据分析方法，以便有效地收集、分析和存储CTCS-2—200C列车运行控制设备的数据，以便有效地识别和维护设备。
最后，我们提出了一种新的CTCS-2—200C列车运行控制设备数据分析和维护方法，并通过一系列实验来证明这种方法的有效性。
关键词：CTCS-2—200C；数据分析；维护；设备正文：1.简介：CTCS-2—200C列车运行控制设备是一种用于控制铁路运行的设备，它可以防止路径混乱、碰撞、不必要的等待时间等，保证铁路运行的安全性和稳定性。
它由计算机、通信设备和控制设备组成，具有调度、路径计算、状态检测、信号传输、信息处理、运行控制等功能。
2. 数据分析要求：CTCS-2—200C列车运行控制设备的数据分析要求包括对设备状态的实时监控、对历史数据的分析和分类，以及对维修历史的统计分析。
此外，还需要对设备动态参数进行实时分析，以及对设备软硬件等状态进行智能诊断。
3. 数据分析方法：为了有效地实现CTCS-2—200C列车运行控制设备的数据分析，我们提出了一系列的数据分析方法，包括使用大数据分析、监控和可视化技术，以及AI算法来识别故障和异常，提取有效的特征和联系，以便更好地维护设备。
4. 新方法：针对CTCS-2—200C列车运行控制设备的数据分析和维护，我们提出了一种新的方法，该方法结合设备实时运行状态、历史数据以及故障历史等信息，使用AI算法构建模型，实时诊断故障，预测未来故障，并有效地维护设备。
5. 实验结果：为了验证所提出的方法的有效性，我们进行了一系列实验，结果表明，采用所提出的新方法，可以有效地分析CTCS-2—200C列车运行控制设备的数据，实现对设备状态的有效监控，有效地识别故障和异常，并提供有效的维护策略，提高CTCS-2—200C列车运行控制设备的可靠性和可用性。
CTCS-2 级及CTCS-3 级列控系统方案优化探讨发表时间：2015-01-08T17:08:46.853Z 来源：《价值工程》2014年第8月下旬供稿作者：董继芬[导读] CTCS-2 级及CTCS-3 级列控系统已广泛应用于我国高速铁路项目中，对保证高速铁路运行安全起到重要作用。
董继芬DONG Ji-fen （中铁通信信号勘测设计（北京）有限公司，北京100036）（China Railway Communication and Signal Survey & Design（Beijing）Co.，Ltd.，Beijing 100036，China）摘要：CTCS-2 级及CTCS-3 级列控系统已广泛应用于我国高速铁路项目中，对保证高速铁路运行安全起到重要作用。
在分析现有安全措施的基础上，针对一些意外情况、特殊场景等提出以下方案优化思路供研讨。
Abstract: CTCS-2 and CTCS-3 train control system has been widely used in high speed railway projects in China, which is importantfor ensuring the safe operation of high-speed railway. On the basis of the analysis of the existing security measures and in view of someunexpected circumstances and special scenes, scheme optimization idea is proposed for discussion.关键词：CTCS-2 级列控系统；CTCS-3 级列控系统；优化方案 Key words: CTCS-2 train control system；CTCS-3 train control system；optimization scheme 中图分类号：U284.91 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）24-0073-02 1 CTCS-2 级轨道电路编码方面 1.1 限制JC 码使用范围，采用H 码代替按照目前列控中心技术规范的相关规定，很多情况下使用了检测（JC）码，如列车进路没有开放时，道岔区段发JC 码；引导接发车时，道岔区段发JC 码；列车信号异常关闭时，道岔区段发JC 码；由多个轨道区段组成的闭塞分区，列车所在区段的后方区段发送JC 码。
用于列车控制的通信系统可靠性能分析摘要：随着现代轨道交通已经在全国各地广泛建设并使用,有效的缓解交通压力,另一方面,5G、云计算、大数据、人工智能的技术的出现也促进着轨道交通技术的进一步发展。
对于轨道交通现在和未来的建设和经营都提出了更高的要求:高的服务质量、低的运营成本。
本文对通信的列车控制系统的系统可靠性能进行了分析。
关键词:轨道交通；通信；车载控制器引言轨道信号系统在轨道交通安全中起重要作用，它可以随时检测列车运行状况，对列车进行指挥，在确保运行安全的前提下最大程度提高运行速度。
中国在不断发展，人口人数大量增加，列车的数量也在不断的增加，轨道列车的交通安全已经成了近期的大问题，人们对其管理的工作难度在增大，只有合理的利用更加智能化、机械化的先进系统才能有效解决这一难题。
1信号系统轨道交通信号控制系统中的最重要的部分就是信号系统，它就是整个信号控制系统的核心，其作用是连接系统中各个部分，将它们联合在一起，共同的为系统的正常运行发挥作用。
轨道交通信号控制系统可以使列车安全地运行，保护乘客的乘坐安全，提高列车运行效率，保证列车之间的安全距离。
这个信号控制系统的核心是列车的自动控制系统（简称ATC）。
主要包括列车自动监控子系统（简称ATS）、列车自动驾驶子系统(简称ATO)、列车自动防护子系统(简称ATP)和计算机联锁子系统（简称CBI）。
2轨道交通信号控制系统的可靠性优点（1）轨道交通信号控制系统是一个独立的现代信号系统，不与电路等其他设备连接，便于设备的安装与调试。
（2）轨道交通信号控制系统可以实现信息的双向传导，并且大容量的快速传导。
（3）通过移动闭塞有效的缩小列车的行车距离，提高运行效率的同时也可以有效减少交通事故的发生。
（4）轨道交通系统可以实现无人调控，完全利用机械的自动化来运行，节省了人力。
（5）轨道交通信号控制系统中列车配有控制器，列车通过控制器与旁边的轨道设备进行信息传输，包括列车现在所处位置、运行方向、速度及运行状态等信息。
CTCS2列控中心安全冗余通信的可靠性测试-通信与信息系统专业毕业论文摘要摘要CTCS2列控中心是实现第六次提速，完成地面信息处理并向列车动态传送的关键地面设备，属于安全性、可靠性方面具有极高的要求安全苛求系统，因此，需要通过测试才能保证设备能够顺利投入实际运行。
本文通过对列控系统的整体结构、列控中心的结构功能尤其是列控中心接口的研究，提出了列控中心测试平台的软件实现架构和功能，以及平台集中式的结构体系。
数据通信子系统完成测试平台内部以及平台与被测系统之间的信息交换，是保证测试顺利进行的前提。
本文通过对面向对象和多线程技术研究和应用，在完全依照列控中心接口协议的基础上，给出了该子系统的具体实现方案，解决了集中式系统结构中的多任务调度和资源分配的问题。
安全苛求系统通过设备冗余的方式可以进一步保证系统可靠性、安全性的要求。
冗余系统网络是安全苛求系统冗余连接组成的一个网络，它除了具有安全苛求系统的安全性等方面的要求外，在故障处理方面有很高的容错性要求。
冗余系统网络切换逻辑的合理化设计是保证冗余系统网络稳定性的重要措施之一。
本文通过安全苛求系统冗余通信可靠性的测试方法的研究，提出了冗余系统网络的分级切换策略，有效的解决了故障引起的切换混乱、连锁切换等问题，提高了网络的容错能力。
本文还将安全苛求系统冗余通信可靠性测试方法应用于列控中心系统，提出了列控中心的切换逻辑和具体的冗余通信可靠性测试方法。
最后，本文还通过对京九线官亭站列控中心系统的实测，验证了测试平台的数据通信性能可以满足通信吞吐量、传输速率、通信可靠性测试等方面的要求，并对该列控中心安全冗余通信可靠性的测试结果进行分析，结果表明，被测系统的冗余通信可靠性方面的性能基本可以达到要求，但仍存在一些设计问题，需要在以后的研究开发中进行解决。
关键词：CTCS2列控中心，安全苛求系统，面向对象，多线程，冗余系统网络，分级切换AbstractABSTRACTStation Train Control Center is one kind of important signaling equipments of sixth speedup projects in China．Meanwhile，it is crucial equipment to implement the ground information processing and transmit dynamic information to the train．It is aSalty Critical System with high safety and reliabilityrequirements．Therefore，it is essential to ensure these requirements by testing the equipment．On the basis of researching the whole structure of CTCS2 Train Control System and the function，especially,the interfaces of Station Train Control Center,it is described the software function and ffamework of the test platform for Station．Train Control Center and presented its centralizedstructure in this paper．Data communication subsystem is responsible for information exchange between test platform and the system to be tested．The subsystem ensures the testing operating smoothly．Based on research and application of object··oriented and multi—threading technology,according to the protocol of Train Control Center interfaces，it is described the method to implement this subsystem and solves the problems of multi．task scheduling and resource allocation in the centralized system structure in this paper．Safety Critical System further achieves the requirement of reliability,safety by redundancy technology．Redundancy System Network is a network connected by several Safety Critical Systems．Except for the same safety requests of Safety CriticalSystem，additionally,the network needs to achieve a highly requirement of fault．tolerance capability once system fault Occurs．Reasonable design method of switching logic for Redundancy System Network is one of themost important measures to ensure the stability of the network．In this paper,through studying on the test of communication reliability of Safety Critical System，it is proposed theclassified switching strategy of Redundancy System Network．Thisstrategy effectivelysolves the problems which is caused by fault such as confusion switch andchain switch，and enhances the fault—tolerant capability of the network．Then this paper applies this redundant communications reliability test method to Train ControlIIAbStl．aCtCenter and presents the switching logic and specific redundant communications reliability testing methods for Train Control Center．Finally,by real testing the control center system of Guanting station on the Beijing-Kowloon trackage，we verify the communication performance of test platform which have meet the need of throughput，transmission rate and redundant communications reliability test．Then we analyzing the results of redundant safety communications reliability test of station control center,which show that the system Can be achieved basic performance requirements of redundantsafety communicationsthere are still some design issues that should be solved in the future reliability,butwork．Key Words：CTCS2 Stating Train Control Center,Safety CritiCal System，Object—oriented，Multi-thread，Redundancy System Network，Classified Main—standby Switching StrategyIII学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。
栅天一学位论文作者签名：m8年专月f 8日经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。
指导教师签名：学位论文作者签名：年月日年月日同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
签名：嘏天一跏8年弓月，召日第1章绪论第1章绪论1．1引言提高列车运行速度是铁路技术发展的重要目标，保证列车运行安全是实现我国提速战略的重要保证，而列车运行控制系统(简称列控系统)是实现这一重要保证的主要技术支持手段。
