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基于802.11g的CBTC车地通信子系统建模与分析

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中 图分 类 号 ： ３ ３ ＴＰ ９ 文 献 标 志码 ：Ａ ｄ ｉ１ ． ９ ９ｊｉｓ． ０ １８ ６ ．０ １０ ． １ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ０—３ ０ ２ １ ． ５ ０ ３
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基于 ８ ２ １ ｇ的 Ｃ Ｔ ０ ．ｌ Ｂ Ｃ车地通信 子 系统建模 与分析
朱 力 ， 宁 滨
（ 京 交 通 大 学 轨 道 交通 国 家 重 点 实 验 室 ，北 京 １ ０ ４ ） 北 ０ ０ ４
摘
要： Ｂ Ｃ ＴＣ系 统 是 利 用 连 续 、 容 量 的 车 地 双 向数 字 通 信 实 现 列 车 控 制 信 息 、 车 状 态 信 息 传 输 的先 进 列 车 大 列
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控 制 系统 ， Ｂ Ｃ ＴＣ系 统 中 车 地 通 信 子 系 统对 于 保 障 列 车 安 全 高 效 的 运 营 具 有 重 要 作 用 。本 文 根 据 Ｃ Ｔ Ｂ Ｃ移 动 闭 塞 系统 中 的 列 车 追 踪 模 型 ， 析 系 统 对 通 信 的 要 求 ； 用 Ｏ ＮＥ 的 三 层 建 模 机 制 ， 立 基 于 ８ ２ １ ｇ的 Ｃ ＴＣ 分 利 Ｐ Ｔ 建 ０． ｌ Ｂ
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第３ ３卷 第 ５期
２０ １１年 ５月
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Ｖｏｌ ３ Ｎ ｏ Ｉ ３ ．５
Ｍａ ｙ ２０１ １
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＨＥ ＣＨＩ ＮＡ ＲＡＩ ＡＹ ０Ｃ ＥＴＹ ＬＷ Ｓ Ｉ
文 章 编 号 ：１ ０ — ３ ０ ２ １ ） ５０ ７ — ６ ０ １８ ６ （ ０ ｉ ０ — ０ ２０
车 地 通 信 系 统 的 系 统 仿 真 模 型 ； 用 该 仿 真平 台仿 真 列 控 业 务 下 的通 信 系 统 性 能 ； 真 结 果 表 明 ， 区 间 追 踪 阶 利 仿 在
段 ， 于 ８ ２ １ｇ的无 线 局 域 网 完 全 满 足 列 车 控 制 的需 要 ； 要 保 证 车 站 附 近 的 ＡＰ信 号 覆 盖 以 满 足 列 车 进 入 中 基 ０． １ 需 间站 停 车 时 对 通 信 的要 求 。 关 键 词 ： 于 通 信 的 列 车 控 制 系 统 ；车 地 通 信 ；Ｏ ＮＥ 基 Ｐ Ｔ；系 统 仿 真 ； 线局 域 网 无
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精选列车运行控制系统44列控地面设备CBTC地面设备

精选列车运行控制系统44列控地面设备CBTC地面设备


一、系统组成
ATS系统 ATS系统主要实现对列车运行的监督和指挥，辅助调度任意对全线列车进行管理，ATS包括控制中心和车站设备。 基本功能包括：列车识别和跟踪、运行图管理、列车进路办理、在线列车冲突管理、列车运行自动调整、扣车、跳车、临时限速等。
联锁系统 轨道空闲处理、进路控制、道岔控制和信号控制功能是CI子系统的主要功能。进路控制功能负责整条进路的排列、锁闭、保持和解锁。道岔控制功能负责道岔的解锁、转换、锁闭和监督。这些动作是对ATS子系统命令的响应。信号控制功能负责监督轨道旁信号机的状态，并根据进路、轨道区段、道岔和其它轨旁信号机的状态来控制信号机。 它根据来自ATS的命令设置信号机何时为停车显示。它也产生命令输出，ATC系统以此来控制列车从一个进路行驶到另一进路。
CBTC系统是指通过无线通信的方式实现列车和地面间连续通信的列车控制系统。系统的核心部分为轨旁和车载两部分。 列车通过机车上的测速传感器和线路上的应答器来得到列车的实时位置，应答器在线路的固定位置设置，列车每经过一个应答器就会在数据库中查找其位置，从而得到列车的精确位置，列车的实时速度是通过测速传感器获得的，速度对时间的积分获得列车的相对位移，每经过一个应答器的实际位置加上相对该应答器的相对位移就可以实时的获得列车的准确位置。VOBC将列车的准确位置通过WLAN发送给轨旁设备，实现列车对地面设备的通信。 轨旁的核心设备是区域控制器ZC，它负责管态（道岔、屏蔽门、紧急停车按钮、计轴区段等），向地面ATP系统发送障碍物信息及联锁的进路信息。（4）确定行车许可的计算范围。地面ATP接收到联锁的进路信息、障碍物信息，根据列车在线路上的位置信息，确定列车当前能够使用的进路范围。 如下图所示，列车运行在进路R1上，进路R2、R3均已排列，地面ATP通过线路上列车运行情况及信号机的接近区段情况判断该车为最接近进路R2和R3的受控制的列车，将进路R1、R2、R3均分配给该列车使用，这样就确定了为该列车计算行车许可需要考虑的范围。
地铁CBTC系统信号系统分析与故障

地铁CBTC系统信号系统分析与故障

地铁CBTC系统信号系统分析与故障1. 引言1.1 介绍地铁CBTC系统信号系统分析与故障地铁CBTC系统信号系统是一种先进的列车控制系统，它采用了计算机技术和无线通信技术，实现了列车之间的实时通信和自动调度。

CBTC系统的信号系统是系统中的关键部分，它负责向列车发送信号和指令，以确保列车能够安全、高效地运行。

对于CBTC系统信号系统的分析和故障排查显得尤为重要。

在实际运行中，CBTC系统信号系统可能会出现各种故障，例如信号传输中断、信号误码等。

为了及时排除这些故障，需要对CBTC系统信号系统进行分析，并采取相应的维修措施。

通过对故障案例的分析，可以总结出一些常见的故障原因和解决方法，为系统的维护和优化提供参考。

本文将重点介绍地铁CBTC系统信号系统的原理、分析方法、故障排查技术，以及相关的案例分析和维护优化策略。

通过对这些内容的深入探讨，可以更好地理解CBTC系统信号系统的重要性，同时也可以为今后地铁CBTC系统信号系统的发展提出建设性建议。

2. 正文2.1 CBTC系统原理CBTC系统通过无线通信技术实现列车与地面控制中心之间的实时数据传输。

列车上搭载有装有通信设备的车载控制器，地面控制中心通过无线信号与车载控制器进行数据交换，实现列车位置、速度等信息的传输。

CBTC系统通过计算机技术实现列车的实时监控和控制。

地面控制中心通过计算机系统对列车所传输的数据进行处理和分析，然后下达相应的指令控制列车的运行，包括限速、停车等操作。

CBTC系统还包括了车载信号系统和地面轨道侧信号系统的配合工作。

车载信号系统通过车载控制器对列车进行控制，地面轨道侧信号系统则通过信号灯等装置向列车发送控制指令，实现列车的安全运行。

CBTC系统原理是通过无线通信技术和计算机技术实现列车运行的实时监控和控制，保障列车运行的安全和高效。

CBTC系统的原理为地铁运行提供了技术支持，是地铁运行的重要保障之一。

2.2 CBTC系统信号系统分析CBTC系统信号系统分析主要是对地铁CBTC系统中信号系统的功能、结构、性能等进行系统的分析和研究。

列车运行自动控制系统—CBTC系统

列车运行自动控制系统—CBTC系统

在CBTC系统中，列车位置在的检测由列车本身提供，列车将报告其在线 路上的位置。为确保安全，列车必须对其位置和运行方向进行精确判定。 为判定列车位置，列车的车载计算机会同转速计/速度传感器/加速度计 （用于测量距离、速度和加速度）及定位应答器（判定列车绝对位置）检 测设备共同合作完成。 列车定位由以下情况综合确定： （1）线路网络中应答器的检测：VOBC将接受每个应答器的识别号发送给 定位模块以识别线路区段的位置和偏移量。 （2）列车走行距离的测量：列车根据自身的速度传感器、转速计、加速 度计等对列车的走行距离进行测量。
2. 区域控制器 ZC
ZC接收其控制范围内列车车载设备无线传输的所有列车位置 信息；根据联锁系统报告的信号设备状态信息及所辖区域内轨道 障碍物的位置，为向所辖区域内后续的所有列车计算各自的移动 授权。 ZC同时对线路的临时限速进行管理控制。 ZC还负责对相邻ZC的移动授权请求做出响应，完成列车从一 个区域到另一个区域的交接。
列车定位过程分为两个：列车位置初始化和列车位置信息更新。
➢列车根据检测到第一个无源定位信标作为列车初始位置， 其中检测是通过信标检测列车上的天线位置实现。然后根据 第二个检测的无源定位信标确定列车的行进方向。即列车根 据检测到的两个连续无源定位信标建立列车位置和方向。 ➢列车根据测速测距功能计算出的列车位移，在列车先前建 立的位置基础上持续更新位置。 ➢列车会根据后续检测到的无源定位信标更新校准列车位置。
2. ZC切换原理
当列车正常运行到达当前 受控ZC管辖边界时，如确 认列车满足切换条件，开始 与相邻管辖区的ZC进行信 息交互，当列车越过边界后 将尝试与相邻ZC建立控制 关系，并与运行出清的ZC 解除控制关系。
ZC只能授予列车在其辖 区内活动的权限。当列车 MA延伸到地面ATP边界时， ZC会请求相邻的ZC为该列 车计算MA。
5.8G频段的CBTC车地无线通信子系统

5.8G频段的CBTC车地无线通信子系统

5.8G频段的CBTC车地无线通信子系统解决方案一、项目的开发背景众所周知，在2012年11月份深圳地铁信号多次受到便携式Wi-Fi的干扰造成地铁列车停止运行。

便携式Wi-Fi一般使用2.4Ghz这个频率，这个属于非注册频率，不需要申请，谁都可以用，可以说是最方便但是最不安全的。

而且，许多家用电子设备都使用2.4Ghz进行通讯，例如无线路由器、iPad、无线鼠标、无绳电话、蓝牙设备等，甚至微波炉也是使用这一频率。

基于无线通信的列车自动控制系统，即CBTC(Communication based Train Control)，也称移动闭塞信号系统。

该系统借助无线网络进行数据传输，也使用公用频段2.4Ghz。

这势必会造成信号系统频率的干扰，随着现在移动通信系统上网速度越来越快，采用便携式WIFI的设备也会越来越多，也势必造成更大的信号冲突。

因此，基于无线通信的列车自动控制系统采用新的频段也迫在眉睫、刻不容缓！二、地铁2.4G与5.8G通信系统的比较分析目前，在新建地铁信号系统的方案选择上，采用CBTC无线AP（无线接入点）接入方式的线路已越来越多。

采用AP接入，具有成本较低、通讯带宽高、可部分使用商用设备、安装调试方案灵活、施工时间短等优点。

现在我国在建或改造的的地铁线路中采用无线AP点接入就有北京地铁4号线，10号线，深圳地铁2号线等。

这些方案在无线频率的选择上又分为2.4G ISM频段和5.8G ISM频段。

我国开放这两个频段为ISM频段的时间还比较短，应用在大型工程上的案例还不多，尤其是5.8G频段更是较少。

1、地铁列车的拓扑模型地铁也是铁路运输的一种模式，它的运营组织和线路结构和大铁路相比虽然简单，但基本要素相同。

采用AP 无线覆盖时的结构如图1。

图1 为提高可靠性采用的对向双信道覆盖地铁列车运行时不断从一个小区（AP 的覆盖范围）进入到下一个小区。

这时，影响车地通信的可靠性的的因素，应从二个方面考虑：i. 小区内：因高速移动产生的多普勒频移；隧道壁反射无线电波引起的多径反射；地铁列车对信号的阻隔影响等。