城市轨道交通基于通信的列车控制系统车地无线通信优化方案
城市轨道交通基于通信的列车制系统(CBTC)列车自动监控(ATS)技术规范

批 准 部 门 :上 海 市 城 乡 建 设 和 交 通 委 员 会 施 行 日 期 :2013 年 10 月 1 日
2013暋 上 海
上海市城乡建设和交通委员会文件
沪 建 交 [2013]773 号
上海市城乡建设和交通委员会 关于批准《城市轨道交通基于通信的列车
1
2暋术暋语
2灡0灡1暋 列 车 自 动 控 制 (ATC)AutomaticTrainControl 自动控制列车运行并保证列车运行安全和指挥调度列车的
系统。ATC 包括列车自动防护、列车自动监控、列车自动驾驶。 2灡0灡2暋 列 车 自 动 防 护 (ATP)AutomaticTrainProtection
上
海
市
建
筑
建
材
业
上海市建筑建材业市场管理总站
市
场
暋ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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理
总
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上海市工程建设规范
城市轨道交通基于通信的列车 控制系统(CBTC)列车自动 监控(ATS)技术规范
TechnicalspecificationforCommunication灢 BasedTrainControl(CBTC)system's AutomaticTrainSupervision(ATS)of urbanrailtransit DG/TJ08-2130-2013 J12439-2013
列车自动控制 系 统 的 子 系 统,通 过 列 车 检 测、列 车 间 隔 控 制 和联锁等,以“故障灢安全暠的 方 式 实 现 对 列 车 的 冲 撞、超 速 和 其 他 危险状况的防护。 2灡0灡3暋 列 车 自 动 监 控 (ATS)AutomaticTrainSupervision
城市轨道交通基于通信的列车运行控制系统(CBTC)互联互通测试规范第2部分:点式部分测试及验证技术规范

45.020
Hale Waihona Puke 中国城市轨道交通协会团体标准
TCAME/TXXXXX—2017
城市轨道交通基于通信的列车运行控制 系统(CBTC)互联互通测试规范
第 2 部分: 点式部分测试及验证技术规范
Test specification for interoperability of Communication Based Train Control system for urban rail transit Part 2:Test and VerificationSpecification of Intermittent Train Control
第3页
引
言
为促进中国城市轨道交通建设,实现并满足城市轨道交通互联互通的需要,达到经济适用、资源共 享、技术先进及可持续发展的目标,制定城市轨道交通基于通信的列车运行控制系统(CBTC)互联互通 系列团体标准。 该系列规范包括《城市轨道交通基于通信的列车运行控制系统(CBTC)互联互通系统规范》、《城 市轨道交通基于通信的列车运行控制系统(CBTC)互联互通接口规范》、《城市轨道交通基于通信的列 车运行控制系统(CBTC)互联互通测试规范》、《城市轨道交通基于通信的列车运行控制系统(CBTC) 互联互通工程规范》四部分。 该系列规范的结构如下: a)互联互通系统规范,分成以下四个部分: ——第1部分:系统总体要求 ——第2部分:系统架构和功能分配技术要求 ——第3部分:车载电子地图技术规范 ——第4部分:互联互通危害分析 b)互联互通接口规范,分成以下八个部分: ——第1部分:应答器报文规范 ——第2部分:CBTC系统车地连续通信协议规范 ——第3部分:车载列车自动保护(ATP)/列车自动运行(ATO)系统与车辆的接口技术要求 ——第4部分:区域控制器(ZC)间接口规范 ——第5部分:计算机联锁(CI)间接口规范 ——第6部分:列车自动监控系统(ATS)间接口规范 ——第7部分:信号各子系统与维护支持子系统(MSS)间接口规范 ——第8部分:车载人机界面规范 c)互联互通测试规范,分成以下两个部分: ——第1部分:CBTC部分测试及验证技术规范 ——第2部分:点式部分测试及验证技术规范 d)互联互通工程规范,分成以下三个部分: ——第1部分:工程设计导则 ——第2部分:安全评估规范 ——第3部分:交付基本条件
浅谈基于无线通信的地铁信号列车自动控制(ATC)系统原理

浅谈基于无线通信的地铁信号列车自动控制(ATC)系统原理摘要:ATC以车辆为中心的列车控制;安全以及精确地列车定位;通过移动授权MAL控制的安全的列车间隔以及移动控制连续;高速的车地双向通信。
关键词:ATC,ATO,ATP,ATS引言地鐵是现代化都市的重要基础设施,它安全、迅速、舒适、便利地在城市范围内运送乘客,最大限度地满足市民出行的需要。
在各种公共交通工具中,地铁具有运量大、速度快、安全可靠、污染低、受其他交通方式干扰小等特点,对改变城市交通拥挤、乘车困难、行车速度下降的问题是很有效的,因此,地铁是现代化都市所必需的交通工具。
由此基础上出现了地铁信号列车自动控制(ATC)系统,让市民的出行更加便利、舒适。
1地铁信号列车自动控制(ATC)系统地铁信号列车自动控制(ATC)系统主要包括列车自动防护ATP,列车自动运行ATO,列车自动监督ATS,计算机联锁系统等子系统组成2列车自动防护(ATP)的工作原理列车自动保护系统是确保列车运行速度不超过目标速度的安全控制系统。
它是列车自动控制(ATC)系统的子系统,也是确保列车安全运行,实现超速防护的关键设备。
该子系统通过设于轨旁的ATP地面设备,连续地向列车传送“目标速度”或“目标距离”等信息,以保持后续列车与先行列车之间的安全间隔距离,并监督列车车门和站台屏蔽门的开启和关闭的程序控制,确保它们的安全操作。
ATP子系统地面发送设备平时通过计轴、轨道电路、信标发送列车检测信息,以检查轨道区段的空闲和占用,当检测到列车占用该轨道区段时,将“目标速度”或“目标距离”等数据信息传送给列车。
车载ATP设备接收并解译“速度命令”等数据信息,结合列车实际速度、制动率、车轮磨损补偿等相关条件,实现超速防护控制,并与列车自动运行(ATO)子系统配合,实现列车速度的自动调整。
当列车到达定位停车点,由ATP子系统通过轨旁设备向列车传送列车车门开启和关闭信息,进行列车车门开、闭控制。
城市轨道交通基于通信的列车自动控制系统技术要求

城市轨道交通基于通信的列车自动控制系统技术要求城市轨道交通基于通信的列车自动控制系统技术要求:随着城市轨道交通的不断发展,列车自动控制系统已经成为一项重要的技术需求。
在城市轨道交通中,列车自动控制系统通过通信技术实现列车运行的自动控制和调度,提高运行效率和安全性。
下面是城市轨道交通基于通信的列车自动控制系统的一些技术要求。
1.可靠性和稳定性城市轨道交通是人们出行的重要方式之一,因此列车自动控制系统必须具备高可靠性和稳定性。
系统应能在任何时刻有效地运行,并能够自动检测和纠正异常情况,确保列车运行的安全和平稳。
2.实时性和准确性列车自动控制系统需要实时地获取和处理列车运行数据,能够准确地反映列车的位置、速度和状态。
系统应能够高效地传输数据,确保信息的实时性和准确性,以便实现列车的自动控制和调度。
3.数据传输和通信网络城市轨道交通的列车自动控制系统需要依赖高效、稳定的数据传输和通信网络。
系统应能够支持大规模的数据传输和处理,并能够自动适应网络负载和异常情况。
同时,系统需要具备高度的安全性和抗干扰能力,防止数据泄露和信息被攻击。
4.轨道信号和通信系统的集成列车自动控制系统需要与轨道信号系统和通信系统进行有效的集成。
轨道信号系统负责实时监测和控制列车运行的安全性,通信系统负责传输列车运行的相关数据和指令。
列车自动控制系统需要与这些系统进行无缝的集成,确保列车的自动控制和调度能够顺利进行。
5.自动调度和优化列车自动控制系统需要具备自动调度和优化功能,能够根据实时的运行情况和乘客需求,自动安排列车的出发时间、行驶路线和车速等参数。
系统应能够高效地分配资源,提高线路运行的效率和安全性。
6.故障自动检测和恢复列车自动控制系统需要具备故障自动检测和恢复功能。
系统应能够对列车运行中的异常情况进行自动检测和诊断,并能够自动采取相应的补救措施,保证列车的持续运行。
7.车辆间通信和协同控制城市轨道交通中的列车自动控制系统还需要支持车辆间的通信和协同控制。
浅析既有线信号系统车地无线通信漏缆优化整治应用

图1 系统无线通信构架(3)无线通信日志分析。
查看车载无线通信的日志,发现无线通信丢失时信号场强较弱(但在手册规定工作范围内),车载系统会尝试进行无线模块的切换,这种切换有时候成功有时候不成功。
结合列车的位置和无线场强数据发现,在某些站台切换不成功的概率较大。
(4)原因的推断和排查。
通过前述分析,初步推断认为,在某些地点场强较弱是导致无线通信不稳定的关键因素。
进一步分析,发现很多次的故障如遵循图2的过程。
图2 列车与轨旁无线连接方式在特定的位置,列车与地面的无线连接存在4种可能。
①列车头端无线模块连接列车头端方向的轨旁无线模块(简称头头连接);②列车头端无线模块连接列车(2)漏缆传输解决问题的工作机制。
根据设备手图3 站台改漏缆方案示意图可行性分析(1)漏缆传输可以接入系统。
在本项目中,无线通信对于上层应用(BP和车载ATP之间的通信)是透明的,只要逻辑链路是通的,通信可以通过任何信道、轨旁无线AP或通信介质(如无线天线或漏缆)进行。
只要成功建立连接并维持连接或切换到可用的连接,即可图4 漏缆整改连接示意图分析说明。
①漏缆接入点选取。
经分析和试验,考虑从既有AP到漏缆起点敷设的同轴电缆衰耗等情况,选取就近设备作为介入点。
②漏缆终端选取。
据目前评估,现有漏缆覆盖有效范围不小于之前AP1903范围,且覆盖距离需完全覆盖站台范围,不会受到车体阻挡的影响。
设备安装(1)矩形隧道安装如图5所示。
图5 设备安装位置示意图(2)钻孔和卡具安装。
使用φ8mm钻头在墙体上垂直钻孔,孔深建议为53mm,孔眼要求平直,不得成喇叭状,孔距建议为1m,装入膨胀螺栓,使用扳手紧固螺母。
按顺序安装螺杆或固定座、卡具,隧道内卡具安装要牢固,注意卡具开口的方向,防火卡具间距应符合设9个普通卡具安装一个防火卡具)。
线缆布设根据原有施工蓝图,现场先将新漏缆卡具安装完图6 某站下行通信丢失故障整改前后对比图4 结语通过问题排查和解决方案应用测试,本研究明确了造成通信问题的原因是在进行链路规划时未充分考虑车体等阻挡因素,同时切换机制不合理,在干扰环境下,导致无线信号不稳定。
『地铁主打胶片』『WLAN』H3C新一代地铁车地无线通信解决方案201609

案例分享:杭州地铁2号线PIS网络子系统—802.11n
杭州地铁2号线PIS车地
无线通信采用802.11n技 术,提供高带宽,上下行 线路采用不同5.8GHz频
点,且车站交换机(插光
接口板)通过光纤直连AP 的SFP接口,提供高可靠 可管理组网
案例分享:深圳地铁4号—整体承载网
H3C为深圳地铁4号线提 供PIS承载网整体方案, 包括有线接入网、IP骨 干网、车地无线通信网 以及安全、网管等
● 标准速率 2.4G ● 兼容11b
802.11n(双流)
● 标准速率
● 无商用产品
11M 5G:54M
54M
300M
802.11n(三流)
● 标准速率 ● 智能天线 ● 射频增强
450M
802.11ac(八流)
● 标准速率
● 兼容11a/b/g ● OFDM-MIMO
6930M
地铁车地无线通信发展趋势
H3C无线产品实现了WLAN QOS协议802.11e与有线QOS协议802.1p之间的相互映射,从
而在PIS承载网中实现跨越有线和无线网络的端到端的QOS保障,确保流量突发时优先传送
关键业务
有线无线一体化管理--维护效率更高
MPLS VPN管理
◆ 基于向导式VPN业务发现、业务部署 ◆ 直观的VPN告警与性能监控功能 ◆ 立即、定期配置审计、连通性审计 ◆ 基于业务功能、用户身份鉴权
0.02
0.015
X: 5.013e +00 4 Y : 0.0139 2
X: 6.342e +00 4 Y : 0.0134 7
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《城市轨道交通无线局域网宽带工程技术规范》(51211-2016)【可编辑】

高速运行的城市轨道交通车地宽带无线通信系统研究

25网络通信技术Network Communication Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering目前,国内城市轨道交通已开通运行的线路的运行速度主要为100km/h 及以下,为缩短旅行时间,城市轨道交通已逐渐向高速化发展,近期规划建设的线路运行速度提高到140km/h 、160km/h 及更高,在高速运行下的乘客信息系统车地传输比低速状态下的车地传输通信面临更多的问题,如多普勒效应和快速切换带来的影响是高速环境下不得不解决的两个重要的难题。
目前轨道交通大都采用802.11系列WLAN 技术承载乘客信息系统,基于802.11系列的WLAN 技术由于其技术标准体制的限制,存在切换频繁、干扰大、移动场景带宽小等问题。
因此,当列车在140km/h (~48m/s )高速运行时,会带来诸多的挑战如多普勒频移、隧道的多径效应、切换等,分析和探讨如何解决这些挑战是燃眉之急。
1 高速运行的轨道交通车地宽带无线通信系统需求1.1 轨道交通车地宽带无线通信系统需求高速运行的城市轨道交通的车地无线通信主要包括CBTC (列车控制业务)、列车紧急文本下发业务、列车运行状态监测、CCTV 列车视频监控业务、PIS 系统业务、集群调度业务等,还有车厢内乘客上网的需求。
PIS 系统车地实时传输的内容一般可分为三类:首先是车载PIS 实时播放视频信息,从地面到列车上,一般带宽为5~8Mbps ,二类,实时视频监视信息,从列车上到地面,每路带宽为512kbps~4Mbps ,此外还包括车辆状态信息,带宽约为0.2Mbps.系统提供的双向传输的有效带宽应不低于16Mb/s 。
在应急情况下,指挥中心需要了解更多的现场情况,需将紧急情况下的车载图像信息全部上传,将需要更大的传输带宽。
车厢内乘客上网,每节车厢按照旅客100人同时接入和并发应用,车厢接入用户按照50%并发访问外网,每个接入用户有200kbps 外网访问带宽,需要的带宽为40Mbps 。
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城市轨道交通基于通信的列车控制系统车地无线通信优化方案摘要随着现代社会经济的不断发展,人民生活水平逐渐提高,相应的人民的精神追求也在不断增加。
不管在什么时代,出行交通问题一直都是人民热切关注的话题之一。
随着科学技术水平的不断提高,现代的交通在各个方面都应用到了新型的高科技产品。
本文主要讨论了城市轨道交通基于通信的列车控制系统车地无线通信
工程设计的优化方案。
关键词城市交通;轨道交通;通信工程;列车控制;无线通信中图分类号tn91 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2013)93-0214-02
目前,在国内城市轨道交通领域内基于无线网络的通信技术已经得到应用,但由于无线通信网络不是特别稳定,所以这种新型的科技并没有得到广泛的应用。
随着科学技术的不断发展,只有不断的改善这种新型的科技技术,才能保证无线网络能够在列车控制系统得到广泛的应用,不断完善控制系统,才能更好的促进城市交通的不断发展,确保人民的出行安全。
1 传统的列车控制系统中车地无线通信技术
虽然说随着科学技术的不断发展,在国内的列车控制系统中已经出现了新型科技的车地无线通信的技术,但是传统的车地无线通信技术依然得到广泛的应用。
至今为止,列车控制系统中车地的无线通信依然是一个相对比较薄弱的技术环节,只有不断的改进这种技术方案,才能有效的促进车地无线通信的快速发展,确保人们的出
行安全。
2 列车控制系统中传统的车地无线通信中存在的缺陷
迄今为止,列车控制系统中的车地无线通信依然是城市轨道交通中相对比较薄弱的环节,现代化的城市居民中已经有很多人开始对传统的车地无线通信的安全性、可靠性产生了怀疑。
目前来看,传统的车地无线通信系统存在的缺陷主要有以下几个方面:
1)列车在大部分时间内都是处于运行状态的,但是传统的车地无线通信不能很好的配合列车的运行,无线通信和列车在大部分时间内都不会有很好的契合度;
2)标准的无线通信中适用的传输带宽相对比较宽,但是在列车的运行过程中,信号很容易就会受到各种因素的干扰,比如:无线信号在传播过程中特别容易衰落、多普勒效应以及隧道通信本身的传播特性等等;
3)民用无线通信系统的可靠性与工业的应用差距相对比较大。
3列车控制系统中的cbtc
在城市轨道交通的列车控制系统中,cbtc是一种基于通信的列车的控制系统,在这个系统中采用了先进的通信技术、计算机技术以及控制技术等各种先进技术。
cbtc相对于固定的闭塞来说它具有移动的特性,所以又把它叫做移动闭塞。
这种通信系统是迄今为止使用效率比较高的车地通信方式,这种通信方式可以根据列车的状态确定列车之间的间隔距离,同时这种通信方式所需要的设备装置可以在一定程度上减少维修的投资,也可以及时地运行相关的信息,
在很大程度上提高了列车控制系统的管理能力以及故障的诊断能力,所以这种移动的闭塞系统更能够满足人们对铁路交通的需求。
3.1 cbtc系统的工作原理
一个cbtc控制系统中包含dcc,scc,obe,soc等几个不同功能的子系统,每一个子系统负责不同的工作内容,几者相互配合,协调工作,共同实现列车控制系统车地无线通信的正常运行。
3.2交通无线通信控制系统中的cbtc系统本身的特点及其分类cbtc这种控制系统在很大程度上突破了移动闭塞已有的缺陷,和其他控制系统相比,它具有更大的优势:
1)实现城市轨道与列车之间的双向的通信,而且它能够容纳的信息量也比原来多出很多;
2)这种控制系统在一定程度上减少了城市轨道建设需要的通信设备,减少了购买设备所需要的投资,而且,相对来说这种控制系统的设备更加便于维修;
3)在紧急状态下也可以利用这个系统的线路疏散人员,在一定程度上降低了人员的伤亡;
当然,除此之外,这种控制系统还有其他的很多优势,但是它依然存在很多缺陷,这就需要业界人士的继续努力,不断改善车地通信的设备,不断优化车地无线通信的设计方案。
4 cbtc控制系统的主要分类
cbtc控制系统根据不同的信息传输方式,可以分为以下几种:1)电缆环线传输;
2)无线通信传输;
3)其他媒介传输等。
5 cbtc控制系统的主要功能
cbtc这种控制系统能够在城市轨道列车控制系统中得到长久的
应用,主要是因为它的功能相对来说比较强,这个系统的主要功能包括以下几个方面:
1)ats功能。
这项功能在其他控制系统的原有功能上又增加了其他的功能,比如:双向通信,能够很好的配合移动闭塞的相关要求,自动显示列车当前的状态等等,这就在很大程度上为乘车人员带来了便利,为广大群众所接受。
2)联锁功能。
同样的这项功能也在原有的基础性上增加了其他的功能,比如:设备和ats实现良好的配合,实现列车运行的双层控制,在一定程度上保证了列车的行车安全。
3)实现列车的检测。
这种功能可以完善列车运行故障的诊断,便于及时进行列车的维修甚至报警;
4)实现高速列车的快速定位。
在列车的运行过程中,精确的定位技术是非常重要的,它可以有效地实现对列车运行过程中的控制,保障了行车安全以及乘客的生命安全;
5)可以实现列车运行过程中的间隔控制,根据列车自身特点及行车线路改变长度,既可以随着列车的移动而移动,又不需要地面上的信号,在一定程度上减少了设备的投资,而且方便快捷。
除此之外,这种控制系统还有其他几方面的功能,这种控制系统
在一定程度上完善了车地通信系统,为相关工作人员、乘车人员带来很大的便利,同时,还为相关企业带来很大的便利。
6结论
虽然说,到目前为止车地通信依然是列车整个控制系统中相对比较薄弱的环节,但是随着社会经济的不断发展,控制系统的不断完善,车地通信将会在城市轨道交通领域发挥越来越重要的作用。
参考文献
[1]李春.城市轨道交通车地宽带移动通信技术选择分析[j].城市轨道交通研究,2009(6).
[2]林海香.基于通信的列车控制在轨道交通中应用的关键技术[j].城市轨道交通研究,2010(3).
[3]邹劲柏.简论城市轨道交通无线通信系统的发展[j].现代城市轨道交通,2011(4).。