市域铁路信号系统互联互通方案研究
2018年6月 第54卷第6期 铁道通信信号 RAILWAY SIGNALLING&C0MMUNICAT10N June 2018 Vo1.54 No.6
市域铁路信号系统互联互通方案研究
徐洋
摘要:为了实现市域铁路列车的跨线运行,部分城市已提出信号系统互联互通的需求。以温台
连接线为例,分析信号系统互联互通的必要性,并提出有效的解决方案。 关键词:信号系统;市域铁路;互联互通
Abstract:In order to realize cross—line operation of trains in suburban railway,the requirement of the interoperabi1ity of signal system have been put forward in some cities.The necessity of the in— teroperability of the signal system is proposed and effective solution is also presented in the case of the connection line between Wenzhou and Taizhou. Key words:Railway signal;Suburban railway;Interoperability DOI:10.13879/j.issnl000—7458.2018—06.18012
市域铁路是一种具有通勤服务功能、中长距离
的城市轨道交通形式,一般服务于城市与郊区、中
心城市与卫星城、重点城镇间等,最高运行速度
120 ̄160 km/h。随着浙江省沿海城市的市域铁路
陆续开工,不同城市之间的市域铁路连接线已纳人
规划。市域铁路的信号系统通常有2个可选方案:
国铁CTCS模式和城市轨道交通的ATC模式。采
用CTCS模式的线路与国铁基本相同,已具备互
联互通的条件。本文重点针对采用城市轨道交通
ATC模式的市域铁路,对其互联互通方案进行
研究。
l互联互通的必要性
传统城市轨道交通的各条线路由于独
立运营,其信号系统往往采用不同厂商的
ATC设备,无法实现互联互通,导致线网
中车站、车辆、停车场等资源共享率低,
富余的运能未得到充分利用。当乘客的起、 快速、直达的出行需求,一定程度上还会出现换乘
站客流组织压力大、旅客服务水平低的问题。为
此,提出了采用ATC模式的市域铁路信号系统互
联互通方案,在市域铁路线网内,使装载不同厂商
信号设备的列车跨线和共线运行,从而实现线网间 的联通和联运。
工程案例:随着浙江省都市圈城际铁路二期建
设规划的发布,温州一台州的市域铁路连接线(简
称温台连接线)已纳入规划。其中,温台连接线北
起台州市域铁路S1线温岭火车站,南至温州市域
铁路S2线下塘站,如图1所示。温台连接线需满
足两条线不同车辆跨线运营的需求,并同时兼容两
条线的信号制式。
图1 温台连接线与温州s1线、台州S1线连接关系示意图
终点不在同一条线路时,只能通过换乘车站进行一
次甚至多次换乘,才能到达目的地。
与地铁的独立运营方式不同,市域铁路站间距
更大、速度更高,开行大站快车和跨线车的需求更
加迫切。显然,传统的独立运营方式无法满足旅客
徐洋:中铁第五勘察设计院集团有限公司 助理工程师 102600北京 收稿日期:2018—01—08 2信号制式
2.1既有信号制式分析 温州、台州两市的市域铁路设计方案中,温州
S2线采用点一连式ATC方案(又称增强型点式
ATC方案),台州S1线采用基于TD-LTE通信技
术的CBTC方案,两线均采用联锁级后备模式。
CBTC系统的最大特点是利用车一地无线通信
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— 铁道通信信号2018年第54卷第6期
实现列车的实时定位,以达到移动闭塞的功能,实
现列车运行控制。由于不依赖于轨道区段,大大提
高了线路的通过能力,成为目前城市轨道交通的主
流方案,适用于高密度的线路。
点式ATC系统一般作为CBTC的后备模式,
采用准移动闭塞控制方式,利用闭塞分区控制列车
的运营间隔,在每个闭塞分区的人口设置信号机,
每架信号机配置有源应答器,向车载设备发送列车
移动授权。为提高点式ATC的可用性,温州S2 线采用在车站(含折返线、存车线等)及站台接近
区域,布设无线通信设备的方式,可实现列车精确
停车、站台门/车门联动、站台区域防护、无人自
动折返、临时限速等功能,形成点一连式ATC
方案。
2.2本线信号制式的选择
从线路的走向和两端车站的接入方式来看,温
台连接线属于温州S2线的自然延伸,作为支线接
人台州S1线,平均站间距6.3 km,最高运营速度
140 km/h。根据站场设置方案、运营特点以及远
期运营需求,从经济合理性和技术合理性的角度出
发,推荐温台连接线信号系统采用与温州s2线相
同的点一连式ATC方案,并预留升级为CBTC系统
的条件。结合跨线列车的具体行车方案,选择温岭
火车站作为信号制式的切换点,实现CBTC系统
与点一连式ATC系统的切换。
3互联互通方案
3.1实现方案
参照城市轨道交通信号系统的互联互通方案,
温台连接线与温州S2线、台州S1线的互联互通方
案如下。
方案1:采用同一厂商相同制式的信号系统。
如温州S2线与台州S1线采用统一招标,可统一信
号厂商的信号设备,本线建设之后,在信号系统招
标阶段可延续使用相同厂商的设备,即可实现互联
互通。由于两地的市域铁路分属不同的建设公司管
理,本方案实现较为困难,且单一设备的供应商容
易形成垄断,不利于招标竞价。
方案2:加装不同信号厂商的车载设备。温州
s2线与台州S1线采用不同信号厂商的信号设备
时,对于有跨线运营的列车,同时安装两个厂商的
7f】一 车载ATP/ATO设备,一旦列车在不同的线路运
行时,就启用对应线路的车载设备。在温岭火车站
切换信号制式时,需由司机手动完成车载设备的切
换。整个切换过程必须在停车的情况下完成,在列
车运行过程中,不允许两套车载设备同时上电工
作。此方案实现起来较为容易,但由于增加了设
备,导致成本增加,同时也给后期的运营维护带来
不便。 方案3:基于统一标准规范的信号互联互通设
备配置。温州S2线与台州s1线制式采用不同信号
厂商的信号设备时,若两家厂商的信号设备采用统
一的系统架构、接口标准和车一地通信协议,即可
实现信号系统的互联互通。此方案实现效果与方案
1基本相同,建设单位在招标阶段的选择空间更 大,且成本明显低于方案2。此方案需要建设单位
在工程实施前,组织两家厂商进行对接,制定互联
互通具体内容。
3.2制式切换 由于温岭火车站涉及到列车的折返和跨线运
营,因此拟采用双岛四线的配线方案,由台州S1
线外包温台连接线,根据不同的互联互通方案,设
计2种信号制式切换方案。
1.不停车切换方式。信号系统采用方案1和
方案3实现互联互通时,可满足列车在温岭火车站
不停车切换信号制式的条件。温岭火车站站内S1
正线与温台连接线分属不同的联锁集中区控制,在
集中区分界处设置切换应答器(无源),实现跨线
列车的自动切换,如图2所示。具体场景如下。
列车以CBTC制式从台州S1线(台州中心方
向)进入温台连接线,列车前端的BTM天线接收
到应答器信息后,开始与温台连接线的DCS系统
建立通信,列车继续运行直至列车尾部出清道岔区
段,列车完全进入无岔区段(站台停车区域或折返
线)后,自动切换为点一连式ATC制式。列车从温
台连接线进入台州S1线时,切换场景类似。当列
车遇到通信故障导致切换失败时,也可由司机在列
车停车的状态下,手动完成信号制式的切换。
2.停车切换方式。信号系统采用方案2实现
互联互通时,列车需要在温岭火车站停车后,司机
手动切换信号制式。温岭火车站站内S1正线与温
台连接线仍然由不同的联锁集中区控制,将温台连 RAI1 WAY SIGNA1 I IN( 8.L、()MML JNICA I、1()N V()1.5 1 N().6 2018
….巾’-..·, 一 、.
沣:虚线为台州s1线;实线为 台连接线 图2 温岭火车站不停车切换信号制式的方案
….●--一.·, …‘:::::: 、..1:::...................:’’’ 台州中心
往:细实线为('13l、 点连』℃共篱 城 图3温岭火车站停车切换信号制式的方案
接线的站台 域和折返线区域没 为CBTC和点一
连式共管区域, 3所尔。即S1线的 域控制
(Z( )同时覆盖共管 域。实现列车在站内停车
后,手动切换信号制式。具体场景女【I下。
列乍以CB FC制式从台州Sl线进入温台连接
线,列车完全进入无翁区段(站台停车区域或折返
线)后停4==,司机手动关闭s1线的年载设备,启
动温台连接线的1年载设备。列车发车启动进入
『日】,满足升级条件后自动切换为点一连式ATC制 式。列 从 俞连接线进入
州Sl线11,r,切换场景
类似。
4 总结
综合比较提}I1的3个互
联q 通 案和XC J ̄;/.的切换方
式,两线采川琏下统一标准
规范的信号 联 J 通设备配
置,以实脱小停11切换信号
;ti-0式是最优的解决方案,但
也是难度最大的疗案。难点
不在技术 .主受足需要建
设单化牵又,乡I{ 同的,一
商进行对接,制定 联互通
的方案. 蒯l 作较多。
目前温州s2线与 州sl线的价 )系统尚未招
标,温台连接线项目尚处丁预可研阶段。待本项目
实施时。建设单位呵参照两线信号系统的实际情
况,为本线选择最合理的瓦联互通方案。
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城市轨道交通信号系统新技术发展前景研究
城市轨道交通信号系统新技术发展前景研究
摘要
目前,城市轨道交通信号系统新技术在领域内有较大提升,本课题以城市轨道交通信号系统为切入点。先介绍我国城市轨道交通信号发展的现状,然后分析城市轨道交通信号系统新技术的发展应用领域,着重分析了全自动驾驶技术、车联通信等技术的应用特点以及城市轨道交通信号系统智能运维的原理特点。最后阐述了城市轨道交通信号系统的未来发展趋势。随着计算机和大数据技术的不断发展,城市轨道交通信号系统技术得到了空前的发展,尤其在自动化、智能化技术层面实现了充分利用。
关键词:城市轨道;信号系统;新技术;发展前景
前言
随着轨道交通信号系统新技术的不断迭代优化,我国城市化进程的加速发展,推动了城市轨道交通的持续发展。到2022年末,我国已经在53个城市成功布局城市轨道交通线路,运营里程已达到9584公里之长,客运量已达194亿人次,我国目前开通轨道交通的城市数量、运营里程以及客运量都居世界第一[1] 。在城市轨道交通的发展中,为了保障城市轨道交通的安全。交通信号系统发挥了关键作用。随着计算机通信技术的发展, 城市轨道交通未来朝着自动化、智能化的趋势发展。与此同时为未来城市轨道交通信号系统奠定智慧化发展的基石。
一、轨道交通信号系统发展现状
1.1信号系统发展历程
我国轨道交通信号系统从无到有,逐步发展,形成系统主要经历了人工控制、自动控制与信息控制的不同阶段。不同时期系统控制与应用效果不同。第一,在人工控制阶段,各类信号设备与传感器等被布置在铁路沿线,依靠人工巡查搭配传感监测方式,当设备出现故障时,工作人员需立即前往现场调试,效率较低,成本较高。第二,在自动控制阶段,大量的自动信号相关设备和终端传感装置被放在沿线配置,使得成为闭环逻辑控制方式,工作人员有计划地准备出各类运行参数的标准值和允许偏差范围。系统按程序运行,实时监测参数,在参数偏差超标时纠偏动作,确保运行工况稳定。相比于第一阶段控制模式,减轻了工作负担,能替代人工完成基础性任务。第三,在信息控制阶段,轨道交通信号系统融入了大数据等信息技术,系统应用场景越来越深入、领域也越来越广。攻克了多种类型的难题比如信号功能单一和控制分散等。
互联互通CBTC系统中计轴故障占用判断方案研究
2017.8总第245
期
55RCA收稿日期:2017-03-29基金项目:北京市科技计划课题(D151100005815001)。作者简介:丁树奎,高级工程师;王 颖,高级工程师。文章编号:1005-8451(2017)08-0055-04
互联互通CBTC系统中计轴故障占用判断
方案研究
丁树奎1,王 颖1,王 伟2,张春雨2
(1.北京市轨道交通建设管理有限公司,北京 100068;2.北京交控科技股份有限公司,北京 100070) 摘 要:现有多数地铁工程项目中,计轴故障占用(ARB)后如果非通信车再次通过,将无法维持ARB状态,导致后续基于通信的列车控制(CBTC)列车无法通过该计轴区段,对CBTC系统运营造成较大影响。为了解决此问题,基于北京地铁16号线工程的需求和技术调研,提出使用人工驾驶的受限模式(RM)列车清扫故障区段,证明故障区段无障碍物或非通信列车后,将其转换为ARB状态的方案,使CBTC列车可以正常通过该区段。该方案能够降低ARB后非通信车再次通过对运营产生的影响,将应用于北京地铁16号线二期工程。 关键词:互联互通;CBTC系统;计轴器;受限模式(RM)列车;计轴故障占用(ARB) 中图分类号:U231.7∶TP39 文献标识码:A ARB judgment solution in interconnection CBTC system
DING Shukui1 , WANG Ying1 , WANG Wei2 , ZHANG Chunyu2( 1. Beijing MTR Construction Administration Corporation, Beijing 100068, China;2. Beijing Traffic Control Technology Co. Ltd., Beijing 100070, China ) Abstract: In most of the existing subway engineering projects, if the non communication vehicle travels a always report blocking(ARB) axle counter section, the section will not be able to maintain the state of the ARB, so that the following CBTC train can not travel through this section. In order to solve this problem, based on the requirements of Beijing subway line 16 project and technology investigations, this article proposed a solution to use manual driving mode (RM) train to clean fault section, after determining the obstacle free or non communication trains in the fault section, convert it to a ARB state, let the CBTC train can be normal through the section. The solution could reduce the influence of non communication vehicle again for operations after ARB, and would be applied to Beijing subway line 16 second-phase project.Keywords: interconnection; CBTC system; axle counter; restricted mode(RM) train; always report blocking (ARB)
《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》编制说明
1 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 编制说明 一、任务来源和协作单位 本系列规范由中国城市轨道交通协会技术装备专业委员会牵头,组织部分城市轨道交通业主单位、北京交通大学、交控科技股份有限公司、北京全路通信信号研究设计院集团有限公司、中国铁道科学研究院、株洲中车时代电气股份有限公司、浙江众合科技股份有限公司等设备厂商,于2014年开展组织规范编制工作。本标准由中国城市轨道交通协会技术装备专业委员会提出,由中国城市轨道交通协会归口。 参编单位: 重庆市轨道交通(集团)有限公司 重庆市轨道交通设计研究院有限责任公司 北京城建设计发展集团股份有限公司 北京交通大学 交控科技股份有限公司 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 中国铁道科学研究院集团有限公司 株洲中车时代电气股份有限公司 浙江众合科技股份有限公司 中铁检验认证中心 本系列规范从2014年起,组建了部分业主单位和设计院组成的专家评审组,审核了规范编制各个阶段的文稿和对做出重要的技术决策进行评审,这些单位包括: 北京地铁运营有限公司 北京市轨道交通建设管理有限公司 上海申通地铁集团有限公司 上海申通轨道交通研究咨询有限公司 2 广州地铁集团有限公司 深圳市地铁集团有限公司 重庆市轨道交通(集团)有限责任公司 南京市地铁建设有限责任公司 武汉地铁集团有限公司 青岛地铁集团有限公司 长沙市轨道交通集团有限公司 中铁第四勘探设计院集团有限公司 规范编制人员按组织架构划分,每个组别配有组长、副组长及组员若干。组织架构图如下: 该城市轨道交通信号系统系列规范包括系统、接口、测试、工程实施等内容,要求做到整体规划,点面结合,分步实施;依托重庆轨道交通二轮建设4号线、5号线、10号线、环线互联互通国家示范工程项目,分阶段逐步推行。 二、标准编制的目的和意义 我国的城市轨道交通已进入了一个快速发展期,从运营方面看,截至2016年末,中国大陆地区共30个城市(开通城轨交通运营,运营线路133条,总长度达4152.8公里。21个城市拥有2条及以上城轨交通线路,城轨交通网络化运营已成趋势。 从建设方面看,截至2016年末,中国大陆地区有48个城市在建线路总规模5636.5公里,同比增长26.7%。其中,23个城市在建线路超过100公里,成都、武汉、广州、青岛、北京5市在建线路均超过300公里。 领导组 工作组 专家组 总体技术条件组 系统架构组 点式接口规范组 无线通信接口规范组 车载装备接口组 测试规范接口组 3 从规划方面看,截至2016年末,据不完全统计,中国大陆地区已获得城轨交通建设项目批复的城市有58个(,规划线路总规模为7305.3公里。其中,50个城市批复规划线路均超过2条,线网规模超100公里的有28个城市。 我国轨道交通主要采用单线建设、单线运营的模式,设备供货商数目繁多,信号制式和接口方式不统一,导致同一城市轨道交通线路和车辆不能实现“互联互通”,无法实现资源共享;换乘次数多,时间长,无法有效吸引客流,培训和维护成本较高。 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,规范管理城市轨道交通不同线路之间互联互通信号系统建设,有效的保障城市轨道交通互联互通信号系统的运营及维护,有必要对城市轨道交通信号系统进行规范,以实现互联互通。 2014年开始,中国城市轨道交通协会技术装备专业委员基于推动城市轨道交通网络化运行进程,解决新线及延伸线受制于既有系统束缚的问题,组织研究基于中国国情的CBTC互联互通技术规范,为相关系统的招投标提供技术支持,并为形成中国创新型轨道交通产业及“走出去”战略奠定技术基础。 CBTC互联互通标准对于后续轨道交通互联互通的推广乃至全自动运行(FAO)互联互通的升级应用,具有如下重大意义: 1.基于重庆互联互通国家示范工程的工程实践和验证,形成行业CBTC互联互通规范; 2.将CBTC互联互通规范纳入认证目录,作为后续CBTC工程项目的标准要求; 3.在CBTC互联互通规范的基础上,进一步研究基于FA0的互联互通规范; 4.通过FAO互联互通的示范工程实践和验证,形成FAO互联互通规范; 5.以互联互通CBTC为前题,完成FA0的产品认证。 以CBTC互联互通规范作为中国城市轨道交通行业信号系统的规范,以标准引领中国城市轨道交通的网络化运行的市场需求,加快城轨信号产业自主化、创新性发展。 三、工作概况 项目于2014年6月启动,成立标准编制组,确定各单位分工,并制定具体的工作计划。起草工作是从易到难逐步开展的。规范分为点式和连续式两种运行工况,点式规范相对较容易编写,所以编写工作是从总体需求和点式应答器规范的编写开始的。 随着工作的进展及TD-LTE无线通信制式的成熟及城市轨道交通1.8G专用频段的4 批复,加大了规范编制的推进力度,互联互通CBTC系统架构和连续式通信协议规范相继编成。 协调了各车辆主机厂,规定了A型车、B型车应答器和天线的安装范围和要求。 测试规范是最后形成的,由于CBTC互联互通在全世界只有巴黎有共线的应用,测试规范难度很大,编制单位针对总体需求与功能分配,检测规范分成点式与连续式两部分,将测试过程分为厂家自测、实验室测试和线路测试三个阶段完成了编写任务。 2014年6月启动编制时, 规范名称为《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》,共分为10部分,各部分名称及主要内容如下: 1.系统总体要求: 明确互联互通系统的功能、构成、性能; 2.系统架构和功能分配技术要求: 架构组成、物理和功能接口分配; 3.应答器报文规范:统一应答器的接口方式和接口内容; 4.CBTC系统车地连续通信协议规范:统一VOBC-ZC、VOBC-CI、VOBC-ATS的接口规范; 5.车载ATP/ATO与车辆的接口技术要求:明确信号系统与车辆的功能接口、机械接口; 6.区域控制器(ZC)间接口规范:明确跨线间ZC设备间的接口方式和接口内容; 7.计算机联锁(CI)间接口规范:明确跨线间ZC设备间的接口方式和接口内容; 8.车载电子地图技术规范: 统一电子地图描述规则、数据组成、数据结构; 9.测试及验证技术规范(CBTC部分):明确互联互通CBTC级别下的测试及验证内容; 10.测试及验证技术规范(点式部分):明确互联互通点式级别下的测试及验证内容。 2015年开始,中国城市轨道交通协会技术装备委员会完成城市轨道交通基于通信的列车运行控制系统(CBTC)接口规范-互联互通接口规范中7个子规范的发布工作。 系统总体要求 CZJS/T 0033—2015 应答器报文规范 CZJS/T 0034—2015 系统架构和功能分配技术要求 CZJS/T 0035—2015 车地连续通信协议规范 CZJS/T 0036—2015 车载ATP/ATO与车辆的接口 技术要求 CZJS/T 0037—2016 区域控制器(ZC)间接口规范 CZJS/T 0038—2016 车载电子地图技术规范 CZJS/T 0040—2016。 2016年5月,中国城市轨道交通协会进行互联互通团体规范的正式立项, 并根据重庆互联互通示范工程进展,增加了《列车自动监控系统(ATS)间接口规范 》、《信号各子系统与维护支持子系统(MSS)间接口规范》两个文件的编制: 5 列车自动监控系统(ATS)间接口规范;明确跨线间ATS设备间的接口方式和接口内容; 信号各子系统与维护支持子系统(MSS)间接口规范: 统一信号各子系统与MSS子系统的接口方式和接口内容。 2017年,在原有12个规范的基础上, 根据互联互通工程实际进展和成果进行更新,新增加以下五个规范:《安全评估规范》、《车载人机界面技术规范》、《系统交付基本条件》、《工程设计导则》、《危害分析》。 《安全评估规范》对互联互通CBTC系统在安全评估中的特殊要求提出了规范, 适用于城市轨道交通互联互通信号系统特定应用安全评估;主要描述互联互通信号系统相关方职责、安全评估原则、互联互通相互认可、安全评估过程、安全评估活动及评估交付等,适用于独立第三方评估厂家安全分析活动的充分性及适宜性。 《车载人机界面技术规范》主要描述城市轨道交通互联互通信号系统车载人机界面的总体布局要求、MMI显示图例要求以及司机室按钮、开关、指示灯设置要求, 利于指导前期的开发和后期的使用,有利于据此形成统一的操作规范,从而降低司机培训的工作量和成本投入,实现驾驶员在路网内的人力资源共享。 《系统交付基本条件》主要描述城市轨道交通互联互通信号系统需要具备的交付基本条件,供实施互联互通的城市参考,以指导业主更好的完成互联互通的验收。 《工程设计导则》主要描述城市轨道交通信号系统为了实现互联互通功能轨旁设备设计需要遵循的规范,车载设备安装需求等内容, 对互联互通CBTC系统在轨旁设备布置原则、车载设备安装要求的特殊要求提出了规范。 《危害分析》主要描述城市轨道交通互联互通信号系统特定应用,识别出互联互通信号系统的危害,并对信号系统及操作维护提出安全需求。 规范名称由原有的名称《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》,拆分为系统、接口、测试、工程四个规范系列(共17个部分),规范名称分别如下: 《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》; 6 《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》。 各规范系列的内容及与其他系列规范的关系如下: 系统规范系列:定义互联互通的系统总体要求和各子系统的功能分配, 作为其余规范系列的上位规范; 接口规范系列:在系统规范的要求下,定义CBTC及点式级别下,互联互通共线和跨线相关的接口规范; 测试规范系列:明确在系统规范和接口规范下,CBTC级别和点式级别的测试场景。 工程规范系列:指导互联互通工程项目的执行。 《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》由四部分组成: ——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。 《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》,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:列车自动控制系统(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)《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》,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 7 d)《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》,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 在文件编制过程中,规范文件下发到国内所有开通运营的地铁业主单位、各地铁设计院及国内所有的信号集成商广泛征求意见,共收集反馈意见上千条。每个规范均按照专委会组织下的初稿稿、讨论稿、征求意见稿稿三个阶段,初稿和讨论稿阶段在广泛征求装备供应商和业主意见的基础上,组织两次专家评审,以确保规范的普适性与权威性。 收集到的反馈意见,均通过工作组讨论会议的形式进行讨论和修改; 工作组未达成一致的部分,邀请相关意见提出单位共同进行会议讨论; 最终未采纳和待讨论的意见,通过专委会组织的专家评审会议进行专家审核; 经过除部分意见与具体工程项目相关,在具体工程项目视工程项目具体特点进行明确外,大部分意见均在专家评审后给予关闭。 现在17个CBTC互联互通子规范上报中国城市轨道交通协会的征求意见稿已编制完成,并通过在重庆互联互通国家示范过程中的应用和验证,证明了其合理性、可行性和有效性。 四、标准编制原则及与国家法律法规和相关标准的关系 标准编制过程中,借鉴了先进的国际铁路信号安全标准和国内城市轨道交通的相关标准。CBTC互联互通的工作只有欧洲有过从标准入手开展工作的先例,但是中国采用LTE平台,采用1.8G专用无线频段及采用自主化的CBTC系统的环境与国外不同,也不能完全引用国际标准,只能在架构上与其相似,主要是自主化的编制。 标准编制的原则是: 1、坚持在自主化的CBTC 系统上实现互联互通; 2、仅适用于欧洲标准应答器(不适用于美国标准应答器); 3、以1.8GLTE-M无线网络承载,采用A\B双网传输。 《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》第1部分“系统总体要求”,在既有CBTC系统基础上,提出互联互通共线和跨线的要求。
浅谈有轨电车不同制式信号系统互联互通解决方案张小红
浅谈有轨电车不同制式信号系统互联互通解决方案 张小红
发布时间:2021-11-12T03:12:32.532Z 来源:基层建设2021年第25期 作者: 张小红
[导读] 国内多个城市陆续兴建有轨电车线路,部分城市甚至已开始规划建设有轨电车线网。随着有轨电车区域线网规模逐渐形成,线网内各条线路间跨线运营的互联互通需求
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摘要:近年来,国内多个城市陆续兴建有轨电车线路,部分城市甚至已开始规划建设有轨电车线网。随着有轨电车区域线网规模逐渐
形成,线网内各条线路间跨线运营的互联互通需求也将逐渐显现出来。然而,由于不同线路的建设模式、设计标准和设备选型等存在差
异,导致各线路间无法实现互联互通。本文论述了现代有轨电车信号系统的构成,并基于假定其他专业都可实现互联互通条件的前提下,
提出不同制式信号系统间互联互通技术关键点和具体解决建议方案,以期为后续线路建设提供思路和参考建议。
关键词:有轨电车;信号系统;互联互通;跨线运营
引言
有轨电车区域线网化运营是发挥有轨电车快速、便捷属性优势的关键,通过轨道线路、限界、车辆、牵引供电、通信信号、运营管理
体制等条件的互联互通,从而实现列车在不同线路间实现跨线运营。在基于各种条件都具备的情况下,单独研究不同制式信号系统的互联
互通,可以从信号系统的构成、互联互通的关键点和解决方案等多方面进行分析。
1 信号系统介绍
有轨电车信号系统主要由运营调度管理子系统,正线道岔控制子系统,路口控制子系统,车载控制子系统,停车场/车辆段联锁子系统
等构成。各子系统之间通过骨干传输网和无线通信网进行数据交互。
运营调度管理子系统通过通信传输网获取正线道岔控制子系统、路口控制子系统、车载控制子系统、场段联锁子系统设备提供的列车
运行状态信息、列车位置信息及信号设备状态信息。通过行车调度工作站和大屏模拟显示正线及场段线路、车站布局和信号设备状态、列
车信息等。
正线道岔控制子系统接收运营调度管理子系统的命令或现地盘的操作信息,利用计轴设备完成道岔防护功能和检测功能,在确保安全
信号系统互联互通站间接口详细描述
信号系统互联互通站间接口详细描述
摘要:城市轨道交通安全、可靠运行依赖于信号系统的有力支持。联锁子系统作为其中重要的一部分主要实现控制信号、道岔、排列进路的具体功能。本文详细描述了互联互通站间交互的信息模块,联锁子系统对站间逻辑关系的卡控。并根据图示举例了具体信号机、道岔、区段等信息的传递,界面对于邻线相关信息的复示,接发车需要检查条件等。
关键词:互联互通;信号系统;联锁子系统;接口。
1 概述
在当前城市轨道交通项目中,越来越多的厂商提出多条线路互联互通的要求,这是现在城市轨道交通运营规模扩大、运营线路自主化与网络化的必然趋势。随着全国各地互联互通示范线的应用和实施,中国城市轨道交通协会发布了互联互通团体标准,建立了基于统一标准版原则下的CBTC系统架构,实现不同区域不同厂家地面设备的互通。互联互通的信号系统涉及行车安全,系统的稳定、可靠十分重要。本文从联锁子系统站间接口出发,详细论述互联互通站间接口方式、站间交互的信息模块以及站间联锁关系的卡控,分析联锁子系统如何保证列车行车安全、转线接发车进路的建立与取消、转线列车如何在不停车不降级的情况下实现跨线运行。
2 总体描述
2.1 接口方式
根据标准,对于联锁间的内部网络采用数字接口的方式,基于RSSP-I型铁路专用安全通信协议,通过双冗余以太网进行通信。该接口通过站间光缆,采用安全数字接口实现两站之间的通信,接口符合故障-安全原则。
2.2 站间传递信息 根据RSSP-I协议传输数据,CI与邻站CI向对方传输互联互通相关范围内的本联锁管辖范围的设备状态,包括道岔状态、区段状态(物理区段/逻辑区段)、信号机状态、站台门状态、站台紧急关闭按钮状态、敌对照查条件、上电锁闭状态等条件。
1)道岔:道岔站间互传的信息包括道岔的定反位状态,道岔是否处于引导总锁状态,单锁状态,道岔是否处于封锁状态。
2)区段:互联互通的接口文件需要兼容各家产品特点,不同厂家产品内部逻辑或以物理区段的锁闭、占用状态为主,或以逻辑区段的占用、锁闭状态为主。为解决相邻联锁集中区站场状态显示不一致的问题,需要同时发送物理区段和逻辑区段。
基于RSSP-I铁路信号安全通信协议的互联互通CBTC车地通信系统及调试方法的分析
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•ELECTRONICS WORLD・探索与观察
本文阐述了基于UDP/IP的《RSSP1铁路信号安全通信协议
(V1.0)》的优势,介绍了采用安全通信协议的互联互通CBTC系
统车地安全通信解决方案。从此系统的设计原理出发,结合研发过
程和项目实施,本文总结了此通信系统的一般调试方法。
目前,我国各信号厂商,对于城市轨道交通的车-地通信信号
系统,大多采用自家的私有设计,通信协议和网络传输接口等都
不尽相同。为了促进中国城市轨道交通的建设和发展,满足经济
适用、资源共享以及可持续发展的目标,中国城市轨道交通协会
提出,应建立一套可以满足城市轨道交通互联互通的系统,从需
求、产品、工程、运营和维护等各个方面,整体规划,由点及面
的分步实施,最终实现城市轨道交通网络化、共享化运营,线网
建设资源共享。
1 互联互通CBTC系统
服务于城市轨道交通的互联互通CBTC系统,旨在解决装备有
不同信号厂家设备的列车,可以行驶在装备有不同信号厂家轨旁设
备的交通线路上,可以从一条线路无缝的跑到另一条线路,或者另
几条线路,不会出现通信、定位和信号控制的问题。为了达到上述
目标,互联互通信号系统应该采用一种可靠且统一的无线通信系统
作为车-地信息传输的通道。1.1 传输层协议TCP是整个TCP/IP协议族中最重要的协议之一,它在IP协议提
供的不可靠数据服务的基础上,采用了重发技术,为应用程序提供
了一个可靠的、面向连接的、全双工的数据传输服务。TCP协议一
般用于传输数据量比较少,且对可靠性要求高的场合。UDP是一种不可靠的、无连接的协议,可以保证应用程序进程
间的通信,与TCP相比,UDP是一种无连接的协议,它的错误检测
功能要弱得多。可以这样说,TCP有助于提供可靠性,而UDP则有
助于提高传输速率。UDP协议一般用于传输数据量大,对可靠性要
求不是很高,但要求速度快的场合。1.2 通信安全协议
铁路信号安全通信协议包括基于TCP/IP的《RSSP-II铁路信号
通信控制系统(CBTC)的城市轨道 交通信号控制系统探究
交通科技与管理45智慧交通与信息技术
1 城市轨道交通信号控制系统
随着科学技术特别是无线通信快速发展,人们对轨道运
行控制系统的需求也不断增大,因此,人们慢慢地开始探究
无线通信的轨道运行控制系统。城市轨道交通信号控制系统
可以通过无线通信去完成列车和地表的两面通信,以及利用
及时报告列车相关信息和计算移动闭塞来代替固定的闭塞路
线实现控制列车的运行等特点。
城市轨道交通信号控制系统可以通过监测列车的情况,
保护列车人员的安全,在确保运行安全和列车安全行驶距离
的情况下,同时最大程度提高列车运行速度。列车的自动
控制系统(简称ATC)是城市轨道交通信号控制系统的核
心。列车自动控制系统主要包括列车自动驾驶子系统(简称
ATO、列车自动监控子系统(简称ATS)、计算机子系统(简
称CBI)、列车自动防护子系统(简称ATP)四个部分构成。
2 我国轨道交通信号控制系统的优缺点
2.1 我国城市轨道交通信号控制系统的优点第一,我国城市轨道交通信号控制系统信息传输容量大、
速率快、效率高,能够实现自动闭塞;轨道系统利用通信控
制系统不仅可以实现移动式的自动闭塞系统,还可以实现固
定自动闭塞系统。自动闭塞系统是一个相对目前来说相对先
进的列车信号控制系统,它可以很好地使用计算机技术、无
线通信技术等一些高水平技术,以此改善轨道交通行驶的效
果,还可以确保列车的安全运行。当列车在某一个车厢因停
电等原因被紧急停车,列车轨道车厢控制系统就会自动向其
他列车区间快速发出信号,保证其他列车区间能够及时接收
到有问题的列车区间发送信号做出降速或停车动作。
轨道交通信号控制系统配有感应器、控制器等无线硬件
设备,列车能通过这些无线设备与其他路线设备进行信息传
输,互相发送列车当前所处位置、运行速度、运行状态等重
要的信息。列车控制系统会通过列车前方道路的路况等客观
因素结合接收到的列车信息对列车接下来的行驶方案进行智
能调节,以此保证列车运行速度和保持列车间合适的距离。
目前我国的自动闭塞系统通过地面供应和轨道设备将列
轨道交通控制及信号系统的研究与应用
轨道交通控制及信号系统的研究与应用
轨道交通是现代城市承载交通量最大、最重要的系统之一,它不仅可以提供高效、快捷、舒适的出行体验,也是城市可持续发展的重要因素。而轨道交通的顺畅运行离不开科学的控制和信号系统。本文将从轨道交通控制及信号系统的发展历程、技术应用、现状与未来展望四个方面进行探讨。
一、发展历程
轨道交通控制及信号系统可以追溯到近两百年前,早在1830年代早期商用铁路运输就已开始发展出信号系统。当时的信号系统用彩旗、火把等手段告知列车运行情况。到了20世纪,电力、电子科技的快速发展对信号系统的改进和更新带来了巨大的机遇。
随着城市化的快速发展,为满足城市人民出行需求,轨道交通系统的建设开始日益增多。在1960年代以前,主要采用人工机械化方式进行轨道交通控制。随着计算机技术的逐步普及和应用,电气化、电子化的轨道交通控制措施逐渐成为行业标准。
目前,轨道交通控制及信号系统的应用已基本实现了全自动化,开创了人车分离、高速、高能效的新里程,并在全球范围内得到广泛应用。
二、技术应用
1.列车控制技术
列车控制技术是一种高度复杂的系统,其核心是轨道交通信号系统和地面信号系统。轨道交通信号系统通过轨道上的多岔道、信号灯和按钮控制站,对车辆的速度和位置进行监控和控制。地面信号系统则通过路口控制、信号机、标识标志等手段,控制车辆的行驶方向、信号灯等。
2.无人驾驶技术
随着无人驾驶技术的飞速发展,轨道交通系统也不断引入新技术,以提高运行效率和安全性。无人驾驶技术是将传统车辆控制系统中对驾驶员的依赖降至最低,通过感知、决策、控制三个环节,实现实时控制自动驾驶车辆。
3.数据采集和分析技术
随着物联网和云计算技术的崛起,轨道交通控制系统也逐渐融合技术含量更高的数据采集和分析手段。通过集中控制及智能化方案,收集和分析列车的运行数据,诊断问题并进行预警,及时掌握列车运行状况,减少列车故障,并提高列车运行的安全性和可靠性。
基于通信技术的城市轨道交通信号控制系统研究
基于通信技术的城市轨道交通信号控制系统研究
作者:***
来源:《中国新通信》2021年第23期
【摘要】 为了解决传统交通信号控制系统运行性能差、丢包率高等问题,现以“5G无线通信技术”应用为例,设计一款功能完善、实用性强的城市轨道交通信号控制系统。首先,根据系统原理,提出自动控制、人工信号控制、自动进路三种信号控制方式。其次,在完成系统框架设计的基础上,从无线通信程序设计、通信信号损耗分析程序设计、列车自动监控子系统设计、列车自动驾驶子系统设计、列车信号控制子系统设计等方面入手,完成了系统软件设计。最后,对系统进行静态测试,以验证系统的可靠性和稳定性。结果表明:在5G无线通信技术的应用背景下,本文所设计的城市轨道交通信号控制系统运行正常、可靠、稳定,各个功能模块实现满足设计相关要求。希望通过这次研究,为相关从业人员提供有效的借鉴和参考。
【关键词】 5G无线通信 通信技术 城市轨道 交通信号 控制系统
随着我国城市化建设进程的不断推进,城市规模和城市人口呈现出不断上升的趋势,私家车被大量涌入家庭生活中,使得私家车的数量不断增多,这无疑增加了城市交通拥堵程度。而城市轨道交通信号控制系统的设计和应用可以很好地解决这一问题,该系统充分利用5G无线通信技术,具有立体化、高效率和规模化等特点,可以有效地解决交通拥堵问题,同时,还能缩短列车运行距离,提高列车行驶的高效性和安全性,为实现对列车运行状态的实施检测打下坚实的基础。因此,在5G无线通信技术的应用背景下,如何科学地设计和应用城市轨道交通信号控制系统是技术人员必须思考和解决的问题。
一、系统信号控制方式
该系统工作原理为:通过借助列车的控制中心,自动检测和控制车站控制中心,以实现对邻近车站之间信号的转换和控制。该系统主要包含状态监控功能、列车识别功能、信号控制功能等多种功能,而信号控制方式主要包含以下三种。
推进高速铁路信号传输技术互联互通方案设计
推进高速铁路信号传输技术互联互通方案设计
随着高速铁路的不断发展和扩张,高速铁路信号传输技术也变得越来越重要。信号传输技术的互联互通方案设计是推进高速铁路发展和运营的关键,它提供了可靠的通信和数据传输保障,确保列车运行的安全性和高效性。
一、背景
高速铁路是现代化交通运输的重要组成部分,它以高速、高效、安全为特点,成为连接城市和地区的主要出行方式之一。然而,高速铁路的信号传输技术仍然面临一些挑战。不同地区和不同标准的高速铁路之间存在着技术和设备不兼容的问题,这使得信息传输变得困难。因此,推进高速铁路信号传输技术的互联互通方案设计至关重要。
二、目标
推进高速铁路信号传输技术互联互通方案设计旨在解决以下问题: 1. 不同地区的高速铁路信号传输技术之间的兼容性问题;
2. 提高高速铁路的通信和数据传输效率;
3. 确保高速铁路列车运行的安全性。
三、方案设计
1. 标准化:制定统一的高速铁路信号传输技术标准,确保不同地区和不同标准的高速铁路之间的兼容性。标准化的制定需要广泛的合作和协商,包括国内外相关机构和企业的参与。标准化工作的核心是确定高速铁路信号传输的技术规范和要求,确保各个系统之间的互联互通。
2. 技术改进:针对高速铁路信号传输技术存在的问题,进行技术改进和创新。首先,提高数据传输的速度和容量,以满足高速铁路列车大量数据的传输需求。其次,采用先进的通信技术,如光纤通信、无线通信等,提高通信的质量和稳定性。此外,引入智能化系统,实现对列车运行状态的实时监测和管理,以提高列车的安全性和运行效率。
3. 系统集成:将不同地区和不同标准的高速铁路信号传输系统进行集成。确保各个系统之间的互联互通,实现信息共享和数据传输。系统集成需要考虑到技术兼容性、数据传输的稳定性和安全性等因素。同时,需要建立高效的管理机制,确保各个系统之间的信息传输的及时和准确。
四、挑战与应对方案
推进高速铁路信号传输技术互联互通方案设计面临一些挑战,需要采取相应的应对方案:
