浅析基于LKDR-S型RBC哑车场景

随着高铁运营速度达到了350km/h,我国铁路发展进入了新时期。为满足高铁需要,我国铁路部门研发了中国列车运行控制系统(Chinese Train Control System,CTCS)。CTCS-3级列控系统的实时性能指标是列车得以安全高效运行的关键因素,而RBC(Radio Block Center,无线闭塞中心)是CTCS-3级列控系统的关键设备。RBC通过GSM-R网络与列控车载设备进行双向信息交互,实现对运行列车的控制。本文对LKDR-S型RBC接收列车信息时,超过50秒未收到列车发送的信息这一情况进行了分析。     

GSM-R系统在CTCS-3级控车中的应用

1 CTCS-3级运行中与GSM-R的DSU模块相关的问题武广高速铁路运行的是我国自行生产、拥有完全自主知识产权的CRH2和CRH3型"和谐号"高速列车.在CTCS-3级列控系统控制下,列车能以350 km/h平稳运行,行车间隔可达3min.CTCS-3级列控系统通过信号无线闭塞中心(RBC)设备实现,而保证RBC设备向动车发送CTCS-3级控车交互信息的则是GSM-R系统.移动交换中心( MSC)作为GSM-R系统中电路域的核心,一方面通过有线方式连接RBC设备,采用PRI信令;另一方面连接无线子系统,从无线侧获取动车车载OBC设备消息,使RBC与OBC间实时信息交互,实现CTCS-3级控车.     

GSM-R通信接口监测系统在武广高铁的应用

武广高铁是双线高速铁路,采用基于GSM-R无线通信平台的CTCS-3级列控系统,车载ATP与地面RBC之间通过GSM-R网络进行列控安全数据双向传输.车-地间数据信息传输可靠性直接关系到高速列车的行车安全和运输效率,车-地间通信中断或无法正确接收数据,列车控制系统会自动由CTCS-3级降为CTCS-2级,速度减至300km/h以下,会对全线列车正点率、运行调度、行车秩序造成极大影响.CTCS-3级降为CTCS-2级的原因多种多样,采取何种手段分析CTCS-3降级的异常现象,进而找到原因,减少甚至避免此类现象发生是铁路管理部门和维护部门的目标.     

单线铁路CTCS-2级列控系统设计应用研究

CTCS-2级列控系统主要应用于双线铁路,在单线铁路中尚无工程应用先例,为解决单线铁路CTCS-2级列控系统应用存在的问题,在符合现行规范、不修改列控车载设备的前提下提出CTCS-2级列控系统总体方案。通过单线铁路与双线铁路的差异性对比分析,结合CTCS-2级列控系统功能需求,对闭塞方式、轨道电路配置、应答器设置、临时限速管理等特殊技术问题进行了研究并提出了解决方案。研究表明:CTCS-2级列控系统应用于时速200～250 km单线铁路能够实现列车高速安全运行。     

CTCS-3级列控车载设备高速适应性关键技术

从CTCS-3级列控系统工程建设角度出发,对包括基于多路速度传感器数据融合的测速测距策略、列车制动模型及CTCS-3/CTCS-2级动态转换机制等CTCS-3级列控车载设备高速适应性关键技术进行研究。根据不同类型测速传感器的特点,采用车轮速度传感器与雷达相结合的方式实现列车速度的安全测量,并运用联合卡尔曼滤波理论提出基于多路传感器数据融合的测速测距算法策略。结合列车移动体的控制特点,在国际铁路联盟UIC 544—1标准的基础上,提出1种改进的分段式减速度计算的列车制动模型,可兼顾行车安全和效率。针对列车运营模式的兼容性与可靠性,采用兼容CTCS-3级和CTCS-2级的双模冗余设计,使CTCS-3级列控车载设备同时具有CTCS-3级控车功能和CTCS-2级控车功能,并通过输入信息共享和等级转换时信息交换等技术手段,实现CTCS-3/CTCS-2级之间的平滑动态转换。研究成果已在武广高速铁路上实施,满足了列车高速安全运行的要求,并提高了等级转换时的列车运行效率和旅客舒适度。     

基于有色Petri网的RBC行车许可生成建模与仿真

CTCS-3级列控系统行车许可是保证高速列车安全运行的关键信息,及时准确地为辖区内列车计算和发送行车许可是RBC(无线闭塞中心)子系统的主要功能之一。在分析CTCS-3级列控系统不同运营场景下行车许可生成机制的基础上,采用层次化描述思想,建立基于CPN(有色Petri网)的RBC行车许可生成模型,并运用动态仿真和状态空间分析工具对模型进行了仿真分析。结果表明,所建模型能够满足不同运营场景下计算行车许可的要求,无死锁,并具有活性、回归性和公平性,为分析列控系统性能提供了很好的试验平台。     

CTCS-3级列控系统RBC控车场景建模与验证

应用统一建模语言UML与模型检验工具PHAVer(Polyhedral Hybrid Automaton verifier)相结合的方法,研究CTCS-3级列控系统RBC控车场景:列车注册与启动、行车许可、等级转换、列车注销的混成性。首先通过UML支持的扩展机制,引入构造型(Stereotype)对UML进行面向混成性的扩展,建立RBC控车场景UML模型,实现对RBC控车场景混成性的描述。然后依据UML到PHAVer的转换规则,将UML模型转换成PHAVer模型。最后,依据CTCS-3级列控系统需求规范,总结RBC控车场景的功能需求,运用PHAVer进行验证,证明CTCS-3级列控系统需求规范的正确性。     

京沪高铁列车控制载设备的运营维护

列车运行控制系统(简称列控系统)是客运专线和高速铁路列车运行的关键技术设备.列控系统主要包含两个方面,一方面为地面控制技术,另一方面为车载控制技术,即通过地面提供信息,车载实现自动控制功能.京沪高铁采用CTCS-3级列控技术,其列控车载设备为CTCS-3级列控车载设备.CTCS-3级基于GSM-R无线传输信息,并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统.列控车载设备与其配套的地面列控系统实时进行通信,完成地面与列车之间的信息交汇,从而保证高速运行列车安全平稳运行.     

GSM-R车载无线传输模块RTM的设计与实现

CTCS-3级列控系统通过GSM-R无线网络实现列车与地面无线闭塞中心(RBC)之间的双向信息传输,还具备CTCS-2级列车运行控制功能.CTCS-3级列控系统的GSM-R系统设计要求实现GSM-R车载网络接入终端设备,该设备应满足列车在350 ～ 400 km/h运行时速下,最高9600 bit/s的列车安全数据与地面RBC间的实时双向传输[1],同时要求数据传输链路实现无缝连接,数据传输安全、可靠、实时.     

GSM-R铁路移动通信系统干扰分析及查找

1概述郑西高速铁路是我国中长期铁路规划中徐兰客运专线(徐州-郑州-西安-宝鸡-兰州)最先开工的一段,2009年底正式开通试运营.郑西高速铁路设计速度350 km/h,无线通信平台采用GSM-R数字移动通信系统,并采用基于GSM-R的CTCS-3级列控系统指挥行车.基于GSM-R的CTCS-3级列控系统将实现350 km/h,3min追踪间隔的高速运行.GSM-R网络是CTCS-3级列控系统车-地通信的基础平台,可在铁路沿线的车站、隧道、山区、丘陵等各种地形、地貌条件下提供连续无缝的网络服务,在这些区域的任意两点间能完成双向信息交互.CTCS-3级列控系统车载ATP和地面RBC之间利用GSM-R网络进行双向命令与状态信息交互,完成列车位置跟踪、移动授权、紧急停车、临时限速等关键信息的传送.CTCS-3级列控系统对GSM-R网络的可靠性和可用性提出了非常苛刻的要求.GSM-R网络要为CTCS-3级列控数据传输提供安全可靠的通道,无线网络优化尤为重要,GSM-R无线网络只有持续优化,才能满足CTCS-3级列控系统对其QoS指标要求,使列控数据安全可靠传递.     

书讯

正《列车运行控制》正式出版気本书为"轨道交通信号与控制专业系列教材"之一,全面系统地阐述了列车运行控制系统的基本知识、基本组成和基本原理。包括铁路列车运行控制系统综述、CTCS-0级列控系统、CTCS-2级列控系统、CTCS-3级列控系统、列控设备动态监测系统和轨道车运行控制系统等内容。     

郑西高速铁路自动过分相技术对动车组车载设备的影响分析

正科技运[2008]34号《CTCS-3级列控系统整体技术方案》对自动过分相的描述是:列控车载设备根据地面设备提供的分相区信息,在适当位置给动车组过分相装置发送指令,实现自动过分相。对于CTCS-3级列控系统,牵引供电分相区信息与列车行车许可一起由RBC提供给列车;对于CTCS-2级列控系统,牵引供电分相区信息由地面应答器提供给列车。分相区信息包括至分相区距离、分相区长度等。     

CTCS-3级列控系统轨旁设备仿真子系统的设计与实现

轨旁设备是列车控制系统中的重要组成部分,它可为列车控制系统提供地面应答器信息和轨道电路信息,以保证列车安全可靠地运行.本文主要对CTCS-3级列控系统中的轨旁设备进行研究,在CTCS-3级列控系统仿真平台的基础上,设计并实现了轨旁设备仿真子系统,最终达到了测试CTCS-3级列控设备的目的.     

基于运营场景的CTCS-3级列控系统功能需求分析

为了满足我国高速铁路的运营要求,通过自主创新形成了一套完整的基于无线闭塞技术的中国列车运行控制系统CTCS-3级规范。从CTCS-3级列控系统运营场景的角度,对CTCS-3级列控系统的功能需求进行分析,包括列车注册与注销、等级转换、行车许可、调车、紧急情况处理、临时限速、RBC切换等。     

既有CTCS-2高速铁路实现自动驾驶关键技术研究

为解决既有CTCS-2级高速铁路列车运行仍由司机人工驾驶操作的问题,高速列车自动驾驶技术应用是我国高速铁路列控系统发展的必然趋势。2016年,CTCS2+ATO系统在珠三角莞惠及广佛肇城际铁路上投入运营,成功实现了世界上首次将自动驾驶技术运用到200 km/h城际铁路。基于CTCS-2级列控系统的基础对CTCS2+ATO的技术路线、技术方案、ATO系统关键技术、系统测试和应用情况进行深入研究,并重点阐述车载ATO系统架构、ATO速度控制流程、自动驾驶控制模型、运行计划实时调整模型、列车定位技术、车地无线通信技术和车门/站台门联控技术等,研究成果对高速铁路广泛应用CTCS2+ATO列控系统,具有较好的参考价值。     

普速铁路CTCS-0级列控系统优化方案研究

研究目的:我国普速铁路装备CTCS-0级列控系统,它通过列车运行监控装置(LKJ)结合通用机车信号实现列车超速防护,对于保证行车安全和提高运输效率发挥了重要作用。但是,CTCS-0级列控系统是基于当时的线路状况设计的,已逐渐不能满足我国铁路发展的需要。本文通过分析CTCS-0级列控系统面临的问题及相关的改进方案,结合列控技术的最新进展,提出一种普速铁路CTCS-0级列控系统的优化方案。研究结论:(1)方案维持LKJ存储线路数据的方式,可以减少地面设备改造的工程量;(2) LKJ通过无线通信与地面服务器校核数据版本,保证线路数据的正确性;(3)方案结合应答器和北斗卫星导航系统实现列车定位,避免司机可能的错误操作;(4)本研究成果可为普速铁路列控系统的改造提供一定借鉴。     

融合轨道电路信息的CTCS-4级列控系统研究

研究目的:我国时速300 km及以上的高速铁路采用CTCS-3级列控系统,它基于轨道电路实现列车占用检查,采用准移动闭塞方式。近年来,国民经济的快速发展,对高速铁路的运输能力提出了更高的要求。作为更高一级的CTCS-4级列控系统,它能够实现虚拟闭塞或移动闭塞,进一步缩短行车间隔,但目前该系统仍处于理论研究阶段。本文的研究目的是结合高速铁路的运输需求,提出一种融合轨道电路信息的CTCS-4级列控系统的实现方案。研究结论:(1)CTCS-4级列控系统在车地无线通信中断时,运输效率不能满足高速铁路的运输需求;(2)CTCS-4级列控系统具备CTCS-2级后备功能,可以使非通信列车正常运行,提高线路的运输效率;(3)CTCS-4级列控系统融合轨道电路信息,可以使RBC获取非通信列车的位置信息,提高系统可用性并避免复杂的规章操作;(4)基于高速铁路的复杂性和既有设备的变动,CTCS-4级列控系统前期可采用虚拟闭塞方式;(5)本研究成果可为CTCS-4级列控系统的发展提供一定借鉴。     

基于CTCS-3级列控系统的高速铁路移动闭塞实现

随着我国经济的快速发展,高速铁路的运输能力要求不断提高。目前我国高速铁路装备CTCS-2/3级列控系统,采用准移动闭塞方式。CTCS-4级列控系统取消轨道电路,通过地面和车载设备共同完成列车定位,能够实现移动闭塞,进一步缩短行车间隔。但是,我国高速铁路一直基于轨道电路实现列车占用检查,干线铁路也未有取消轨道电路的列控系统运用。通过分析现阶段CTCS-4级列控系统面临的问题,提出一种基于CTCS-3级列控系统的高速铁路移动闭塞实现方案,并阐述该方案的系统总体结构和基本工作原理。方案中列控地面子系统综合利用列车位置报告和轨道电路信息,保证了移动闭塞的运输效率。同时给出了一种移动闭塞方式下行车许可的计算方法,并通过建模和运营场景进行验证,为我国高速铁路移动闭塞的实现提供参考。     

GSM-R在CTCS-3级列控系统的应用

1 CTCS列控系统发展历程列控系统是确保列车运行安全,提高行车效率的控制系统.我国列车控制系统是在传统继电器电路控制、固定闭塞方式基础上,随着列车速度不断提高、列车性能不断改进,以及先进技术不断应用的过程中逐步建立和发展起来.早期列车速度低于120 km/h时,列车主要是根据地面信号机的显示方式行车.随着列车速度不断提升,尤其是目前动车组运营速度达到200～250 km/h时,地面信号机已无法满足列车运营速度要求.我国在欧洲ETCS标准和相关车载设备技术的基础上研制了符合CTCS-2级技术标准的列车运行控制系统.随着我国高速铁路开通运营,为保障高速列车能够保持在300 ～ 350 km/h速度下运行,总结各国列控系统特点,结合我国铁路的需求和发展规划,通过系统集成和自主创新,采用GSM-R网络进行列控通信的CTCS-3级列控系统.     

基于SPN的CTCS-3级列控系统RBC实时性能分析

RBC(无线闭塞中心)实时性能指标是影响CTCS-3级列控系统运行的关键要素。本文将随机Petri网和马尔可夫随机过程理论结合起来,提出一种新的系统性能分析方法,剖析CTCS-3级列控系统的运行机制,建立RBC子系统周期处理和非周期处理的随机Petri网模型,并利用ERTMS/ETCS的参考数据,分析GSM-R通信环境下RBC的实时性能,在不同系统周期和列车交互数量下得出RBC子系统平均延时曲线。本文对我国CTCS-3级列控系统的规范制定和系统开发具有一定的借鉴意义。