铁路车站分布式计算机联锁系统

分布式计算机联锁系统将控制转辙机、信号机、轨道电路、机车信号等室外设备的轨旁执行单元前移至被控设备的旁边,通过安全通信系统实现分布式控制。该系统由监控机、维修机、联锁主机、轨旁执行单元、安全通信系统、电源及供电网络等组成。轨旁执行单元由电源模块、轨旁通信分机、转辙机模块、信号机模块、轨道模块、机车信号模块等组成。安全通信系统由通信主机、轨旁通信分机和通信网络组成。联锁主机与通信主机之间采用冗余RS-422总线方式进行通信;通信主机与轨旁通信分机之间采用点对点冗余光纤进行通信;轨旁通信分机与各控制模块之间采用双CAN总线进行通信。由电源屏通过独立的上、下行咽喉区冗余供电网络向轨旁执行单元提供电源。该系统具有节省电缆、降低工程造价、减少断线故障等优点;该系统于2010年10月在兰州市西固电厂站试用,已安全稳定运行至今。     

关于对象控制器在CBTC系统和VBTC系统中应用的探讨

对象控制器是指一种地面设备,该设备是一个系统中最底层执行层的设备,可以通过接收外部的控制命令,实现对轨旁信号机、道岔、计轴、屏蔽门等设备进行控制和采集。对象控制器与联锁系统或车车通信搭建成安全控制系统来满足铁路或城市轨道交通相关应用场景的需要。为满足安全系统的要求,对象控制器使用通过符合EN50159要求的安全通讯网络及安全协议与联锁系统或车通信。对象控制器采用二乘二取二结构设计,安全等级达到SIL4标准。     

城市轨道交通基于车车通信的列车自主运行系统探讨

城市轨道交通持续发展对信号系统的性能、灵活性、经济性、兼容性和易部署性等方面提出了更高要求。基于车车通信的列车自主运行系统(TACS)以更加精细的轨旁资源管理和去中心化的列车间协同,提高了系统性能和运营的灵活性;以精简系统架构和信息流,进一步增强了系统的实时性能,并提升了经济性;将车载控制和轨旁控制进行解耦,实现了更好的兼容性和易部署性。从安全平台优化、系统架构简化、资源管理细化3个层面对系统进行了显著提升。经现场测试验证,其关键性能指标均有提升,运营组织方式也更加灵活。     

城市轨道交通轨旁安全计算机平台设计

为了满足城市轨道交通对于轨旁安全计算机平台的通用技术需求,介绍了一种安全计算机平台的总体架构、安全原理和设计实现。该平台综合采用了基于安全以太网总线的安全自律技术,完整的在线自检和双通道故障管理技术,以及基于可靠通信的双系切换技术,自主研发,已通过SIL4等级安全认证,并成功应用在基于通信的列车自动控制系统、列车自主运行系统、有轨电车信号系统等多个工程项目中。实际运行情况表明,该平台完全符合安全性,可靠性和多种信号系统通用性的技术需求。     

列车通信网络并行冗余方法与协议的研究

列车通信网络的可靠性是保证列车安全稳定运行的前提,根据列车通信网络的需求,构建一种并行传输的网络架构,通过改进的并行冗余协议PRP提高基于以太网的列车通信网络的可靠性。对PRP协议的冗余机制进行研究,针对PRP协议存在的问题,结合列车通信并行网络的需求,改进并行冗余协议的数据发送机制以及冗余算法。根据重要性对传输的数据进行分类并采取不同的传输策略:重要数据采用并行传输方式,能够使其故障恢复时间减小为零,保证了网络的可靠性;非重要数据采用交替传输方式,以缓解传输时的网络带宽压力。网络仿真结果验证了采用并行冗余协议的列车通信网络的可靠性。     

基于热备冗余控制的地铁车辆逻辑控制单元应用研究

针对地铁车辆应用场景,基于热备冗余控制方案,对地铁车辆逻辑控制单元LCU进行应用研究。根据LCU系统架构及硬件配置,对电源冗余、主控冗余、IO冗余、通信冗余等进行冗余设计,有效地保证了地铁车辆运行的安全性和可靠性,提高了列车的运营保障能力。     

适用于城市轨道交通的全电子计算机联锁系统设计及研究

为了适应城市轨道交通CBTC系统场景和电子化控制轨旁设备的需求,在自主化TYJL-Ⅲ型计算机联锁系统的基础上,增设安全通信接口实现与全电子系统的通信.相应地,在切换原则、安全通信板、目标控制器和全电子执行单元4个环节进行升级改造.在系统的软件和硬件中采取安全通信协议、二乘二取二架构、正反驱动码校验、事故继电器防护等安全措施保障系统的安全.研究结果表明:TYJL-ⅢE型全电子计算机联锁系统通过二级维护和智能维护方式,丰富了监测内容和维修的便利性,通过远程控制方式,减少设备数量,节省系统成本.与传统的继电器接口方式相比,全电子计算机联锁系统具有配置灵活、节省空间、调试安装方便等诸多优点,成为重要发展趋势之一.     

基于ARINC659总线的互联互通ZC安全通信计算机平台的设计

为了更好地满足城市轨道交通互联互通对信号领域安全通信的要求,将具有数据吞吐量大、传输时间确定、故障隔离严格、容错性好等特点的ARINC659总线用于城市轨道交通信号控制系统领域。提出了一种基于ARINC659总线技术的二乘二取二安全通信计算机平台的方案,用以实现ZC平台的对外通信功能和安全通信协议运算功能。设计其软硬件结构、用户软件和总线间线程的通信序列,并对数据的冗余处理和安全协议运算等关键功能进行研究,以满足系统高安全性、高可靠性和高实时性通信的需求。     

基于PRP提升CBTC车地无线通信可靠性方案研究

为解决既有采用WLAN方案地铁线路面临的无线干扰问题,提出基于PRP的车地通信冗余方案,引入不同制式的无线链路,使信号车地通信单网信息经由冗余通道传输,从而提高信号系统车地通信的可靠性。该方案进行实验室及地铁线路现场动车测试验证,对测试结果进行对比分析,并对信号系统中PRP方案的应用场景进行展望。     

CBTC轨旁AP设备改造

基于通信的列车控制系统（CBTC）采用了2．4GHz的车．地无线通信,容易受到线路附近民用频率的干扰,影响列车正常运行。为提高无线通信系统的可靠性,介绍了一种轨旁AP单元改造方法。在设计上,轨旁AP单元采用双机热备工作方式,由2块ATmega64处理芯片同时工作,互为主备,提高抗干扰能力。无线采用支持802．11a协议的LTE140模块,可与列车在5．8GHz频段上进行通信,避免民用频率干扰。测试结果表明,该系统稳定可靠,较2．4GHz无线方案具有更好的抗干扰能力。     

车车通信后备模式下智能轨旁对象控制器系统

为解决基于车车通信的列车运行控制系统在通信中断情况下，信号系统降级后备模式运行的问题，设计了一种基于超带宽通信技术和射频识别技术的智能轨旁对象控制器系统，实现了双向列车定位、列车车号识别、列车完整性判断、列车行驶方向判断和轨道占用检测等一系列基础功能。研制了样机并进行实验室测试。测试结果表明，后备模式下，所提智能轨旁对象控制器系统可以提供地面设备办理进路的后备模式，保障行车安全。     

城市轨道交通CBTC系统中数据通信子系统研究

针对基于通信的列车控制系统（CBTC）的技术需求,对城市轨道交通CBTC系统中数据通信子系统（DCS）的网络结构与功能进行研究,重点分析了轨旁骨干网技术方案、无线漫游切换机制和网络冗余,并对3种不同无线覆盖方式进行了比较。     

城轨云化建设背景下的高速车地通信测试

介绍基于无线局域网(WLAN)的车地无线技术在高速轨道交通场景中的通信性能测试项目的、测试情况以及测试结果,测试组网采用5?725～5?850 MHz频段80 MHz频宽组网,轨旁AP设备按照间距200 m的间隔进行部署。通过测试验证了WLAN技术在列车高速移动场景下的各项通信性能指标,经过测试验证WLAN车地无线链路平均切换时延小于12 ms、平均丢包率小于0.1%、平均传输时延小于2 ms。在120 km/h、160 km/h场景下车地通信速率可达到350 Mbps以上,在80 km/h场景下车地通信速率可达到450 Mbps以上。本次测试可为后续市域铁路等高速轨道交通项目乘客信息系统业务承载提供参考依据。     

国产数据库在地铁信号系统中的应用研究

为提升地铁装备的国产化水平，逐步实现核心技术的自主可控，以国产数据库在MTC-I型基于通信的列车运行控制系统中的应用为切入点，结合既有数据库架构的特点，提出一种基于国产数据库的一主二备架构。采用基于联机Redo日志的数据实时同步技术，确保不同存储设备间数据的一致性；通过加密引擎技术，定义特殊的或更高强度的加密算法，提高数据加密的安全性；配备基于B/S架构的实时监控平台，有效提升数据库系统的智能运维水平。从可靠性、可扩展性和经济性3个方面，分析了一主两备架构的应用特性。经过正常运营标准压力测试和典型业务场景并发测试，验证了该架构在地铁信号系统中具有良好的适用性。     

基于二乘二取二平台的通信设计

二乘二取二平台是能够满足铁路信号控制系统高安全性、高可靠性要求的安全平台。围绕二乘二取二系统中的乘二、取二、冗余通信3项关键技术,对与之相关的外部通信设计方法进行分析探讨。     

谈城轨交通CBTC系统故障归类及其设计应对策略

对南京地铁2号线CBTC系统故障进行分类,其中包括ATS设备、轨旁设备、车-地通信设备、车载设备不同故障类别,并从设计角度,针对不同类别故障,提出了保障地铁正常运营的设备冗余配置、备用降级模式等应对策略。最后,介绍了运营中的信号故障处理。     

基于二乘二取二平台的通信设计简

二乘二取二平台是能够满足铁路信号控制系统高安全性、高可靠性要求的安全平台.围绕二乘二取二系统中的乘二、取二、冗余通信3项关键技术,对与之相关的外部通信设计方法进行分析探讨.     

CRH2型动车组控制系统冗余安全设计

针对CRH_2型动车组要求整车控制系统高安全可靠性的特点,重点研究了网络控制系统通信架构、软硬件控制平台及车辆电气控制系统,详细论述了控制系统在冗余通信、安全导向、联锁保护的设计策略及优点。长期运用表明系统性能表现优异。     

上海轨道交通2号线信号系统的更新改造

上海轨道交通2号线信号系统已进入大修年限。从技术性、经济性、可实施性出发,对信号系统的3种更新改造方案进行比选。结合2号线运营及维护的具体需求,选择采用"TBTC(基于轨道电路的列车控制)+CBTC(基于通信的列车控制)"双信号异型冗余系统改造方案,即以轨道电路作为降级模式的CBTC系统方案。详细介绍了该改造方案的总体架构、轨旁架构、车载架构,以及车辆基地和运营控制中心的实施方案。目前该"TBTC+CBTC"双系统兼容改造的列车已上线投用。     

基于CANopen协议的轨道交通安全计算机平台研究

CANopen是基于CAN(Controller Area Network)开发的应用层协议.本文在分析CANopen协议的通信原理的基础上,针对轨道交通安全计算机平台的通信需求,着重介绍了安全计算机平台通信部分的设计与实现,包括CAN网络中各个节点的硬件接口设计,以及软件设计与实现;并通过试验测试和现场正式运行,验证了平台通信的安全性和可靠性.