高速铁路智能交通系统中的CBTC技术

介绍了国外基于通信的列车控制(CBTC)系统的概况,在分析我国铁路无线通信发展现状和铁路智能交通系统(RITS)的体系结构的基础上,阐述了CBTC的原理及高速列车定位、列车动态运行间隔控制等关键技术.     

基于可见光通信和接收信号强度检测的列车定位方法研究

精确的列车位置信息是CBTC(基于通信的列车控制)系统保障列车安全高效运行的关键因素。针对地铁独特的隧道环境和列车运营特点,提出一种VLC(可见光通信)和RSSI(接收信号强度检测)相结合的列车定位方法。首先,以朗伯光源模型为基础,构建LED可见光通信的CBTC系统的列车定位模型;其次,利用RSSI值计算隧道壁上LED灯与列车之间的直线距离,并使用三边定位原理和最小二乘法拟合列车定位结果;然后,引入VLC与RSSI相结合的列车定位观测模型和误差模型,对运行中的列车实时定位与误差分析;最后,以成都地铁1号线的真实线路数据和设备参数为依据,验证所提方法的可行性和有效性。研究结果表明:该列车定位方法的最大定位误差为39.23cm,平均定位误差为13.36cm,满足CBTC系统对高精度列车定位的要求,可以作为传统列车定位方法的一种全新选择。     

城市轨道交通CBTC系统欧标应答器仿真测试平台设计与实现

本文基于无线通信的列车控制系统(CBTC)集成测试要求,开发了室内欧标应答器子系统仿真测试软件平台.该平台接收计算机联锁设备的列车进路信息,根据列车位置信息与所在进路信息,发送固定及可变应答器数据报文,模拟多种应答器设备故障情况,如应答器丢失、应答器报文错误、应答器反应延迟等.该仿真测试平台满足了CBTC集成测试应答器相关的测试要求,加速了CBTC系统的软件开发和测试进度.     

城轨交通CBTC关键技术——列车自动防护车载(ATP)子系统

重点围绕城市轨道交通基于通信的列车控制系统(CBTC)技术需求,详细描述了车载子系统核心安全部件—车载ATP列车自动防护单元关键功能(列车状态监督、列车速度曲线生成与监督、列车运行状态报告生成)的工作原理和功能,重点分析了ATP核心硬件设计(核心处理模块、测速模块、应答器通信模块)和软件架构设计,并结合CBTC车载子系统整体技术方案进行了研究与探讨。     

应答器与测速组合定位在地铁中的应用

分析城市轨道交通列车运行控制系统对列车定位技术的要求,针对地铁的具体特点,提出在CBTC条件下应答器与测速的组合定位方案。该方案利用测速电机和多普勒雷达提供列车相对位置,查询应答器提供列车绝对位置,利用测速电机定位和应答器定位相互补足的特点,得到精度较高的定位数据,较一般列车定位系统相比,提高了列车测速定位系统的精度和可靠性。     

基于信标的列车次级定位系统应用研究

分析了传统CBTC(基于通信的列车控制)系统下计轴及其子系统在使用过程中所出现的问题,提出了基于信标的列车次级定位系统应用技术.该技术采用既有ATP(列车自动防护)系统的地面应答器,通过车地系统结合的方式,为CBTC系统提供了一种新的列车次级定位检测方案.该技术与计轴系统具有相同的安全等级.基于上海城市轨道交通超大网络的运营管理需求,进一步对基于信标的列车次级定位系统的架构及应用场景进行研究.应用效果表明,基于信标的列车次级定位系统能实现正线信号控制区域的无计轴化,具有简化系统结构、便于安装、抗干扰能力强,以及可减少设备维护工作量、降低维护综合运营成本等优点,是未来新线线路建设和既有线路改造的首选.     

应答器在基于通信的列车控制系统中的应用

应答器是城市轨道交通信号控制系统中的安全设备,是整个信号系统安全体系中不可或缺的部分,通常配合车载电子地图使用,目前广泛应用在现代轨道交通信号控制系统中。介绍了应答器的工作原理,进一步详细分析了数据传输速率对应答器数据传输质量的影响,并对应答器在CBTC(基于通信的列车控制)系统中的功能进行了探讨。应答器具有结构简单、安装灵活、维护方便、功能多样、信息传输可靠性高、信息容量大等特点,已经成为现代列车运行控制系统中重要的信号设备。     

基于信标的列车次级定位系统应用研究

分析了传统CBTC(基于通信的列车控制)系统下计轴及其子系统在使用过程中所出现的问题,提出了基于信标的列车次级定位系统应用技术.该技术采用既有ATP(列车自动防护)系统的地面应答器,通过车地系统结合的方式,为CBTC系统提供了一种新的列车次级定位检测方案.该技术与计轴系统具有相同的安全等级.基于上海城市轨道交通超大网络的运营管理需求,进一步对基于信标的列车次级定位系统的架构及应用场景进行研究.应用效果表明,基于信标的列车次级定位系统能实现正线信号控制区域的无计轴化,具有简化系统结构、便于安装、抗干扰能力强,以及可减少设备维护工作量、降低维护综合运营成本等优点,是未来新线线路建设和既有线路改造的首选.     

借助接触网支柱实现列车的准确定位

在分析基于查询／应答器和里程计的列车定位方式的基础上，提出一种基于查询／应答器、接触网定位杆和里程计的电气化铁路的列车定位新方法。阐述了采用检查窗技术克服接触网定位杆检测中背景障碍物干扰、用差触线拉出值辅助判定定位杆位置的方法，并给出针对测速轮的轮缘磨耗自动地修正里程计距离换算误差的原理与方法。这种定位方式与基于查询／应答器和里程计的定位方式相比，大大地减少了地面应答器的数量，同时还较大幅度地提高了列车定位的精度。     

基于GNSS的虚拟应答器研究

Galileo系统的加入使全球导航定位系统GNSS的可靠性、安全性进一步加强.应答器是ETCS中采用的主要定位设备,但设备成本和维护费用较高是其主要不足.基于GNSS的虚拟应答器可以减少实际应答器在铁路上的铺设,明显减低设备成本和维护费用,并且可以准确的提供列车连续定位信息,增加系统定位的准确性.本文根据我国列车定位发展的需要,提出采用GNSS实现虚拟应答器(Virtual Balise)用于列车定位;文章重点介绍了虚拟应答器的概念、组成和软件系统的实现,采用全球卫星导航定位技术和地图匹配技术,应用专用铁路电子地图和一定的算法设计,通过车载系统软件处理来实现查询应答器功能;软件经青藏线数据测试,能准确捕获前方虚拟应答器信息实现虚拟应答器用于列车定位功能.     

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。     

CBTC系统典型安全制动模型解析

基于通信的列车控制(CBTC)相对传统固定闭塞系统,缩短了列车之间的安全间隔距离,从而大幅提高运营效率。保障列车之间的安全间隔,是CBTC系统安全高效安全运营的核心。分析了CBTC系统的典型安全制动模型,计算了各参数典型取值情况下不同速度列车的制动距离,论述了该模型中的重要参数对于不同速度列车的制动距离的影响。     

CBTC系统列车追踪运行浅析

CBTC系统是一种利用高精度的、不依赖于轨道电路的列车定位技术,实现连续式的、大容量的双向车、地数据通信.本文简要分析了基于通信的列车运行控制系统中不同等级列车的追踪运行方式,有助于进一步从系统运用的角度理解CBTC系统.     

城市轨道交通CBTC关键技术——列车自动驾驶（ATO）子系统

围绕城市轨道交通CBTC信号系统需求并基于列车运行流程,描述了ATO子系统所具备的列车自动驾驶、自动折返等关键功能及其工作原理。提出了基于紧凑型PCI工业计算机总线架构的ATO核心硬件设计方案,分析了包括操作系统和应用软件流程在内的ATO软件设计思路。     

关于城市轨道交通CBTC计算机联锁子系统的研究

近年来,基于通信的列车控制技术(CBTC)以其显著优势,逐渐成为城市轨道交通信号系统的首选方案。传统的联锁技术无法支撑CBTC信号系统的安全、高效、高自动化的要求。CBTC信号系统中的联锁子系统不仅要提供联锁逻辑保障,还要支持移动闭塞、点式ATP控制、以及不同模式列车的混跑等需求。文章简要介绍了基于CBTC技术的国产化联锁系统的架构、功能方面的创新和技术特点等。     

地铁CBTC系统最新发展趋势

近些年来国内迎来了城市轨道交通建设的大潮,地铁CBTC(基于通信的列车控制)系统在快速创新和发展中出现了一些最新的技术发展趋势。综合国内轨道交通发展的现今状况,其主要发展趋势有:信号系统技术及管理模式向着全自动无人驾驶模式方向发展;地铁车-地通信方式向着TD-LTE(时分-长期演进)技术搭建的CBTC车-地无线通信系统方向发展;同一城市地铁的CBTC信号系统向着不同系统之间互联互通的方向发展。     

基于无线通信的列车控制系统应用研究

基于通信的列车自动控制(CBTC)系统,尤其是基于无线的列车控制系统(RCBTC)代表了当今轨道交通信号系统的发展方向和先进技术的发展趋势。分析了国内CBTC系统项目的应用状况和无线CBTC系统的原理,从安全性、兼容性、灵活性等方面论述了无线CBTC系统的优势。基于无线的列车控制系统具有性能及成本优势。     

SelTrac~ CBTC信号系统中自动列车调整功能设计

CBTC(基于通信的列车控制)系统中,ATS(列车自动监控)子系统提供的自动控制功能包括列车自动调整和列车进路自动排列。介绍了SelTrac~CBTC系统中,ATS自动列车调整列车运行计划编制的内容,着重阐述了列车死锁预防的几种类型,分别描述了列车时刻表调整的工作原理及调整方法。     

基于车-车通信的全自动运行信号系统研究

分析我国城市轨道交通信号系统的发展现状,介绍传统的基于通信的列车控制(CBTC)系统存在的问题。介绍基于车-车通信的全自动运行系统,通过建立列车之间通信与协作,实现列车自主运行控制,具有架构简洁、地面轨旁依赖小、列车主动进路、列车自主防护等技术特点。对其系统架构、系统原理、关键技术及系统特点进行研究和分析,该系统对传统 CBTC 信号系统架构、原理进行优化,具有更高安全性、可靠性、运营效率,以及更低建设和运营成本,必将在未来有更广泛应用。