一种基于组播报文的安全协议性能分析方法

区域控制中心(ZC)子系统内部安全协议是基于通信的列车控制(CBTC)系统成败的关键。设计了ZC内部安全协议组播发送方式及确认机制,提出了组播报文的安全确认流程。利用网络仿真工具(OPNET)建立安全协议多线程模型,根据ZC的实际运行情况对通信过程进行仿真,结果表明组播发送方式减小了近50%的通信延时。     

CBTC系统中列车占用位置判断方法

在城市轨道交通信号系统中,为了保证运营安全,CBTC列车降级后,ZC判断列车可能占用位置时会以牺牲精度为代价,以计轴为单位判断非通信车的占用位置,将占用计轴两侧的空闲计轴均作为非通信列车可能运行范围.现对该方案进行了改进,提出了一种在ZC和CI设备融合基础上判断列车占用位置的新方法,实现了列车占用位置的精细化管理,提高了列车占用位置的精度,可适应CBTC混跑模式下更小间隔、更高速度的线路应用需求,同时可提高判断计轴设备故障的准确度,对提升CBTC系统的可靠性与可用性具有一定的参考价值.     

基于移动闭塞的仿真VOBC特殊点注入方法研究

针对区域控制器ZC子系统测试时遇到的线路数据库特殊点覆盖率不全问题,提出了基于移动闭塞原理的仿真VOBC特殊点注入方法。该算法首先对线路数据库进行数据预处理;再根据列车所处的位置,利用速度、加速度、移动授权、列车不确定性等参数,计算列车的下一位置;最后根据位置来判断列车是否经过特殊点,若经过,则将特殊点注入位置报告发送到ZC。经在广州地铁7号线室内测试验证,线路特殊点覆盖率达到了99.52%,且遗漏的点也符合安全要求,有效提高了ZC系统功能测试效率。     

列车占用检测延时对CBTC信号系统安全影响研究

列车占用检测设备是CBTC信号系统的重要组成部分。依据列车占用检测设备提供的列车位置信息,轨旁信号设备进行安全逻辑计算,以向列车提供移动授权,确保列车安全运行。但在列车占用检测设备将列车位置信息传送到轨旁信号设备时存在一定的通信延时,如果该延时过长,可能导致轨旁信号设备使用错误的列车位置信息,从而给出错误的移动授权,造成列车冲突或脱轨事故。本文对基于CBTC信号系统的列车占用检测延时可能造成的安全影响进行分析,并从系统设计角度提出解决方案。     

基于交换式以太网安全通信协议的模型和仿真研究

在基于通信的列车控制系统中,区域控制中心ZC(Zone Controller)子系统负责向列车发布移动授权,对于保障列车安全高效运营具有重要作用。为提高ZC的可靠性,设计中通常会使用冗余结构,其内部的安全通信协议就成为系统成败的关键。本文介绍构建于UDP协议之上的ZC内部安全通信协议的设计与实现,利用OP-NET网络仿真工具对该协议进行建模,并模拟VxWorks实时操作系统的多任务调度环境,构建基于交换式以太网的通信性能仿真研究平台。根据ZC的实际运行情况,对通信过程进行仿真,分析了发送窗口对报文最大时延的影响。仿真结果表明,适当的发送窗口数量可以兼顾通信效率和时间精度。     

基于通信的列车控制(CBTC)系统中轨旁控制子系统一体化研究

分析了国内外CBTC(基于通信的列车控制)系统的结构特点.针对典型CBTC系统存在的问题,着重分析了CBI(计算机联锁)和ZC(区域控制器)均采用同一硬件和同一软件的轨旁控制子系统一体化方案,给出了该方案下轨旁控制子系统为列车计算行车许可的方法.最后对一体化的CBTC系统与典型CBTC系统下开放信号机、关闭信号机、人工解锁进路、解锁保护区段及CBI采集列车包络占用区段延时检测等功能的实现方式进行对比.对比结果表明,采用轨旁控制子系统一体化方案的CBTC系统可以减少子系统间的接口,降低ZC和CBI间的功能耦合度,提高系统的运行效率.     

列车安全防护包络对CBTC列车影响的研究

介绍卡斯柯Urbalis888信号系统CBTC列车安全防护包络的计算原理及影响范围,结合实际列车运行情况分析非通信列车安全防护包络延长的机制及对后续CBTC列车(基于通信的自动控制列车)的运行控制的影响。在运营过程中发生计轴干扰、列车失去通信等短期未能恢复的故障时,根据研究结果提供相应管理措施以提高发生故障时的运营效率,降低故障影响。     

基于车车通信的道岔逻辑控制电路的应用研究

从基于车车通信的列车控制道岔原理和功率放大器工作原理等方面详细阐述了道岔逻辑控制电路的工作原理.以ZDJ-9型五线制交流转辙机为例,分析了道岔逻辑控制电路的节点动作,阐明了五线制道岔编码原则,并说明了列车控制道岔安全防护距离的设置原理及计算方法.     

区域控制器系间同步方法设计

区域控制器(ZC)是CBTC系统的核心控制子系统,由ZC应用软件和安全计算机平台组成.基于二乘二取二架构的ZC系统采用主备系热备运行机制,以增强系统的可用性.当ZC主系故障时,系统自动切换至另一系连续执行控制任务.传统ZC同步方法完全依赖安全计算机平台的运行状态,应用软件未考虑主备系通信的延时影响.提出一种跨周期ZC双...     

下一代城轨列车控制系统技术方案

从通信链路的高可靠性、信息交互延时大幅缩短、多手段预警防护保证行车安全以及结构简单、成本低廉等方面论述基于车-车通信的信号控制系统特点;从列车数据流程、列车追踪控制原理和道岔控制原理等方面分析车-车通信信号控制系统并提出基本方案,表明基于车-车通信技术的轨道交通信号控制系统的优越性及应用前景。     

CBTC系统中列车安全包络回缩的处理方法

CBTC系统中,车载ATP设备维护列车位置信息,并周期向地面区域控制器(ZC)发送位置报告信息。当车载ATP校位时,列车安全包络将缩小,可能出现安全包络回缩至前一区段的情况,造成系统出现可用性问题。提出几种避免出现列车安全包络回缩至前一区段的处理方法,提高了系统可用性。     

ATO模式下车地联动时序分析与站台门延时控制系统设计

分析轨道交通中列车门与站台门,在不同控制时序下的安全性问题的基础上,提出列车门与站台门开关动作时序方案。通过对现有站台门系统的控制方式,以及站台门与列车控制中心的接口条件进行逻辑分析,提出延时控制系统的功能设计方案,详细说明了其接口原理及工作流程。系统由安全继电器、中央逻辑处理单元构成,以“故障导向安全”为原则,具备完整的自检功能。在试验室环境下对系统功能进行验证,通过模拟列车控制中心的控制命令,延时控制系统能够准确地对控制命令进行延时、记录、故障处理。试验结果表明,该系统简单实用、安全可靠,提高了乘客出行的安全性和舒适度,为既有车站站台门系统升级改造起到了重要作用。     

基于车辆制动延时的列车自动防护系统防护距离优化

简要阐述了城市轨道交通ATP(列车自动防护)系统防护距离计算原理,计算分析了车辆制动延迟时间参数优化前后的列车ATP系统最小防护距离.经对实际项目计算,当车辆制动延时减少30％时,列车的ATP系统最小防护距离缩短24.7％,单条停车线长度实际可减少6 m.研究结果表明:通过缩短车辆制动延时,可有效减少列车的ATP系统最...     

列车自主运行系统的行车资源管理方法

文章描述了列车自主运行系统中行车资源管理方法,包括行车资源的交互方法、交叠检查方法和回收方法.针对列车自主进路和自主防护时因通信延时和丢包产生的安全问题,提出了行车资源的交互方法,具有使列车直接申请并独立持有进路和进路防护区段范围上的行车资源的功能,达到了交互快、安全性高的目的.针对在行车资源交互时,因行车资源丢失而阻...     

主控机车和从控机车通信信号延迟对2万t组合列车纵向冲动的影响

针对2万t组合列车存在的主控机车和从控机车通信信号延迟问题,基于多体动力学理论,建立了考虑通信延迟的列车纵向动力学仿真分析模型,仿真分析了列车在12‰长大下坡道循环制动过程中通信延迟对纵向冲动的影响规律和不同机车电制动力下通信延迟对纵向冲动的影响。结果表明:列车纵向拉钩力和压钩力均随着通信延迟的增大而增大,而且最大压钩力位置随通信延迟增大向车尾方向移动;通信延迟对负向加速度影响较为明显,即对于中部机车,其负向加速度随通信延迟的增大而增大;对于前部和后部货车,随通信延时增大其局部位置车辆负向加速度波动较大;在列车制动过程中通信延迟对纵向冲动的作用受机车电制动力影响较小,而在缓解过程中,机车电制动力越小,通信延迟对列车纵向冲动作用越显著。     

基于通信的移动闭塞列车控制系统

随着计算机和通信技术的发展，城市轨道交通信号系统也在不断地发展。自上世纪90年代以来，基于通信的移动闭塞列车控制系统CBTC（Corn-munication-Based Train Contro1）受到了日益广泛的重视。CBTC系统是利用列车和地面间的双向数据通信设备，使地面信号设备可以得到每一列车连续的位置信息，并据此计算出每一列车的运行权限，动态更新发送到列车，列车根据接收到的运行权限和自身的运行状态，[第一段]     

基于模型的CBTC区域控制系统安全软件开发

传统的软件开发方法不能满足基于通信的列车控制(CBTC)区域控制系统(ZC)的开发需求.结合北京地铁亦庄线研究项目,介绍一种基于模型的系统开发方法,给出ZC系统的软件容错结构,阐述该系统的移动授权和列车管理功能建模方法,并从模型覆盖率分析和形式化验证两方面深入分析系统安全性保障措施.ZC系统的研究项目表明,基于模型的开...     

移动闭塞系统列车位置不确定性算法研究

列车位置不确定性计算是实现移动闭塞系统列车安全防护功能的关键。介绍列车位置信息构成、初始化与更新、校准等列车位置管理的基本原理,对列车位置不确定性算法的计算原则及影响因素进行分析,并提出一种基于多传感器融合测速测距技术方案。重点结合列车位置校准后、正常走行、空转/打滑等不同场景的应对策略,研究提出可行的列车不确定性算法,对其他类似的系统开发具有一定参考价值。     

城市轨道交通CBTC信号系统列车位置不确定性分析

当前,城市轨道交通为满足大运量的需求,对列车运行间隔要求越来越高,即列车自动控制系统对列车的定位必须更加精确可靠,以保证小间隔的列车安全运行要求。介绍了列车测速和列车定位的基本原理,从算法原理入手分析了列车速度不确定性和位置不确定性的产生原因以及计算方法,以供列车精确定位参考。     

数据包丢失对列车控制系统的影响

基于通信的列车控制(CBTC)系统中的车-地通信是利用WLAN技术传输列车的状态和控制命令。列车控制系统的性能取决于通信链路数据传输的准确、实时、可靠,而WLAN技术并不是为城市轨道交通快速运行的环境而设计的,因此,在传输过程中出现传输延时和数据包丢失等情况,导致列车运行性能的下降。把列车控制系统等效为网络控制系统,对于车地通信无线传输过程中,出现随机延时大于其采样周期而导致传输的数据包丢失情形,采用补偿策略估计列车的系统状态并对其进行了分析,提出了改善数据包丢失的列车控制方法。