CBTC越区切换中断时间分析

基于通信的列车控制(CBTC)系统采用IEEE802.11标准作为无线通信传输协议。根据IEEE802.11标准中规定的越区切换流程,采用移动通信系统越区切换中断时间的计算方法,推导出越区切换中断时间与列车运行速度的关系表达式。采用此关系表达式进行理论计算的结果显示,在发射功率为17 dBm,发射和接收天线增益均为10 dB,发射与接收端损耗均为5 dB的条件下,典型行车速度为50,70,90 km.h-1时,越区切换中断时间应分别控制在224,160和124 ms以内才能够保证通信持续正常。建立2列列车追踪运行模型,仿真不同越区切换中断时间的后车运行曲线。仿真结果显示:列车以25 m.s-1(90 km.h-1)的速度行驶时,越区切换中断时间在130 ms以内能够满足列车通信的需求;验证了CBTC越区切换中断时间与列车行驶速度的关系表达式是合理的。     

基于随机Petri网的GSM-R越区切换成功率分析

CTCS-3级列车运行控制系统利用GSM-R网络进行车地间连续、双向的安全信息传输。而GSM-R系统采用硬切换技术,切换时必然会产生短暂的通信中断,这就会影响列车控制类数据传输业务。为保证安全数据传输的可靠性,迫切要求更短的切换时间和更高的切换成功率。对此,建立GSM-R系统越区切换的随机Petri网模型,分析影响越区切换成功率的因素,并利用MATLAB仿真得到列车运行速度、越区切换中断时间以及列车追踪间隔与越区切换成功率的关系;最后说明列车在350 km/h和430 km/h速度下运行时,越区切换成功率是否满足CTCS-3级系统需求标准要求。     

CBTC系统列车运行间隔控制仿真研究

在城市轨道交通中,列车运行间隔过大会降低线路行车效率,过小又将影响列车运行安全;因此,合理调整列车运行追踪间隔,在保证列车安全运行的同时提高线路行车效率,是目前CBTC系统列车运行间隔控制的关键。本文介绍了影响列车运行间隔的因素以及列车运行间隔的计算方法,并对列车运行追踪距离建立仿真;通过静态仿真对发车间隔、停站时间等影响列车运行间隔的参数取值,并验证取值是否合理;通过研究列车运行情况,根据实时位置关系调整列车运行间隔并进行动态仿真。     

无线通信延迟对城市轨道交通CBTC列车追踪间隔影响研究

追踪间隔是衡量城市轨道交通系统性能的重要指标,影响着城市轨道交通的运行安全和运输效率。CBTC车地通信系统采用无线通信的方式,其通信延迟是影响追踪间隔的主要原因之一。分析通信延迟对列车追踪间隔组成部分中的列车安全包络的影响,根据无线通信理论和IEEE 802.11协议无线通信流程得出无线通信延迟与列车速度之间的约束关系,在此基础上结合移动闭塞下追踪间隔的特点,提出用非线性规划求解约束条件下的列车追踪间隔计算方法。仿真结果显示通信延迟对追踪间隔的影响是非线性的,并给出不同通信延迟、列车追踪间隔和最大允许速度三者之间的关系。结论可为评估运输效率、优化列车追踪间隔和保障列车运行安全等问题提供依据。     

基于通信的列车控制系统中列车追踪间隔的优化与仿真

基于移动闭塞的CBTC(基于通信的列车控制)系统相对于传统的ATC(列车自动控制)系统可实现列车间的实时追踪运行,列车的运行间隔大大缩短.然而列车之间的追踪间隔时间的优化仍然是一大难题.在考虑列车速度、加速度、制动距离和安全距离等因素下研究了区间追踪和站台追踪的追踪间隔时间的模型.仿真分析表明,模型是正确和有效的,并在一定程度上优化了追踪间隔.     

城市轨道交通CBTC列车控制等级切换技术研究

基于通信的列车运行自动控制(CBTC)系统能够实现列车自动追踪运行,可最大程度地缩短列车运行间隔,有效提高列车运营效率,保证列车安全、可靠运行。结合西安地铁3号线工程,对西门子TRAINGUARD MT型CBTC列车控制等级原理进行了分析,并对其列车控制等级和控制区域的切换技术进行了研究。     

轨道交通移动闭塞安全距离的仿真研究

介绍了轨道交通列车运行安全距离的概念,并对安全距离的影响因素进行了定性分析。结合移动闭塞条件下列车间最小追踪间隔模型,对移动闭塞中安全距离进行仿真研究。研究结果表明,安全距离是影响列车追踪间隔的主要因素,且在列车最高速度一定的情况下,列车最小追踪间隔时间随安全距离的增大而增大,基本呈线性关系。     

基于通信的列车控制系统的列车追踪间隔时间计算

针对由于外界因素影响而使基于通信的列车控制(CBTC)系统列车追踪间隔偏大的问题,对列车追踪间隔时间算法进行了研究,得出了列车追踪间隔时间的表达式,分析了影响列车运行追踪间隔时间的本质因素,提出了基于提前减速法的追踪间隔时间优化方法.以兰州地铁1号线线路数据为例,对提出的理论计算方法进行了仿真验证,得出了相应的追踪间隔-距离曲线图.仿真结果表明,提前减速方法能很好地优化线路中关键区段的追踪间隔偏大的问题,提高了整条线路的运行效率.     

安全距离长度对站前折返能力的影响分析

折返站是限制轨道交通线路运营能力的关键点,因此折返站的设置在地铁设计过程中至关重要。鉴于目前建设过程中车站尾部常常受到建设规模的制约,从信号系统设计的角度就站前折返安全距离长度对站前折返能力的影响进行分析。首先根据IEEE制定的CBTC系统安全制动模型,推导安全距离计算模型,根据计算模型得出安全距离缩短后对信号系统ATO控制列车运行的影响。其次,通过仿真模拟列车站前折返全过程,绘制折返时间图解,研究站前折返能力的受制因素,分析列车安全距离缩短后对折返时间间隔的影响。最后,从信号系统设计的角度提出在安全距离受限的情况下有效、合理的解决方案。     

基于SPN的越区切换模型分析

CTCS-3列车运行控制系统是中国列车控制系统(CTCS)的重要组成部分之一,它采用GSM R实现地面一列车间连续、双向的安全信息的无线传输.对于GSM-R而言,移动台的越区切换必然引起通信连接的暂时中断.由于安全数据传输直接影响行车安全,为保证其传输的可靠性,必然要求更短的切换时间和更高的切换成功率.本文研究安全数据通信在越区切换时的传输可靠性,并对越区切换过程进行随机Petri网的建模和分析.给出列车速度与越区切换成功率的关系,以及列车在350km/h的速度下,越区切换时间与越区切换成功率之间的关系.最后,本文将分析结果与CTCS-3需求标准进行了比较,说明其可以满足要求.     

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。     

基于事件的控制技术在地铁列车运行中的应用

研究移动闭塞条件下地铁列车的运行规律,建立地铁列车运行模型,将基于事件的控制技术应用到地铁列车控制中。引入运动参考变量,求出在以站间最小运行时间为目标的单列列车控制中,列车运行速度、加速度关于列车走行距离的表达式,根据列车走行距离实时调整规划列车的运行。研究移动闭塞条件下地铁列车间的控制,采用基于事件的控制技术和编队思想降低列车间的最小追踪允许间隔,在保证不撞车以及尽量减少站外停车的前提下,提高地铁线路的通过能力,并且能够方便地实现系统的重新配置以及各子系统间的协调协作。以相邻的3列列车运行为例,研究在移动闭塞条件下后续列车的控制策略,根据列车的走行距离以及前后列车间所要求保留的安全距离,动态调整列车的运行速度、加速度。仿真结果表明,运用基于事件的控制技术来控制列车的运行,可提高列车的正点率到95%。     

西安地铁CBTC方案实现的探讨

CBTC系统方案在维持系统安全的同时,改善列车定位能力和实时更新移动授权,最大限度地接近"目标距离",缩短列车运行间隔距离,从而提高运输效率。结合西安地铁工程,对其CBTC系统、后备模式和运营组织进行探讨。     

货物列车紧急制动距离延长对通过能力的影响

120 km/h货物列车紧急制动距离从1400 m延长到1600 m,相应的常用制动距离也要延长,这涉及信号机布置、列车操纵、车轮踏面损伤、对通过能力影响等许多方面,是一个十分重要的技术问题。本文首先检算了120 km/h货物列车不同条件下的紧急制动距离和常用制动距离,根据制动距离确定闭塞分区长度,根据闭塞分区长度采用牵引计算的方法确定追踪列车间隔时间,从而判定紧急制动距离延长对追踪间隔时间的影响。同时,还采用牵引计算的方式确定紧急制动距离延长前后的列车停车附加时分,计算停车附加时分延长对通过能力的影响程度。认为120 km/h货物列车紧急制动距离放宽到1600 m后,闭塞分区计算长度要增加70 m,这对新线信号机布置有重要影响,既有线不满足要求的,需要限速,或者改造。同时还造成货物列车90 km/h初速时紧急制动距离超过800 m,新车和既有货车的制动率不一致,当新旧车混编时会加剧列车纵向冲动。因此建议对《铁路技术管理规程》这一条款的修订应慎重。     

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。     

面向虚拟编组的列控技术研究

虚拟编组(Virtual Coupling)是近年来欧洲铁路部门提出的一个新理念,它使用无线通信代替机械联挂,实现不同型号列车的虚拟编组。列车虚拟编组后,行车间隔极大缩短,能够进一步提高线路的运输能力。介绍虚拟编组的研究背景和基本理念,分析既有欧洲列控系统(ETCS)在应用该技术时面临的问题,旨在提出面向虚拟编组的列控技术实现方案。根据列车间隔控制是否由列控系统进行防护,提出两种方案,并描述它们的基本原理和既有ETCS规范需要变动的内容。在基于列控系统防护的方案中,引入相对制动距离的概念,并提出一种基于相对制动距离的限速曲线计算方法,为下一代列控系统的研究提供参考。     

Research on minimum headway between EMU and common passenger train on passenger dedicated lineEI北大核心

Research purposes: The minimum headway of trains is an important technical standard in the railway survey and design. The common passenger train running on passenger dedicated line (PDL) has big influence on the headway between trains. This paper mainly analyzes the type of coach, passenger train composition and train operation control system, and presents the calculation method and model for the headway between the EMU and common passenger train for providing the reference to the survey and design of passenger dedicated line. Research conclusions: Based on the technologies of the train control system level 2 (CTCS-2), the train running monitor and record device (LKJ) and the ground signals, the analyses and calculations were made for the minimum headways between trains into the Yuncheng North Station of Datong-Xi'an PDL by using the calculation model. The calculations show the 3 minutes headway of the arrival-running through, the 3 minutes headway of the arrival-arrival and the 3 minutes headway of the running through-departure between the common passenger train and the EMU can be realized. And the 5 minutes headway of the departure-departure between the EMU and the common passenger train can be realized.     

城市轨道交通自动化车场库内股道长度的分析

城市轨道交通自动化车场是无人驾驶线路的必要条件,因列车自动入库时车头与车档之间需要一定的安全防护距离,常规库内股道长度设计已不能满足自动入库停车的需求。根据CBTC基于通信的列车自动控制系统列控原理,对安全防护距离长度进行计算和关键因素分析,并提出受用地规模限制时的优化措施,以达到指导地铁自动化车场库内股道长度设计的目的,也为后续建设或预留自动化车场土建条件提供借鉴。