高铁信号工程相邻轨道电路相同基准载频布置的研究

中国高速铁路列车控制系统(CTCS)包括地面列控系统和车载列控设备两部分。轨道电路是地面列控系统的基础设备。为保证列车控制系统的正常工作,轨道电路的布置既要满足地面列控系统的要求,同时也必须符合车载列控设备的技术条件。一般情况下,相邻轨道电路应设置不同载频。但在一些既有复杂枢纽,无法避免出现相邻轨道电路同基准载频的情形。在这种情况下,如果设计布置不当,会引起列控车载设备产生非正常制动。采用从列控车载设备逻辑功能角度对地面轨道电路的布置应用场景进行分析的研究方法,阐述相邻轨道电路同基准载频布置对列控车载设备的影响。提出的方案能够解决在无法避免出现相邻轨道电路同基准载频的情况下,合理布置轨道电路载频,保证列车的行车安全。     

基于参考应答器的列车位置和方向计算原理

在CTCS-3级和ETCS-2级列控系统中,车载设备基于参考应答器确定列车位置和运行方向,向无线闭塞中心报告列车位置,无线闭塞中心根据列车的位置向列车发送行车许可等控车信息,共同保障高速铁路列车安全高效运行.介绍基于参考应答器计算列车位置和方向的基本概念、基本原理和计算方法;阐述车载设备位置报告中的位置和方向的基本概念...     

自主化无线闭塞中心安全性研究

无线闭塞中心(RBC)是CTCS-3级列控系统的地面核心设备,根据联锁、相邻RBC、临时限速服务器、调度集中系统提供的信息以及与车载设备交互的信息生成列车行车授权,并向车载设备发送行车许可,完成列车间隔控制和列车防护,保障列车安全追踪运行。自主化RBC在原基础上增加对道岔状态、信号机状态和轨道电路状态的处理,对进路状态及进路中的道岔位置、信号状态及轨道区段状态进行校核,校核不一致时,进行安全处理;增加站内轨道电路的CEM检查,当列车位于进路上时,列车前方的站内轨道区段占用,则向列车发送CEM信息,进一步加强了列车站内运行的安全性。     

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。     

C2系统车站站名显示问题的解决方案

站名显示是CTCS-2级列控系统车载设备控车显示的重要信息之一。CTCS-2级列控系统应答器应用原则（V1．0）中规定：提供车站名称的文本信息可在列车进站外方3个闭塞分区开始显示,出站进入区间后,文本显示消失。该文本信息一般是放置在进站外方3个闭塞分区处的无源应答器中。     

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。     

高速综合检测列车ATP监测分析系统研究

车载设备作为CTCS-3级列控系统的重要组成部分,是列车行车安全的重要保障,为实时监测高速综合检测列车车载设备的运行状态,专门研发了ATP监测分析系统。介绍ATP监测分析系统基本概况,重点描述系统的主要功能、关键技术及运用情况,该系统可协助发现列车运行过程中的异常情况,辅助分析轨道电路和应答器问题。     

基于列控车载设备制动曲线的高速列车牵引计算平台

为了检算铁路客运专线闭塞分区长度与列控系统的符合性,设计基于列控车载设备制动曲线的高速列车牵引计算平台。采用HTML,CSS,JavaScript,Vue.js,Node.js和Koa等Web技术进行开发,使用MySQL作为后端数据库,构建B/S架构应用平台,包括基础数据处理、列车运行仿真、列车追踪间隔时间计算、闭塞分区检算和统计分析5个功能模块。其中,列车运行仿真模块为牵引计算平台的核心,由线路信息、列车动力学模型、列控车载设备制动曲线算法和速度控制组成;列控车载设备制动曲线算法具备列车超速防护功能,根据移动授权和列车速度距离信息生成允许速度和制动指令,实现列车运行仿真的闭环处理。选取京沪高速铁路列控工程数据和CRH3A型动车组参数进行列车牵引计算,得到高速铁路列车追踪间隔时间,验证闭塞分区设计长度满足列控车载设备制动距离要求。结果表明:该平台可用于闭塞分区长度符合性检算,从而验证闭塞分区设计与列控系统的匹配性。     

客运专线车站防护区段设计方案优化研究

某客运专线在车站侧线股道设防护区段的情况下，联调联试期间发生：防护区段长度超过100 m时，装备H型车载的动车组会产生制动（问题1）；侧线通过时，装备T型车载的动车组发生掉码引起列车制动（问题2）。通过数据分析发现问题1原因为丢失出站应答器；问题2原因为应答器载频预告与接收的地面载频信息逆序。提出防护区段载频设置优化和车载软件优化2种方案：将防护区段与股道区段按相同基准载频布置，可以同时解决问题1和问题2，适用于新建线路；H型车载软件修改为到出站信号机的轨道电路长度小于225 m时判定该区段为防护区段，T型车载软件增加绝缘节使用判断条件，绝缘节后的载频与应答器预告的下一段载频一致时才使用该绝缘节。最终H型和T型车载通过软件升级解决了上述问题，可为工程中类似问题的解决提供借鉴。     

有源应答器功能拓展及应用探讨

我国列控系统应用的有源应答器为点式单向传输设备向车载设备传送地面可变信息,文章通过对有源应答器的内部原理框图进行梳理分析,提出利用车载设备天线向地面应答器提供电磁能量的27.095 MHz连续波,加以适当的调制,向地面应答器传输车载设备相关的信息,使应答器由目前的单向传输数据改变为具有双向传输数据的能力。主要目的有:(1)具有下传功能的有源应答器可以组成应答器轨道电路,从原理上分析可以取代计轴轨道电路或其他轨道电路部分功能,简化轨旁设备和维护工作量;(2)应答器原有的上传数据功能不变,避免既有系统大幅度技术修改,通过灵活设置有源应答器,可组成具有特色的纯点式列控系统。点式列控系统可以作为CTCS-4或CBTC的降级备用系统,还可最大限度地兼顾适应CTCS-2、3车载设备,该点式列控系统与目前CBTC采用的点式列控有较大的区别。文章对有源应答器功能拓展及应用探讨对未来列控系统的降级备用系统方案,提供新的发展思路。     

基于USB的列车车载类设备软件升级技术研究

为解决列车车载类设备软件升级困难的问题,研究了基于USB的列车车载类设备软件升级技术,提出一种传输速度更快、稳定性更高、操作更方便的车载设备软件离线升级方法,该方法以IAP(In Application Programming)技术为基础,以处理器内部Flash为存储载体,利用基于USB通信协议设计的底包程序实现了设备的软件升级。该技术方法已应用于故障诊断等车载设备软件的升级,有效提高了软件升级效率。     

高速铁路长大下坡道地段信号系统研究与应用

为了解决宝兰高铁隧道密集、连续长大下坡道引起的动车组限速问题,限速地段影响运行追踪间隔时分和轨道区段增多引起区间应答器报文溢出等问题,有必要对长大隧道密集地段连续长大坡道下信号系统的适应性问题进行研究。结合工程实践,通过理论计算和技术参数试验验证等方法,对连续长大下坡道动车组列车不限速场景下列车追踪间隔是否满足要求进行分析计算,对200C、200H、300S、300H和300T车载设备技术参数进行符合性验证,针对部分车载设备制动距离的情况,通过调整闭塞分区长度、优化列控车载设备参数和"加密"区间无源应答器布置等措施,有效解决了动车组限速和区间无源应答器组报文溢出问题,提高了行车效率,降低了维护成本。     

基于无线机车信号的虚拟闭塞系统研究

提出一种基于无线机车信号的虚拟闭塞系统,旨在实现既有半自动闭塞区段内的列车追踪运行,或应用于低密度且速度不高的新建线路,达到提高运输能力的目的。该系统的主要优势在于利用无线传输机车信号、列车位置、速度等列控信息,构成信息传输闭环确认,保证信息传输可靠性;采用虚拟闭塞方式,无线机车信号与CTC调度集中系统结合,利于系统资源优化和综合利用,车站可实现无人值守;无需进行车站电码化,不存在因轨道电路受干扰影响信息传输问题;最大限度利用既有地面信号设备和车载列控设备,系统结构简单,便于实现,成本低。本文阐述系统的构成,基本结构和工作原理。对系统中的无线机车信号、列车定位、列车完整性检查,无线数据传输等关键技术进行了重点描述。并对系统的先进性、可行性及系统的可靠性和安全性进行了分析。     

城市轨道交通支承块式无砟轨道轮轨噪声研究

在已建立的轮轨噪声预测模型STTN的基础上,对城市轨道交通列车在支承块式无砟轨道上运行时的轮轨噪声进行了预测分析,并对城市轨道交通列车在支承块式无砟轨道上运行时产生的轮轨噪声与在有砟轨道上运行时的轮轨噪声进行了比较。列车以70km／h的速度运行时,轮轨噪声主要分布在中心频率约为500—2000Hz的范围内,其中钢轨辐射的主要是中、高频噪声,车轮辐射的主要是高频噪声,而支承块则辐射中、低频噪声。对总噪声贡献最大的是钢轨,而支承块及车轮的贡献几乎可以忽略。轮轨噪声随运行速度的增大而显著增大,其中车轮噪声受运行速度的影响最为显著,钢轨次之,支承块最小;在轨道旁,支承块式无砟轨道轮轨噪声比有砟轨道的大2．8—4．5dB（A）,因此必须采取切实有效措施,将支承块式无砟轨道的轮轨噪声降到有砟轨道的水平甚至更低。     

股道靠标停车困难的CTCS解决方案研究

为解决CTCS中的股道靠标停车困难问题,从运营场景分析的角度,采用数学模型的方法分析股道正常靠标停车以及靠标停车困难的原因,内容涉及车载设备的控车逻辑以及停车标、应答器组和防护信号机的位置关系。以CTCS-2级和CTCS-3级线路为例,提出采用开口速度控制方式解决CTCS股道靠标停车困难问题。介绍开口速度控制功能的原理、一些现场应用场景以及所采用的冒进防护措施等,该方案对于CTCS各等级线路具有广泛的适用性。     

新型列控系统列车综合自主定位技术研究

安全、准确、高可靠的列车定位技术是列车运行控制系统的基础和核心.现有列控系统的列车定位技术依赖轨道电路,建设及运维成本高,难以适应高海拔铁路的恶劣应用环境.为此提出一种基于卡尔曼滤波的多源融合测速定位技术方案,综合利用卫星导航信息、轮速传感器信息、加速度计信息、应答器信息等,进行列车走行距离和速度计算,可以摆脱对轨道电...     

基于数字信号处理器的车载接口设备的设计与实证

针对信号产品严重依靠进口技术,国产信号设备严重匮乏的现状,提供一种车载接口设备及其数据采集处理方法,旨在能与列车、轨旁信号设备进行接口,获取列车状态信息和位置信息,为车载ATC(列车自动控制)系统提供必要的输入,同时接收车载ATC主控单元的指令,发送到列车线,控制列车的运行.介绍了该车载接口设备的工作原理、功能、设备结构和软件逻辑.     

关于大号码道岔的车载设备处理逻辑研究

列控系统中的大号码道岔是指侧向通过允许速度大于80 km/h的道岔,CTCS-2级列控系统以应答器大号码道岔信息[CTCS-4]包对其进行描述。现CTCS-2级车载设备规范对大号码道岔处理的规定较为简略,CTCS-3级车载设备规范则未规定CTCS-2等级控车对大号码道岔的处理逻辑。通过一例特殊地面设计发现,当连续大号码道岔之间存在信号机时,虽然各车载设备的处理方式均符合规范,但表现各不相同,可能对铁路运输产生不利影响,因此有必要对车载设备处理大号码道岔的逻辑进行研究。结合列控中心、应答器等地面设备的规范条文,对大号码道岔的防护责任进行分析,明确车载设备的职责,对车载设备规范提出修改建议。研究结果表明:(1)当收到UUS且大号码道岔信息包有效时,车载设备计算的行车许可终点应为应答器给出的进路数据终点;(2)当不能确认大号码道岔信息包的发送检查条件包括道岔前方线路允许速度时,车载设备应判断信号机与大号码道岔位置的一致性。     

高速铁路无砟轨道路基填料动力试验荷载分析

为获得高速铁路无砟轨道路基填料的动力试验参数,建立无砟轨道-路基系统三维有限元数值模型,模拟8辆编组的动车运行过程,结合实测数据分析轨道不平顺、列车速度、轴重、深度等因素对竖向动应力的影响。结果表明:路基动应力的一次加卸载过程,由同一转向架的两对轮载或相邻转向架的两对轮载共同完成;车速对动应力幅值影响较小,但引起路基承受荷载的作用频率呈线性增大;列车车轴重每增加10 kN,路基表面的动应力增加约0.97 kPa;无砟轨道路基承受荷载的作用频率为车长频率的1~4倍,且轨道不平顺没有改变荷载主频。依据动应力时程曲线特征及其频谱特征,采用全压正弦函数建立路基填料动力试验荷载表达式,加载频率可取车长频率的1~3倍。