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。     

环行铁道试验线下一代列控系统试验方案研究

介绍列车运行控制系统发展状况及下一代列控系统整体架构。根据下一代列控系统特点,依托环行铁道试验线既有线路条件和配套的CTCS-3级列控系统试验设施,建立LTE-R车地无线通信试验环境、基于GNSS/INS的列车组合定位试验环境、基于卫星差分技术的列车完整性检查试验环境、列车追踪和移动闭塞试验环境,最终形成下一代列控系统试验方案,以验证下一代列控系统各关键性能的可靠性。试验方案为下一代列控系统的关键技术研究、实车试验提供理论支撑。     

铁路新型列车运行控制系统技术创新及应用

列车运行控制系统（简称列控系统）是铁路安全运输的关键，也是提高运输效率的重要技术手段。我国西部铁路受自然条件限制，对列控系统提出轨旁设备少、维护工作量小、运输效率高的需求，因此研制了适用于西部铁路、具备移动闭塞功能的新型列控系统。介绍新型列控系统的研究背景、设计原则、主要功能结构与工作模式，重点分析系统采用的多源融合列车定位、列车完整性检查、站区一体化控制、移动闭塞等7项创新技术，并提出系统后续发展完善的展望。     

CTCS-4级列控车载设备电子地图FLASH存取管理方案

为进一步提高列车运行速度、缩短追踪间隔、减少建设运营维护成本,提出下一代列控系统即CTCS-4级列控系统,其关键技术包括移动闭塞、基于卫星列车精确定位、基于卫星列车完整性检查、高速铁路车地双向传输等技术.CTCS-4级列控系统采用基于电子地图辅助卫星实现列车精确定位,其中电子地图文件在车载设备FLASH存储器中如何存取...     

城市轨道交通移动闭塞列控系统列车追踪间隔研究

目前,基于通信的移动闭塞列控系统作为轨道交通列控系统的主要发展方向,在一定程度上缩短了列车之间的追踪间隔。追踪间隔的计算是列车生成移动授权的前提。列控系统中移动授权的发布由区域控制器来完成。列控系统中由于追踪模式的不同,列车追踪间隔也会有差异,从而影响移动授权生成,影响行车效率。分析了列车移动授权生成原理,研究了列车区间追踪场景下绝对追踪模式和相对追踪模式下的列车追踪间隔,并进行了仿真。仿真分析结果表明:相对追踪模式下列车生成的移动授权更大,可以进一步缩小列车追踪间隔;绝对追踪模式存在最优追踪速度。     

融合轨道电路信息的CTCS-4级列控系统研究

研究目的:我国时速300 km及以上的高速铁路采用CTCS-3级列控系统,它基于轨道电路实现列车占用检查,采用准移动闭塞方式。近年来,国民经济的快速发展,对高速铁路的运输能力提出了更高的要求。作为更高一级的CTCS-4级列控系统,它能够实现虚拟闭塞或移动闭塞,进一步缩短行车间隔,但目前该系统仍处于理论研究阶段。本文的研究目的是结合高速铁路的运输需求,提出一种融合轨道电路信息的CTCS-4级列控系统的实现方案。研究结论:(1)CTCS-4级列控系统在车地无线通信中断时,运输效率不能满足高速铁路的运输需求;(2)CTCS-4级列控系统具备CTCS-2级后备功能,可以使非通信列车正常运行,提高线路的运输效率;(3)CTCS-4级列控系统融合轨道电路信息,可以使RBC获取非通信列车的位置信息,提高系统可用性并避免复杂的规章操作;(4)基于高速铁路的复杂性和既有设备的变动,CTCS-4级列控系统前期可采用虚拟闭塞方式;(5)本研究成果可为CTCS-4级列控系统的发展提供一定借鉴。     

基于北斗-陀螺仪组合定位的轨道占用判别方法研究

自主定位是CTCS-4级列控系统对列车定位的要求。在车站内的平行股道区段,轨道占用判别是列控系统获取列车位置信息的重要环节,而现有判别方法尚未满足CTCS-4级列控系统需要。本文使用北斗卫星导航系统与微机械陀螺仪组合定位的技术进行列车定位,重点研究其中的列车轨道占用判别方法。该方法应用模式识别,对从卫星定位系统及惯性传感器获得的列车运行状态进行实时分析,判别当前轨道占用。实验表明,该方法响应时间小于3s,对样本数据判别结果与实际相符,能够很好的辅助列车获取位置信息。     

GSM-R在CTCS-3级列控系统的应用

1 CTCS列控系统发展历程列控系统是确保列车运行安全,提高行车效率的控制系统.我国列车控制系统是在传统继电器电路控制、固定闭塞方式基础上,随着列车速度不断提高、列车性能不断改进,以及先进技术不断应用的过程中逐步建立和发展起来.早期列车速度低于120 km/h时,列车主要是根据地面信号机的显示方式行车.随着列车速度不断提升,尤其是目前动车组运营速度达到200～250 km/h时,地面信号机已无法满足列车运营速度要求.我国在欧洲ETCS标准和相关车载设备技术的基础上研制了符合CTCS-2级技术标准的列车运行控制系统.随着我国高速铁路开通运营,为保障高速列车能够保持在300 ～ 350 km/h速度下运行,总结各国列控系统特点,结合我国铁路的需求和发展规划,通过系统集成和自主创新,采用GSM-R网络进行列控通信的CTCS-3级列控系统.     

中国高铁列控定位技术及对北斗卫星定位应用需求

简要介绍目前高速铁路基于定位的各类应用服务,重点阐述既有高铁列控系统的列车定位技术原理,对基于北斗卫星定位应用的下一代列控系统提出应考虑的卫星定位服务质量评价模型和相应的应用保障需求,为卫星定位行业在铁路列控应用方面提供需求发展方向。     

新型列控系统无线闭塞中心测试平台研究

新型列控系统是对我国列车运行控制系统的最新研究与技术探索,无线闭塞中心作为新型列控系统的地面核心设备,实时控制列车间的追踪间隔,保障管辖范围内列车安全运行。为发掘新型列控系统无线闭塞中心设计中的不足,需利用测试平台对其安全功能进行充分验证。既有无线闭塞中心测试平台由于逻辑及数据结构设计问题,难以适配新型列控系统的工程数据,且无法满足新型列控系统部分功能的测试需求。通过分析新型列控系统工程数据及无线闭塞中心系统功能,对既有测试平台进行升级,将逻辑构建方式由以数据为基础调整为以模型为基础,降低测试平台与工程数据的耦合性;利用真实线路数据及新型列控系统中典型运用场景对该测试平台功能进行验证。验证结果表明,该测试平台解决了适配度不高、数据配置复杂的问题,可以满足新型列控系统无线闭塞中心多场景测试需求。     

基于虚拟耦合的列车群体智能控制技术研究及展望

铁路列车运行控制方式经历了固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞的发展过程,随着车联网和群体智能等新一代信息技术的快速发展,更高效率的先进列车运行控制技术成为研究热点。面向下一代铁路列车运行控制系统,研究一种基于虚拟耦合的列车群体协同运行控制技术,提出采用多智能体系统(MAS)对虚拟耦合列车群的运行进行控制的方法,刻画其控制规则并构建以列车群稳定协同运行为目标的控制模型。在此基础上,设计基于虚拟耦合的列车控制及调度系统框架,采用仿真技术验证该方法可大幅缩短列车运行间隔,提升运行控制效率。最后分析总结基于群体智能的列车运行控制技术研究及发展方向。     

论移动闭塞原理、系统结构及发展趋势

本文阐述了移动闭塞技术的原理，介绍了西门子公司两种移动闭塞的结构，分析了移动闭塞与传统闭塞方式的区别，指出基于无线通信的列车控制将是未来列车控制技术的发展方向。     

移动闭塞系统区间通过能力分析及参数计算

移动闭塞条件下“闭塞分区”呈现出“移动”和“长度变化”的特征,其区间通过能力的计算较固定闭塞系统更加复杂。本文建立了移动闭塞系统区间通过能力的数学模型,对区间通过能力与列车追踪运行速度、跟驰车距和列车性能等参数之间的相互关系进行了定性、定量分析,并就关鍵参数的计算方法进行了深入的讨论,对移动闭塞条件下的列车运行控制与行车组织有一定的参考价值。     

低成本列车组合定位系统容错算法设计

列车实时定位是列车控制系统的重要环节。在安全苛求的现代列车控制系统中,列车定位系统需要在实现高精度列车定位的同时具备容错能力,以保证系统安全。针对列车定位的安全性需求,从保障列车定位系统的容错性能出发,利用低成本GPS接收机、惯性测量器件以及里程计等定位传感器构成列车组合定位平台,给出列车组合定位系统的结构与功能,将小波变换方法用于组合系统故障检测并制定相应的故障隔离策略,以H∞鲁棒滤波为基础设计联邦结构的多传感器容错信息融合算法用于定位计算。利用自制轨道推车进行的实验及仿真结果表明,组合定位系统能够满足列车定位的精度要求,并具有较强的容错能力,能够在不同定位条件下保证定位高效与安全。     

多传感器定位在高速铁路的应用

提出了列车运行控制系统对定位技术的要求，引入了多传感器融合定位技术概念，并分析了现有的各种传感器与测速装置的特点。通过对多传感器融合技术的分析，说明多传感器融合定位技术能满足高速铁路列控系统的严格要求。为了使多传感器融合定位技术能够真正在高速铁路中得到应用，提出了深入研究的方向。     

列控闭塞一体化系统研究

分析了列控闭塞一体化系统的结构、功能和关键技术原理等，并进行故障-安全设计，系统符合信号技术发展思路。     

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...     

CBTC系统移动闭塞制式研究

介绍了基于通信的列车控制系统(CBTC)的固定闭塞、虚拟闭塞、准移动闭塞及纯正的移动闭塞等制式。着重阐述了在几种正常场景及故障场景下纯正的移动闭塞制式CBTC系统与其他制式CBTC系统的工作流程,并比较了CBTC系统不同闭塞制式的要求。纯正的移动闭塞制式具有高度灵活的运营能力和故障应对能力,在大运量的轨道交通中更为适用。     

移动闭塞条件下的ATO子系统运行控制算法分析

基于移动闭塞技术的ATC系统是城市轨道交通信号系统的发展趋势,其中ATO子系统是实现城轨高效率、低能耗、高舒适度的关键技术。通过对多种智能控制算法的特点分析,指出采用不同算法的ATO子系统在实现其功能的过程中各有其不同优势侧重点。并提出可结合多种智能算法的优势实现对ATO子系统的进一步优化。