城市轨道交通CBTC系统互联互通测试平台的设计与实现

针对不同厂商研制的CBTC(基于通信的列车控制)系统,如何验证其是否符合互联互通规范要求,已成为产品在工程上应用推广的瓶颈。定义了互联互通型CBTC系统架构,分析了CBTC系统互联互通的测试需求,提出了CBTC系统互联互通测试验证平台的技术要求。在此基础上,设计并实现了互联互通型CBTC系统测试验证平台。实际应用表明,该平台可对互联互通型CBTC系统及所包含的子系统进行全面的功能、性能和接口测试,解决了CBTC系统互联互通验证的技术难点。     

基于大数据的CBTC车载信号智能维护系统研究

基于大数据理念,通过构建神经网络与专家系统相结合的维护诊断系统,将CBTC车载信号海量数据进行分析处理,从而提高运营维护质量、缩短故障维修响应时间。     

基于LTE的城市轨道交通综合业务承载应用研究

通过对LTE(长期演进)应用原理的描述及LTE综合承载业务需求分析,介绍了采用基于LTE技术的1.8 GHz双网(15 MHz+1.4 MHz)城市轨道交通车地无线宽带网络,来综合承载CBTC(基于通信的列车控制)、乘客信息系统、闭路电视业务和列车状态监视业务的方案。针对方案中可能存在问题提出了一套测试方案,通过测试验证了方案的可行性。测试方案验证了主备TAU(车载接入单元)能够通过车载乘客信息系统二层网络实现主备切换,且列车头尾TAU的VRRP(虚拟路由冗余协议)心跳数据不影响车载二层网络业务,通信TAU头尾切换时的业务数据对信号TAU的CBTC业务没有影响;验证了LTE综合承载网方案的可行性,为后续项目实施提供了可靠依据。     

地铁 ＣＢＴＣ系统的无线测试

论述无线传输在基于通信的列车控制(CBTC)系统中的创新和重要作用。对北京地铁10号线进行CBTC系统中的无线测试,包括无线传输测试、场强覆盖测试等,发现问题并提出改进措施,从而对CBTC系统的工程实施进行指导。     

基于大数据计算模型的CBTC软件智能测试系统技术研究

为解决国产基于通信的列车控制(CBTC,Communication Based Train Control)系统软件测试质量不高和效率低等问题,设计了基于大数据计算模型的CBTC软件智能测试系统。该系统构建一种多元线性回归软件度量模型,制定合理的软件度量标准,对软件质量进行评估,在此基础上,提出高效的基于Hadoop开源框架的分布式度量方法,用以解决大数据计算任务,并提出一种智能软件测试系统整体解决方案,实现软件测试的智能化运行。通过实验分析,该系统能够合理生成软件度量模型,对测试任务进行分布式并行处理,减少测试人员重复性劳动,提高测试人员的工作质量与效率。     

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.     

基于最小系统的CBTC仿真测试平台

论述如何提高基于通信的列车控制( CBTC)系统的开通进度和质量是需要研究的问题.提出一种基于最小系统的搭建CBTC仿真测试平台的方法,阐述确定最小系统的原理,并通过示例进行说明验证.基于该方法,成功完成北京地铁亦庄线的CBTC测试任务,介绍CBTC仿真测试平台的架构和功能.     

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.     

CBTC测试平台车辆仿真子系统接口适配器的设计

针对目前CBTC测试平台中各仿真子系统存在接入难和复用性差等问题,以车辆仿真子系统为例,设计一种基于Linux的车辆仿真子系统接口适配器。首先根据接口适配器的通用性,提出硬件接入层和软件逻辑层的设计模型;然后在硬件接入层部分完成接口适配器和车辆仿真子系统与CBTC测试平台之间的信息配置和交互过程;其次在软件逻辑层部分,设计基于Linux平台的BSP驱动开发流程,实现信息转换和传递功能。最后将车辆仿真子系统的接口适配器接入到CBTC测试平台中,通过使用试验线的数据以及动车组数据进行调试,研究结果表明:接口适配器输出的速度脉冲误差在2%以内,满足CBTC测试仿真平台的性能要求。     

CBTC系统仿真测试平台设计

本文介绍一种基于通信的列车控制系统(CBTC)的仿真测试方法,并将其应用于CBTC系统仿真测试平台.从平台的系统结构、模型建立等方面对平台系统进行了分析,就其中的建模方法和系统仿真的软件实现等进行研究.搭建了功能完善的CBTC系统仿真测试平台,在CBTC仿真测试过程中发挥了重要作用.     

基于车-车通信的新型CBTC系统分析

根据IEEE1474定义的CBTC系统,经过实际的运营情况分析,发现存在一些不足和问题。为了解决这些不足和问题,降低系统的复杂度和耦合性,以ALSTOM在法国里尔1号线上实施的CBTC系统为原型,提出了一种基于车-车通信的新型CBTC系统,并对这种新型的CBTC系统的架构和关键功能,以及各个子系统之间的数据交互特征,进行了分析和研究。最后,说明了这种基于车-车通信的新型CBTC系统所具有的优势和特征。     

TD-LTE应用于CBTC车地通信系统的可行性研究

分析WLAN系统作为CBTC车地传输系统存在的一些问题,介绍TD-LTE系统的优点;结合地铁运行的无线信道条件建立了漏缆和自由波测试信道模型,并且对CBTC列车控制信息业务进行抽象模拟;选取不同厂家的TD-LTE设备进行充分的测试,测试结果表明:TD-LTE系统具备承载CBTC列车控制信息的能力,满足CBTC列车控制信息对无线传输系统的指标要求。具备后续在轨道交通中应用的可行性。     

城轨交通通信传输网方案研究

CBTC是基于通信的列车控制系统,是现在城市轨道交通中对列车控制的主流应用技术。根据目前CBTC系统中通信网建设的需要,对适用于CBTC通信系统的几种传输组网技术进行了分析和比较。     

基于数字化场景的CBTC自动化测试和运营培训平台方案研究

针对我国城市轨道交通发展现状,结合数字化背景下CBTC系统核心场景的自动化测试和运营培训需求提出一种系统平台方案。根据系统平台建设需要解决的数据多样化、存储、可视化等关键点,提出面向服务架构模型的解决方案。基于此方案建设的CBTC自动化测试和运营培训平台可以对系统测试和运营培训进行分析与验证,同时,可结合数据分析与验证结果为系统的优化设计提供分析决策依据。     

CBTC无线传输方式性能分析及现场测试

基于无线通信的列车控制系统(CBTC)使用IEEE802.11标准的无线局域网(WLAN)技术实现车-地信息交互,其信号覆盖方式包括天线、漏泄同轴电缆和漏隙波导管。通过对这3种覆盖方式进行比较、分析和现场相关测试,旨在为中国铁道科学研究院与广州地铁公司联合开发的CBTC实际应用提供依据。     

5G通信网络承载CBTC系统业务的方案研究及现场测试

CBTC(基于通信的列车控制)系统是目前城市轨道交通中广泛应用的信号系统,其中的车地无线系统负责承载列控信息.介绍了5G(第五代移动通信技术)的发展趋势和性能特点,分析了CBTC系统的无线通信需求.在上海轨道交通5号线高架线路区段现场测试了不同场景下的5G承载CBTC系统业务的性能指标.测试结果表明:5G带宽、端到端时延、漫游切换等方面的技术指标高于CBTC系统对数据通信系统无线子系统的技术要求,在技术性能上,5G可以用于CBTC系统的业务承载;使用5G切片功能,在极端压力情况下,5G通信网络可优先保证CBTC系统的业务传输,提高了CBTC系统业务传输的高可靠性.     

基于802.11协议的CBTC系统数据通信子系统的探讨

数据通信系统DCS是CBTC系统的核心,CBTC系统大多采用成熟的基于IEEE 802.11协议标准的无线局域网技术作为数字通信传输系统。本文利用OPNET Modeler 14.5仿真平台,对CBTC系统的数据通信子系统建模,以802.11b标准为例进行仿真,在不同的无线数据传输速率及列车运行速度下,对无线局域网性能变化进行分析,提出具有冗余设备的列车以保证数据通信的可靠传输。随着人们对列车控制系统性能及多样化信息服务需求的增加,基于802.11协议的CBTC系统也存在一些需要解决的问题。     

城轨交通CBTC车-地无线通信的分析与思考简

从基于通信的列车控制（CBTC）车-地无线通信应用需求、目前的解决方案和移动无线通信技术,尤其是LTE（长期演进）技术的发展等方面,分析了目前CBTC车-地无线方案存在的不足,提出了城轨交通CBTC车-地无线通信须选用专用频段通用体制的无线通信系统,并结合目前LTE技术的发展现状、城轨交通CBTC车-地无线通信特点,对在专用频段采用TD—LTE（时分长期演进）技术的可行性、必要行、技术方案、频段频点规划以及面临的主要问题等进行分析和探讨。     

小带宽下LTE-M系统承载CBTC业务能力分析

业内对1.4 MHz和3 MHz等小频谱带宽承载CBTC(基于通信的列车控制)业务能力的研究报道不多。为了研究城市轨道交通车地综合通信系统(LTE-M)在小带宽下的业务承载能力,设计了基于LTE(长期演进)技术的LTE-M系统,并在青岛地铁2号线进行实地测试。测试结果表明:在满足丢包率、时延等要求的条件下,车地无线通信系统在1.4 MHz和3 MHz带宽下可分别承载3路和6路CBTC业务。     

基于贝叶斯攻击图的CBTC系统安全风险评估

先进的无线通信技术、计算机技术在城市轨道交通中的应用,在促使列控系统快速发展的同时,也使得其面临的信息安全风险日益严峻。目前,应用于传统IT和工控领域的信息安全分析方法不能很好地满足基于通信的列车自动控制系统(Communication Based Train Control System, CBTC)对信息安全分析的需求。为了提出对CBTC系统安全进行评估的方法,在分析传统工控系统信息安全标准后,从资产、脆弱性、威胁源三个角度分析CBTC系统的信息安全风险,将贝叶斯攻击图(Bayesian Attack Graph, BAG)应用到CBTC系统风险评估建模中,并以ATS子系统为例,从入侵的攻击路径和对组件脆弱性的利用方式两个方面进行考虑,构建攻击模型,通过扩充BAG模型的节点来更好地描述系统特点。最终得到ATS子系统最易发生的信息安全事件以及在考虑黑客和内部恶意工作人员的入侵时,CBTC系统的风险等级。从构建的模型可以看出,CBTC系统处于安全状态。