城市轨道交通全自动运行列车的需求分析

从功能需求、RAMS(可靠性、可用性、可维护性和安全性)需求及列车设计需求等方面,对全自动无人驾驶列车的需求进行分析。着重讨论了全自动无人驾驶列车在运行模式、控制方式、列车状态监控、安全需求等方面的功能特点及优势。     

全自动运行系统地铁车辆关键技术

全自动运行(FAO)系统是城市轨道交通自动化的最高等级,其关键技术包括适用于全自动运行的土建和设备系统,其中全自动运行设备系统包括车辆、信号、通信、综合监控、站台门等关键技术。从国际电工委员会标准《铁路应用—城市轨道交通管理与控制系统》(IEC62290)对城市轨道交通全自动运行系统的功能需求出发,描述全自动运行系统功能需求及运营场景下的运营流程,针对完成此功能需求及运营流程的条件下,对适用于全自动运行系统的地铁车辆关键技术进行逐一论述。从监控轨道出发,列车需具备障碍物和脱轨检测功能,并具备将此信息上传至调度中心的功能;从监控乘客出发,列车需具备车门、站台门故障对位隔离功能,具备远程车辆广播、车门状态上报等功能;从监控列车出发,列车需增加自动唤醒、自动休眠装置。此外,列车关键子系统设备应采用多重冗余,以提升列车的可靠性、可用性、可维护性。     

带逃生门的全自动无人驾驶B型车辆操纵台设计

为了满足带逃生门的全自动无人驾驶B型车辆对操纵台的控制需求,通过设计一种新型操纵台及左右边柜的结构,提升了操纵台及左右边柜内部器件的安装容量,同时提高了操纵台台面的防水性能,进而满足了全自动无人驾驶车辆的功能需求,为后续带逃生门的全自动无人驾驶B型车辆操纵台设计提供了指导方向。     

全自动运行线路车载无线通信设备的唤醒自检项方案

车载无线通信设备为地铁全自动运行提供了车地无线通话功能、乘客紧急对讲功能及控制中心对列车的广播功能,是列车安全运行的关键设备。介绍了无线车载台的设备结构及功能,根据全自动运行特点描述了无线车载台自检过程。结合全自动运行线路实际场景分析,总结得出列车唤醒车载无线设备的自检项。     

上海城市轨道交通全自动运行系统列车蠕动驾驶模式接口控制电路优化方案

在全自动运行模式下,列车若出现信号-车辆ATO(列车自动运行)接口故障,在确保安全的前提下,OCC(运营控制中心)需具备远程处置手段,使列车尽快恢复运营或驶向就近车站.基于上海轨道交通15号线、18号线的建设情况,提出了列车蠕动驾驶模式下车载信号设备和车辆控制电路的接口优化方案,通过新增"蠕动命令申请"和"目标加速度控制"等接口定义对蠕动驾驶功能进行优化.与既有接口方案相比,优化方案既保证了原有的列车安全防护等级,又提升了蠕动驾驶模式的可用性.     

高速动车组踏面清扫控制系统设计

高速动车组普遍配置踏面清扫装置，用于改善车轮踏面状态。施加踏面清扫力时对踏面上的异物进行清除，对踏面微小机械损伤进行修复，提升轮轨黏着系数，降低列车冲击、振动，抑制车轮转动噪声。文章从踏面清扫装置的功能需求出发，系统介绍了踏面清扫装置的组成和工作原理，重点阐述了踏面清扫信号设计、控制逻辑、手动测试、远程切除、故障诊断和信息显示等一整套控制系统解决方案。控制逻辑基于列车速度、制动指令、滑行、空转、线路条件和时间等参数设计，可根据工程实际需求进行参数优化；手动测试和远程切除功能大大简化了踏面清扫日常功能测试和故障应急处置工作；故障诊断功能可实时监测系统状态并进行故障诊断，实现故障信息、状态信息可视化显示，并将信息推送至健康预测管理系统(PHM)地面终端。该方案提升了踏面清扫功能的有效性和可靠性，提高了控制系统的智能化水平，便于踏面清扫装置实现健康预测管理和状态修。     

基于双T滤波器的城市轨道交通列车电缆绝缘检测方法研究

城市轨道列车车载电缆是其整个电力系统中传输和分配电能以及传输信号控制信息的重要设备,电缆的绝缘状态对列车安全可靠运行有重要影响。传统绝缘检测装置都未考虑到电磁干扰对绝缘检测的影响,列车运行环境中严重的电磁干扰易造成绝缘在线监测系统数据的波动大及工作不稳定的问题,为此提出基于双T滤波器的列车电缆绝缘检测新方法。此方法不仅可以提高电缆绝缘检测精度,而且还可以适应列车复杂噪声信号干扰环境,保证设备稳定运行。     

列车状态信息的地面诊断处理技术

以实现故障诊断的应用实践为出发点，提出以信息的模型描述为基础，采用软件工程学技术和数据仓库原理，以兼容必,通用性与可再编程为标准的故障诊断信息系统设计原则，首次实现了接收和运用列车车载微机检测控制系统所记录的运行状态信息，以及在此之旧的对列车状的诊断处理。     

城市轨道交通全自动运行系统列车蠕动模式设计与实现

FAO(全自动运行)系统在城市轨道交通新建线路中占比越来越高。FAO列车使用网络系统对列车的牵引/制动单元进行控制,以实现列车在区间安全运行及在站台的精确对标停车。在列车网络系统发生故障时,如TCMS(列车控制和管理系统)与CC(车载控制器)通信中断、TCMS严重故障、牵引网络通信故障及制动网络通信故障等情况下,列车无法正常进行牵引/制动控制,此时需要申请进入CAM(蠕动模式)。对CAM下列车牵引/制动级位的两种控制方式(0/1数字编码信号控制、PWM(脉宽调制)编码信号控制)在级位信息传输、功能实现、设备配置等方面进行了对比分析,认为0/1编码信号控制方式具有更强的适用性及经济性。     

无人值守全自动运行系统远程控制方案研究

针对无人值守全自动运行系统中列车定位丢失或车载信号设备发生故障的场景,对远程限制驾驶模式及远程重启功能进行研究。通过分析列车定位丢失原因、RRM模式运行流程、RRM模式运行区域属性影响,以及RRM模式信息交互等,提出远程限制驾驶模式的具体实现过程及实现方式,采用远程限制驾驶模式,定位丢失的列车可在信号系统保证安全的情况下继续运行,以重新建立定位;描述远程重启流程及信息交互,远程重启功能可使故障的车载信号设备恢复正常,降低对运营的影响,并为后续信号系统设计及运营指导提供参考。     

视景仿真技术在郑州地铁1号线列车自动监控系统中的应用

通过列车运行视景仿真系统,可将视景仿真技术应用到城市轨道交通列车自动监控系统中。以郑州地铁1号线为例,介绍了列车运行视景仿真系统的建立过程。通过系统接口通信,ATS(列车自动监控)系统实现了对列车运行视景仿真系统的列车自动追踪功能、信号控制功能,以及信号设备状态监控功能。经过仿真测试验证,视景系统图像输出流畅,可真实描述地铁列车的运行场景;视景系统与ATS系统结合能模拟ATS系统对在线列车的主要监控功能,具有良好的实时控制性与稳定性。     

基于FNN的GPS/SINS深耦合列车组合定位系统容错控制研究

为了提高基于GNSS的深组合列车定位系统的故障容错性能,本文结合模糊系统与神经网络的基本原理,提出基于FRBFNN的GPS/SINS深耦合列车组合定位系统故障诊断算法,建立FRBFNN列车组合定位故障诊断模型,应用免疫差分进化理论设计其相应的网络学习算法。针对列车组合定位故障隔离及系统重构问题,定义组合定位系统结构状态迁移规则,设计深耦合列车组合定位系统故障容错控制处理流程,使深组合列车定位系统的容错控制性能得到进一步提高。以青藏线某区间列车实际运行数据为基础,通过计算机仿真验证了所提模型及算法的有效性与实用性。     

防淹门区域防护技术在全自动运行系统中的应用研究

为提高列车运行效率，避免列车滞留在长大区间的防淹门区域，提出一种防淹门区域防护方案。首先，依据接口设计原则，分析防淹门系统与信号系统的接口技术条件；其次，以广州地铁18号线横沥站防淹门区域为例，结合进路信息、信号机及区段状态，优化“关门请求”“关门允许”的处理逻辑，并基于实际运营场景分析其应用效果；最后，根据全自动运行系统的特点设计防淹门旁路功能，以保证列车在防淹门电路故障的情况下能正常运行。经验证，该方案能够提高全自动无人驾驶列车通过防淹门区域的效率和安全性，具有一定的推广应用价值。     

城市轨道交通全自动运行线路自动化场段库线设计方案

自动化场段是城市轨道交通全自动运行线路标准配置之一。基于CBTC(通信的列车控制)的性能要求及IEEE Std 1474.1:2004《CBTC的性能和功能要求》所定义的安全制动模型计算得到的列车安全防护距离一般较大,由此导致自动化场段的库线(尤其是双列位停车库线)的设计长度较长,往往受到建设用地的制约。为此,基于能量监控禁止模型安全算法建立了列车自动入库的理论方法。该理论方法可在场段土建条件受限、导致库线长度不足时有效解决列车自动入库并精确停车的问题,还可用于指导全自动运行项目的自动化场段设计。     

基于DSP和MVB的机车瞬间故障检测记录仪

为了对电力机车上的设备和系统运行状态进行检测和故障诊断,将故障诊断技术与嵌入式技术相结合,设计开发了基于DSP和MVB网络的车载瞬间故障检测记录仪,其主要功能包括机车故障的在线诊断、故障信息的存储及与机车其他网络节点的通信。首先对车载瞬间故障检测记录仪的软硬件设计进行了介绍,并重点分析了数据采集和故障诊断的设计方案及实现。实际运行结果表明,机车瞬间故障检测记录仪性能稳定,集采集存储、故障诊断、状态检测和通信等功能于一体,在电力机车故障诊断和状态检测中发挥了重要作用。     

Mitrac~? RTCMS系统在伊朗城市地铁车辆上的应用

基于伊朗3个城市地铁车辆项目,介绍Mitrac~? TCMS列车网络控制系统。结合项目车辆的特点,介绍Mitrac~? TCMS系统的拓扑结构和主要设备及其功能。同时,简述Mitrac~? TCMS系统在该项目上主要实现的列车控制功能、牵引控制功能、高压检测控制功能、列车操作与控制功能、制动控制功能以及故障诊断功能。     

城市轨道交通全自动运行列车跨控区回退安全防护设计方案

列车自动回退是城市轨道交通全自动运行系统新增功能之一,列车回退时应保证退行区域内行车安全。分析了全自动运行列车过冲站台时自动回退可能存在的危害。根据实际运营需求,对列车跨控区回退场景进行了分析,并结合相邻控区间多种通信状态,提出了基于控区间信息交互实时获取相邻控区回退授权,实现列车跨控区回退安全防护方案。     

THDS模拟列车综合检测设备研究

THDS模拟列车综合检测设备是针对THDS存在的维护维修管理问题而研制。通过THDS模拟列车综合检测设备发出仿真模拟列车信号,能够检测THDS的运行状态,实现THDS的动态检测及模拟标定。采用闭环控制技术、PWM脉宽调制技术,实现对THDS各部位的故障诊断,在日常维护保养和定期维护管理中对系统性能和工况进行评估和验证,同时对轴温探头进行动态检测、标定。该设备能够实现在天窗时间段内或没有外接电源的情况下正常工作,对完善THDS,提高THDS防燃、防切轴能力,保证铁路运输安全具有深远意义。     

面向全自动运行的城轨交通火灾联动方案设计与建模验证

全自动运行是未来城市轨道交通发展的主要方向，与传统驾驶模式相比，对于特殊运行场景下的应急处理能力与处理效率有着更高的要求。本文基于列车发生火灾的特殊运行场景，区别于以往由调度人员作为综合监控系统与列车自动监督系统的联动桥梁，设计了全自动驾驶场景下的火灾联动方案，确定了火灾报警系统的火灾识别流程、列车控制管理系统的数据转发和应急控制流程、运行控制中心的火灾响应流程，以及各系统之间的通信校验流程；同时，使用基于时间自动机理论的UPPAAL工具，对从火灾识别到火灾应急响应的全过程进行了形式化建模分析，并且对该联动方案的安全性和功能进行了形式化验证。验证结果表明，该联动方案能够有效地满足各个系统之间的联动要求，为全自动驾驶模式下的非正常运行场景的应急联动处理打下基础。     

国产化北京地铁列车控制及网络系统

介绍了国产化北京地铁列车控制及网络系统。阐述了地铁列车控制系统的结构和特点．主要功能、故障诊断及维护支持,该车已进入商业运行阶段。