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論文關鍵詞:無線機車信號主體化故障安全

論文摘要:提出采用無線機車信號系統實現機車信號主體化。該系統的主要優勢在于利用無線信道方式傳輸機車信號、列車位置、速度等列控信息,構成信息傳輸閉環確認,保證信息傳輸的可靠性;無需進行車站電碼化,不存在因軌道電路受干擾影響信息傳輸問題;最大限度利用既有地面信號設備和車載列控設備;系統結構簡單,便于實現,成本低。闡述了系統的基本結構和工作原理。對系統中的無線機車信號、無線數據傳輸等關鍵技術進行了重點描述,并對系統的故障-安全進行了分析。

Keywords:Radiocabsignaling;Authorization;Fail-safety

Abstract:Inthispaper,itisproposedthatRadioCabSignalbeadoptedtorealizetheAuthorizationofCab-Signaling.Themajoradvantagesofthissystemlieinaneasyconstructionofaclosed-loopofinfor-mationtransmissionofsuchtraincontroldataascabsigna,lthepositionandspeedofatrain,ensuringthereliabilityofinformationtransmission.Thereisnoneedforstationcodingandnodatatransmissionproblemsduetotrackcircuitbeinginterfered.Existinggroundsignalequipmentandon-boardequipmentcouldbeemployedtothegreatestexten.tThestructureofthesystemissimple,easytorealize,andwithlowcos.tThebasicstructureandworkingprincipleofthesystemisintroducedinthispaper.Thekeytechniquesofthesystem,suchastheradiocabsigna,lwirelessdatatransmissionmethodandsoon,arehighlightedandthefail-safetyofthesystemisalsoanalyzed.

隨著列車速度的不斷提高,靠地面信號行車已不能保證行車安全。因此,解決[本文由網站公文大全收集整理]機車信號主體化已是當務之急。JT1-CZ2000型主體化機車信號車載系統,為車載設備達到主體化要求創造了條件。但地面軌道電路還沒有配合的方案和標準,其原因主要在于我國鐵路沿用多種不同制式的軌道電路,且車站、區間不統一,站內軌道電路存在鄰線干擾、半邊侵入、信息不能進行閉環檢測、站內軌道電路長短相差很大等問題。因此,采用無線機車信號,在實現機車信號主體化和提高運行監控記錄器控車質量方面,具有不可比擬的優勢。

1無線機車信號系統類型

無線機車信號系統是用無線信道方式代替軌道電路,傳輸行車信息的新型鐵路信號系統。它實現了列車與地面之間的雙向通信,列車可將其位置、速度等信息傳給車站,同時車站也可將行車信號和命令傳給列車,實現了對列車的閉環控制,不間斷地跟蹤、監控列車運行,提高了列車運行的安全性。無線機車信號系統可分為2種類型:①列車從一個車站到另一個車站的整個運行過程中都有機車信號顯示,稱為連續式無線機車信號,用GSM-R無線傳輸方式實現;②列車從一個車站到另一個車站運行時,只有在臨近車站地區才有機車信號,稱為接近連續式無線機車信號,用普通數傳電臺即可實現。青藏鐵路就采用了接近連續式無線機車信號。

2基本結構

無線機車信號系統中GSM-R數據傳輸通道構成見圖1。它包括車載設備、地面設備、GSM-R數字移動通信網(簡稱GSM-R網)、固定用戶接入交換機(簡稱FAS)和車載無線通信模塊。無線機車信號系統中數傳電臺數據傳輸通道基本結構見圖2。它由車站設備、車載設備和車-地間無線通信設備3部分組成。與查詢應答器、聯鎖設備、計軸設備等,共同完成規定的功能。車站設備含車站控制主機及無線電臺控制接口、部分信息采集接口電路板;車載設備含車載控制機、車載電臺控制接口和機車信號機車載顯示器以及與查詢應答器、GPS、記錄器、語音卡、運器等連接的接口電路;無線通道設備含車站數傳電臺、GSM-R數字移動通信網、天線及天線饋線等。

3信息傳輸可靠性

無線機車信號傳輸的基本信息有:第1類信息(Ⅰ),列控信號基本信息;第2類信息(Ⅱ),含接/發車股道數、車次號、列車實際速度和最大允許速度、列車位置等。此外,

在傳輸延遲允許的前提下,還可傳輸第3類非安全性質的信息(Ⅲ),包含工務、電務、機務等方面的內容。因此1個信息周期的標準格式如圖3所示。另外,連續式無線機車信號還應加ATP系統服務的控制參數等。

無線機車信號的可靠性措施主要涉及到系統結構、信息源、時間戳、無線傳輸、列車控制和抗干擾性等幾個方面。

1.任何傳輸的信息都有固定地址。在基于軌道電路的列車控制系統(TBTC)中,信息傳輸的目的地是固定的。而基于無線通信的列車控制系統(CBTC),雖然使用的是開放空間的無線信道,但各個車站及車載設備均有固定地址,使發送與接收信息嚴格按地址執行。對于地址錯誤的信息,“信箱”拒不接收,這就等同于原來的固定軌道電路,而且進一步專門化,更為安全。

2.信息傳輸的時間戳。在TBTC中,相同信息傳輸是連續不斷的,不存在信息過時問題。但在CBTC中,由于采用時分復用的方法,隨時可能受到有意或無意的干擾與攻擊,所以專門設置了時間戳,即任何信息的傳輸都冠以起始時間,超過規定時間后,有效信息被中止。

3.列車注冊制。調度管轄區內的列車,均有惟一的車次代碼即車次號。車次號由具有最高權威的區段調度按照行車計劃,并且車次號與注冊號相對應,任何運行的列車只有在注冊后,才能在無線信道中進行有效信息的傳輸。通過上述措施使雙向通信受到嚴格的約束,即信息內容只有同時滿足地址、時間和注冊碼要求才是有效的。在信號作用范圍內,每一列車每一時刻占用一個固定的空間,并與惟一的注冊信息相對應。

4故障-安全措施

1.實現了列控數據的雙向傳輸。信號傳輸采用閉環方式,即雙方應答確認信息需進行信息校核,對比確認后方可輸出,經數次比較不正確的,將報警并降級顯示,符合鐵路信號的故障-安全原則。

2.采用類似軌道電路的連續不間斷發碼方式,利用脈沖方式驅動輸出,計時器判斷執行,超時硬件復位,系統降級顯示,實現故障-安全。

3.上、下行列車無線機車信號采用不同頻率,且頻率間相互鎖閉和相互排斥,不會造成敵對進路,避免發生同頻干擾,保證行車安全。

4.系統中設有查詢應答器,進一步作固定控制。當列車通過應答器后,在規定時限內沒有獲得注冊或沒有接收到機車信號,無線機車信號將進行報警,同時計算列車的走行距離。若司機不進行干預,列車將自動執行停車。

5.信息結構內容中對發信者與接收者都事先注冊在案,因此局外信息無效,避免局外有意干擾;信息內容有時限保障,超過規定信息的執行時間和有效時間,有效信息將被中止,保證信息的有序性,排除外來的干擾。

6.信息發送編碼中均有CRC檢錯功能,提高了抗干擾性。無線機車信號內容的發送和譯碼采用三取二高可靠方式,從而也提高了可靠性。

7.系統的外界條件引入時,均采用光電隔離方法,防外界干擾,提高了安全性。

8.系統還設計了一些檢測電路,如設有看門狗,程序轉飛后可被立即拉回;瞬間停電后,上電可自動恢復等。

5無線機車信號的優點

1.傳輸信息量大。無線機車信號除了提供機車信號信息外,還提供進路信息和列控信息,如:列車進幾股道、股道長度、道岔型號、列車位置、速度、限速值等。數據信息取自于聯鎖,不存在車站電碼化問題,同時還能夠為機車監控裝置或ATP裝置提供大量的數據。

2.控制功能強。無線機車信號采用自律輪詢控制方式,應變時間短,控制功能強。其地面設備對進入車站控制范圍內的列車進行注冊和注銷管理,依據車站聯鎖的進路條件和調度命令,生成機車信號信息,并能夠同時正確地、實時地控制車站范圍內的多臺機車,實現車-地間信號的傳遞。便于與CTC,GPS等系統連接,從而構成新型列控系統。

3.采用數字信號傳輸,傳輸可靠性高,抗干擾能力強。

4.信息閉環確認。無線機車信號實現了車-地之間雙向信息傳輸,地面發出的信號,車載設備有回示信息,雙方進行信息校核,保證信息傳輸的可靠性。

5.信息連續顯示。列車無論在區間或在車站的任何區段,機車信號的顯示都是連續的。

6.車載顯示屏顯示。機車上除了八燈位信號機外,還提供LCD平面顯示屏。車載圖形化顯示,語音提示無需司機問路,司機通過車上的圖形顯示器可以看到車站為其辦好的進路,及進站信號機和出站信號機的信號顯示,方便駕駛。無線機車信號與既有機車信號的性能對照,如表1所示。

7.工程實施方便,可操作性強。無線機車信號不受車站站場大小及布置影響,不受車站股道變動影響。在既有線改造施工中不影響正常列車運行。

6結論

無線機車信號系統是基于通信的列車控制系統(CBTC)的一種簡單形式,符合鐵路列車控制技術發展方向。它除了采用一般信號系統通常應用的多種措施外,還增加了很多新的措施和方法,其可靠性、可用性、可維護性和安全性(RAMS)指標得到進一步提高。擺脫了車站軌道電路電碼化,采用直接從聯鎖和調度集中提取信息,通過無線信道傳輸信息,從而實現機車信號主體化。

目前,青藏線采用了接近連續式無線機車信號,標志著我國進入CBTC的一種起步。上海城軌(低速)磁浮試驗線ATP系統明確采用無線機車信號車載設備及其顯示器,這將為無線機車信號的推廣應用提供更多機遇和挑戰。

參考文獻

1胡東源.GSM-R/CTCS在中國鐵路的應用與發展戰略〔J〕·鐵道通信信號,2003(1)·

2汪希時.論我國鐵路機車信號主體化進程〔J〕.中國鐵路,2002(10)·

3王俊峰.青藏鐵路無線機車信號系統研究〔J〕·鐵道學報,2002(5)·

4汪希時.鐵路信號發展新紀元:基于通信的列車控制系統〔J〕·北方交通大學學報,2000(8)·

5汪希時,程蔭杭.青藏鐵路列控系統推薦方案(草案)〔J〕·北方交通大學學報,2000(10)·

6王俊峰.高速列車控制數據無線傳輸的實時性及可靠性分析〔J〕·北方交通大學學報,2000(24)新晨