移動閉塞原理

1、-作者xxxx-日期xxxx移動閉塞原理【精品文檔】移動閉塞原理移動閉塞ATC控制系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的以固定閉塞分區(qū)追蹤運行的觀念，只要實時了解前方列車與本列車的實際間隔距離，通過車載信號設(shè)備實時計算確保列車停在安全距離外的最佳制動時機即可實現(xiàn)列車追蹤運行。移動閉塞中已經(jīng)沒有了將線路分成若干個閉塞分區(qū)的概念，列車間的運行間隔是動態(tài)的，并隨前一列車的移動而移動，該間隔是按后續(xù)列車在當(dāng)前速度下的所需制動距離加上安全富余量實時計算和控制的，確保追蹤運行不追尾。列車制動時機、制動起始點和終點均是動態(tài)的，其目的是最大限度地利用機車車輛特性全速運行，盡可能縮短列車運行間隔，最有效最合理地利用區(qū)間有限空間，提高

2、區(qū)間通行能力。移動閉塞擺脫了用地面軌道電路設(shè)備判別列車占用閉塞分區(qū)與否的束縛，突破了固定閉塞的局限性，充分利用先進(jìn)的通信傳輸手段，實時地或定時地進(jìn)行列車與地面間的雙向通信聯(lián)絡(luò)，使得后續(xù)列車可以及時了解前方列車運行實際間隔距離，通過計算后續(xù)列車即可給出最佳制動曲線，既提高了區(qū)間通行能力，又減少了頻繁減速制動操作，改善了旅客乘車舒適度，由于車地間通信信息量的加大，地面可以實時地向車載信號設(shè)備傳遞車輛運行前方線路限速情況，指導(dǎo)列車按線路限制條件運行，提高了列車運行安全性。為了了解列車在區(qū)間走行的確切位置，各廠商使用的列車定位技術(shù)各不相同，有使用GPS衛(wèi)星定位的，也有使用無線基站利用無線定位的，有使用

3、環(huán)線電纜交叉定位的，有使用波導(dǎo)管進(jìn)行定位的，還有使用車載測速計程方式輔以軌旁應(yīng)答器（里程標(biāo)）定位的，精確定位一般能做到20cm-70cm。列車精確定位技術(shù)是衡量移動閉塞制式好壞的關(guān)健技術(shù)之一，要求該技術(shù)必須安全可靠。移動閉塞的關(guān)健技術(shù)是車地間的雙向通信問題。從目前各廠商系統(tǒng)來看，各系統(tǒng)通信組成方式都與列車精確定位技術(shù)有關(guān)，有利用衛(wèi)星直接進(jìn)行車地通信的，有利用無線電聯(lián)系的，也有利用波導(dǎo)管雙向傳輸?shù)?，還有利用漏泄同軸電纜傳輸、軌道環(huán)線等進(jìn)行傳輸，但地鐵受條件限制，衛(wèi)星GPS定位技術(shù)和利用衛(wèi)星傳輸信息的方式不宜在地下鐵道使用?；跓o線通信的移動閉塞列車控制系統(tǒng)直接面向列車，車地間通信傳輸速率快，信息

4、量大，后續(xù)追蹤列車和控制中心可以及時獲知前行列車確切位置，使得運行管理更加靈活，控制更為有效。由于已經(jīng)解決了車地雙向通信問題，移動閉塞同時具備了單線雙向運行能力，在突發(fā)事件發(fā)生時，可以以較短的運行間隔、更加靈活的運輸組織計劃進(jìn)行應(yīng)急處理，同時移動閉塞特別適合不同車輛的混合運輸，解決了固定閉塞中車輛更新不能滿足原有牽引計算要求的缺憾，使得地鐵公司可以任意挑選車輛生產(chǎn)廠家，達(dá)到節(jié)省投資之功效。本方案采用基于常用無線通信技術(shù)的阿爾斯通URBALISä移動閉塞方案。1、 列車定位原理阿爾斯通URBALISä系統(tǒng)采用車載編碼里程計結(jié)合電子地圖進(jìn)行列車定位。進(jìn)路電子地圖結(jié)構(gòu)的基本原理是

5、將網(wǎng)絡(luò)描述為一個二進(jìn)制樹形網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)列車在軌道上沿著某個方向前進(jìn)時，每當(dāng)遇到分叉節(jié)點，都可以與下列兩個分支相連：一個是直接分支，另一個是分叉分支，如此不斷遞歸。網(wǎng)絡(luò)中的每個分支都有一個編號。在每個節(jié)點上，具有后續(xù)分支的鏈路均被標(biāo)記。 二進(jìn)制樹形網(wǎng)絡(luò)的一個部分，最多包含16個分支，此部分稱為子區(qū)段。由4個子區(qū)段組成一組，稱為區(qū)段。每個區(qū)段和子區(qū)段都有一個編號。所以，一個完整的分支編號是由區(qū)段編號、子區(qū)段編號以及子區(qū)段中的當(dāng)前分支編號組成的。列車從車輛段出發(fā)，首先在轉(zhuǎn)換軌處進(jìn)行初始化，賦予列車在電子地圖中的初始位置，然后由列車?yán)锍逃嬘嫵滩⑼ㄟ^無線通信電臺每隔一定時間向控制中心報告本列車位置。里程計子

6、系統(tǒng)的設(shè)計是使用一個車輪探測器連接到車輪。車輪探測器向ATC車載設(shè)備發(fā)送脈沖，車輪每1轉(zhuǎn)發(fā)送100個脈沖。ATC車載設(shè)備對脈沖進(jìn)行計數(shù)以確定列車速度。該功能是通過在列車車軸上安裝一個編碼里程計測量車輪的角速度來實現(xiàn)。編碼里程計本身是故障安全的；也就是說，通過采用特殊的內(nèi)部設(shè)計可以檢測到所有的電氣故障。該編碼引進(jìn)信息冗余以檢測里程計故障：未檢測到故障的概率小于（1 - 10-12）。通過對讀取到的移動和其它冗余里程計的移動進(jìn)行粗略比較，可檢測里程計的機械故障（故障或鎖定車軸）。編碼里程計的設(shè)計可檢測旋轉(zhuǎn)方向。編碼里程計的設(shè)計也可以非常精確地檢測零速度。該信息對于列車車門監(jiān)控非常重要。能夠檢測到的

7、最小位移大約是3 cm。如果T是ATC獲得N個脈沖的時間，D是車輪直徑，可以得到列車速度：為了避免由于車輪磨損而產(chǎn)生錯誤，我們在車輛段轉(zhuǎn)換軌處設(shè)兩個固定距離的輪徑補償信標(biāo)點，車載ATC存儲的車輪直徑將在每次列車離開車輛段時候得到自動更新。為了消除所有測速誤差，在線路上安裝有定位歐式信標(biāo)。這些信標(biāo)提供一個絕對故障安全位置，精度達(dá)到5cm。2、 車地通信原理阿爾斯通URBALISä系統(tǒng)通信是由網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)和無線子系統(tǒng)構(gòu)成?？刂浦行耐ㄟ^100兆冗余光纖骨干網(wǎng)與軌旁無線電臺進(jìn)行通信，軌旁無線電臺沿線每隔400米左右冗余設(shè)置，分別接入冗余骨干網(wǎng)，交叉重疊覆蓋全線，單個電臺故障不會影響系統(tǒng)正常工作

8、。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)基于LAN IEEE 802.3 第2層標(biāo)準(zhǔn)，允許列車一側(cè)的設(shè)備之間進(jìn)行通信。 ATC ATS 無線單元 AP AP AP AP AP AP S S S S 車站 光纖l fiber ATC ATC 無線單元 無線單元 (channel #3) CBI 400m 典型長度 ATC ATC ATS ATS (channel #1) 冗余骨干傳輸網(wǎng) AP APAP S S S S S S S S 以太網(wǎng)交換機 接入點 ATC ATC (channel #2) CBI CBI 車站 1 車站 2 400m 骨干網(wǎng) 列車首尾各裝一套車載無線電臺，負(fù)責(zé)與軌旁無線電臺進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，無線子系統(tǒng)基

9、于無線(WLAN) IEEE 802.11a 標(biāo)準(zhǔn)，允許列車和軌旁設(shè)備進(jìn)行通信。在第3層中，IP及其標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和服務(wù)設(shè)置負(fù)責(zé)執(zhí)行我們的解決方案。軌旁無線電臺，根據(jù)其兩根天線位于室外或室內(nèi)的不同位置，兩根天線分別被安裝在塔頂和隧道頂端的正確方向，進(jìn)行定向發(fā)射，以使軌道的無線電覆蓋率最大。無線電調(diào)制解調(diào)器安裝在塔底部的封閉區(qū)域內(nèi)，或置于隧道的墻壁上。無線電調(diào)制解調(diào)器通過防雷擊裝置，經(jīng)由同軸電纜連接到天線，使用電源轉(zhuǎn)換器進(jìn)行供電。無線電調(diào)制解調(diào)器通過以太網(wǎng)10/100 Base FX 光纖連接至距離最近的交換器上。無線調(diào)制解調(diào)器為雙頻，可以工作在ISM1 (2.4 GHz) 和 ISM2 (5 GHz

10、)，尤其是2400-2483 MHz, 5150-5350Mhz, 5470-5725Mhz和5725-5825 MHz。無線調(diào)制解調(diào)器能夠提供6 dBm 到 24 dBm 之間的可調(diào)節(jié)輸出功率，因此可靈活應(yīng)用于各種類型的天線或輻射電纜，以及通過耦合單元進(jìn)行管理。該無線調(diào)制解調(diào)器服從 ETSI EN 300 328 。3、 列車控制原理軌旁ATC設(shè)備將收集所有列車的位置信息，并根據(jù)位置、速度、預(yù)期組件以及位置報告中提及的列車屬性將列車所需的自動防護安全包分配給所要考慮的每列列車，從而使自動防護安全包相互關(guān)聯(lián)直至接收到來自于列車的下一個位置信息。在更新了所有的自動防護安全包后，軌旁ATC設(shè)備將為

11、每一個車載ATC計算相關(guān)移動權(quán)限，并將其以權(quán)限范圍消息的方式發(fā)送給列車。一列列車移動權(quán)限是通過搜索列車前方第一個保護點安全包、反向進(jìn)路、未檢測的道岔等信息確定的。每列列車能夠決定它至權(quán)限結(jié)束點(可被看作一面“磚墻”)為止的速度和距離曲線。在上述正常情況下，自動防護安全包的更新獨立于列車檢測系統(tǒng)的占用情況和進(jìn)路設(shè)置。對移動權(quán)限而言，也不使用軌道占用信息，但是進(jìn)路必須進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置：如果進(jìn)路未設(shè)置，或者列車在未經(jīng)授權(quán)的方向上行駛，列車將會收到一個限制權(quán)限范圍。出于可用性和耐用性考慮，URBALIS系統(tǒng)容許丟失一些消息。AP的形狀已將在預(yù)測組件中可能丟失的情況考慮在內(nèi)。出于安全考慮，消息具有時效性。當(dāng)消息過期后，即產(chǎn)生限制權(quán)限范圍。如果軌旁ATC 超過5秒沒有從目標(biāo)駕駛室中收到任何定位消息，該駕駛室會被認(rèn)為是一個無法通信的駕駛室。只有在這種情況下，ATC會推測每一個自動防護終端的位置。若該駕駛室處于CBI授權(quán)的方向，認(rèn)為駕駛室以最大速度移動；若沒有對應(yīng)于CBI授權(quán)的方向，認(rèn)為處于RM限制人工駕駛速度(25公里/小時)。車載計算機收到軌旁ATC移動授權(quán)信息包，將及時更新數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，并實時計算列車最大運行速度