CBTC系統(tǒng)介紹地鐵與輕軌按制技術(shù)

1、CBTC原理CBTC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)軌旁設(shè)備車載設(shè)備控制中心ATS設(shè)備DSU設(shè)備數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)DCS 系統(tǒng)可靠性列車進入和退出CBTC區(qū)域列車追蹤間隔計算廠主講：李華計算機與通信工程系CBTC原理CBTC為基于通信的列車控制系統(tǒng)。受益于計 算機技術(shù)和通信方式的開展，信號的概念已經(jīng) 改變：從被動反響到主動摻測,從軌旁設(shè)備控 制蟄列車自我控制。現(xiàn)在列車具備了思考和對ATP & InterlockingATP & Interlocking0跖主講：李華計算機與通信工程系CBTC定位技術(shù)Luomashi StationWcnshu Monastery Station文殊院站Train locat

2、ion - aligned .c4J56Train Vxaltoa opposed c236移動授權(quán)和平安距離列車的LMA是指從列車的車尾起到前方障礙物的這部 分線路。障礙物可能是另一列車的LMA、關(guān)閉的線路 區(qū)域等。LMA將考慮障礙物的相關(guān)特性，例如列車倒 溜容限。移動授權(quán)(LMA)由地面區(qū)域控制器傳遞給車載控制器車載控制器計算平安距離并確定停車點. 平安距離的計算包括(但不限于)以下參數(shù): -線路參數(shù)-障礙物屬性-車輛屬性-當前的車輛狀態(tài)1跖主講：李華計算機與通信工程系移動授權(quán)和平安距離Supervised Maxmim ckKItV ff «Supervised Operati

3、ng Area被監(jiān)督運行區(qū)域ObstructionLimit of Movement Authority移勸授權(quán)極RjBraking Dotance制切沖ASafety Margin'安個余MSupervised Braking Curveff的制動Supervised Stopping Location彼臉伶的停車位置PositionL«wt of Movetnent l；滇Authority 移動授權(quán)槪吸TrZC Status狀態(tài)廠主講：李華計算機與通信工程系感應環(huán)線使用安裝在兩根軌條間的電纜無線波導管漏泄電纜無線空間天線感應環(huán)線典正的數(shù)拡通侑數(shù)據(jù)通侑能力仃限荷的帶寬較難

4、配宙和安裝很難維護漏纜WE1跖主講：李華計算機與通信工程系A(chǔ)ccess point anten nasOn-boardantennas尚的帶寬靈活覆蓋和擴展開放的系統(tǒng)需要皿對干擾和入侵的挑戰(zhàn)CCCoooooFibre optic backbone隨著通信技術(shù)的應用，采用開放空間無方式 是今后車地通信的開展方向無線CBTC控制中心區(qū)域控制器其它系統(tǒng)車載k主講：李華計算機與通信工程系QX心 X3SJAZ-KAD/JLHnUC/-*2PS->epov vara nterlociong q ww/ff 1sviungiF 總 agnSW. Axle uumerU XI emergency but

5、tonsPlatform DoorsTiuvkidc軌旁WKUWKUW2WKUbHUIrVUCOnboard 4 找分布式結(jié)構(gòu)以列為中心的系統(tǒng)主要的子系統(tǒng)包括：A區(qū)域控制器A車載控制器»中央控制(列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)ATS)?以及連接各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(DCS)A列車司機顯示列車控制子系統(tǒng)間的邏輯接口A1SIUUlW<押列丁監(jiān)瞥V)4 bKcqucsl il埒請求Switch Status i> 哉狀鳥Hlutlonu Door Status W$3：i炊念Hlallotiu Liu«g<ucv tfuUou >imu»b臺慚怎應HIM：

6、&liew Hrotccuon button tanis誡別僅護枝Hl吠Alrack Uircuit 'Axle Uouutcr UlocK$nud Sigiiul Slnluy機加d於和it科K血和伯弓伏直13DatabaseStorageLni存儲單元Tripricated Zone Controllerlram Posilion 列午定位(iiiidcunxUatabmcP21Speed Prolile 站停速良曲 線二丸區(qū)域Switch SUtus 逍址狀AtlUallorui L>oor Status)伏金Hlulloiui Luivivncx Uultuu S

7、talu> 拈；、盤建按邊秋公Irw Erotccuon Button Status誡馴滋護核Hl狀金Axl< CquuUi Ukx山 aud Signal Slniu$計軸區(qū)間和伯號狀念rVOBCLiuiil ol MocnicniAuthonK /葷豐on 位gin Position列4定位Limit QlMovement Authont> 衫動拔權(quán)極跑Luni( q1 MqvvuivuI AuihoriK 杠Q授權(quán)尿農(nóng)nu.ilKQlRNKk可*筈匸浜注兇不E<l>llKHVl<.nc<nam"17V主講：李華 計算機與通信工程系區(qū)域控

8、制器-故障一平安軌旁子系統(tǒng) -校驗冗余的三取二配置 -每個聯(lián)鎖區(qū)設(shè)一個區(qū)域控制器-實現(xiàn)與所控區(qū)域內(nèi)所有列車的平安信息通信-實施聯(lián)鎖功能 -向所轄區(qū)域內(nèi)每列車發(fā)布移動授權(quán)北京4號線ZC控制區(qū)域1上工II1*Cr<XldarvAishf 10»637oo Station 16*?03AishlkouPin' Anil 11*637Taoianttn 5*400 *Shiliuxhuano Road 12卵Lmjknhutonfl &>68Kuanwum*<tgYuanmmvusn23*574M«jlat>ou pot . 8八亠I2Z0

9、Thr«* Aep««t Slanal8 Two A«p»«t Sional End Or Line Signal414 7«Jiaom«RQb«iRoad724»XlngJIekou12*737Ralchkflan1«*720* Chenru Roaa 22279mn“uB«i<ionam«na20497ZC ILongbelcun"BGO廠主講：李華計算機與通信工程系與所轄區(qū)域內(nèi)所有列車進行平安通信基于來于列車的列車位置報告跟蹤列車為每列車確定移

10、動授權(quán)道岔的控制及狀態(tài)監(jiān)視道岔聯(lián)鎖-當列車通過或接近道岔時防止道岔移動-確保在道岔正確到位且鎖閉之后，列車才能 進入該道岔區(qū)排列并鎖閉列車進路信號機的控制及狀態(tài)監(jiān)視監(jiān)控列車運行/-站臺屏蔽門的控制和狀態(tài)監(jiān)視站臺緊急停車按鈕及防護隔斷門的監(jiān)視與相鄰區(qū)域控制器的通信-實現(xiàn)列車在兩個相鄰區(qū)域控制器間的交接-將列車移動授權(quán)由一個控制器的轄區(qū)延伸到相鄰 控制器與自動列車監(jiān)控ATS的通信-處理來自ATS的列車進路命令-報告道岔及信號機狀態(tài)-出錯信息報告跨主講：李華計算機與通信工程系應答器應答器安裝于軌旁,地面應答器與車載應答査詢器協(xié)同工作,用來提供列車定位系統(tǒng)所需的信息。每個應答器被賦予一個唯一的身份標識

11、ID號。應答器ID號與所處線路位置的對應關(guān)系會存儲在數(shù)據(jù)庫里。廠主講：李華計算機與通信工程系應答查詢器天線跖主講：李華計算機與通信工程系接近盤接近盤安裝在車站軌旁停車 點位置。它與車載接近盤閱讀器配合 提供正確的對位信息并支 持精確的車站停車。AP箱沿線路安裝，人約侮250m個。實際距離要取決于詳細線路測暈所確 定的地形、隧道結(jié)構(gòu)等。如果隧道壁是直壁，對以將箱子直接固定到墻上；如果隧道壁是弧形 的，那么通常需要通過安裝支架將設(shè)備箱固定。跖主講：李華計算機與通信工程系A(chǔ)P天線根據(jù)線路條件，天線可以采用多種安裝方式：墻面安裝、頂棚安裝、立柱安裝天線的位置設(shè)置使得相鄰AP的信號可以重疊覆蓋整個線路。

12、這種重疊提供了軌旁無線信號的冗余，如果一個AP或者隔一個AP交替發(fā)生故障，都能確保連續(xù)的無線 覆蓋。廠主講：李華計算機與通信工程系軌旁計軸設(shè)備1尸主講：李華計算機與通信工程系車載控制器：故障一平安車載了系統(tǒng) 校驗冗余的三取二配置每輛車設(shè)一套車載控制器VOBC實現(xiàn)與軌旁的平安信息通信根據(jù)移動授權(quán)實施平安距離計算、車門控制等功能跖主講：李華計算機與通倍工程系車載系統(tǒng)設(shè)備配置主講：李華 計算機與通倍工程系實現(xiàn)自動列車防護ATP和自動列車駕駛ATO的 功能確定列車位置-檢測到軌旁的應答器，隨之提供了同步點。當檢測到 兩個相鄰的應答器，列車位置就被初始化-速度傳感器及加速度計進一步細定位-線路數(shù)據(jù)庫唯一

13、地定義了線路上的所有位置測量列車速度列車速度監(jiān)控列車走行方向監(jiān)督1尸主講：李華計算機與通信工程系強制執(zhí)彳丁移動授權(quán)控制-動態(tài)計算平安距離倒溜監(jiān)督-障礙物移動監(jiān)督僅使用于自動模式車門控制及平安聯(lián)鎖屏蔽門控制及平安聯(lián)鎖列車完整性檢測在平安運行速度限制范圍內(nèi)調(diào)整列車速度根據(jù)乘客乘坐舒適度控制列車運行跖主講：李華計算機與通信工程系節(jié)能運行控制-駕駛模式切除模式NRM限制人工模式RM保護人工模式ATPM自動駕駛模式ATO待機模式STDBY列車速度確定列車采用轉(zhuǎn)速計與加速計來確定行駛距離、速 度和方向VOBC在每個處理周期內(nèi)處理轉(zhuǎn)速計的輸入加速計被用于空轉(zhuǎn)/打滑的探測與補償。系統(tǒng)自動進行車輪磨損校正測速精

14、度為0.125米/秒精確停車系統(tǒng)利用接近盤/傳感器支持精確停車A接近盤是安裝在軌道上停車點位置的金屬板,每個站臺安裝兩個接近盤。A每個TrVOBC單元安裝一個接近傳感器,接近傳感器用來檢測安裝在軌旁的接近盤在檢測到車速為零時，TrVOBC命令牽引禁止, 并啟動機械制動列車位置確定列車采用應答器來確定列車位置系統(tǒng)使用校準應答器來提供明確的軌道位置標 志，確定已行進距離在兩個應答器之間，列車位置由輸入的轉(zhuǎn)速計 信號而確定。定位精度高，為厘米級。速度曲線控制系統(tǒng)在列車處于自動運行模式下JrVOBC將負責 列車速度的控制。速度控制的主要目的滿足數(shù)據(jù)庫提供的最大速度曲線考慮監(jiān)控的停車位置并且確保在正常情

15、況下不應用緊 急制動準確地在車站停車點和停車信號點停車為了乘客舒適而提供一個平滑的速度曲線使旅行時間最短能源消耗少廠主講：李華計算機與通信工程系VOBC機柜>i r譏mug丄任護Mode ATODocked YESDwell 10DepartDoorsTargetAatformStationATPNext I FinalOKXYZr|HoldYES| Skip- _UST對司機的信息顯示-最大允許速度-當前運行速度-到目標點距離-列車運行模式-停站時間倒計時Actual: 0Date0Time】8CrewTrain WCOMF1° O# QCONFRM-系統(tǒng)出錯信息TOD數(shù)據(jù)輸

16、入屏幕司機輸入信息-司機身份-列車運行號F主講：李華計算機與通倍工程系非平安控制設(shè)備»冗余的設(shè)備配置在控制中心和各設(shè)備站配直實現(xiàn)與所有的自動列車控制子 系統(tǒng)的通信?傳輸命令»監(jiān)督子系統(tǒng)狀況11跖主講:李華計算機與通信工程系人機界面列車位置及功能狀況的監(jiān)視和顯示列車控制子系統(tǒng)的設(shè)備及功能狀況的監(jiān)視和顯示道岔、信號機、站臺屏蔽門及軌道侵入設(shè)備狀態(tài) 的監(jiān)視和顯示列車運行的調(diào)整，以保證列車運行間隔和運行圖 的實施基于運行線分配的列車進路安排根據(jù)系統(tǒng)延遲或調(diào)度員要求調(diào)整列車運行參數(shù)為管理報表、維護及運營分析搜集數(shù)據(jù)11k主講：李華計算機與通信工程系提供站臺乘客播送系統(tǒng)接口提供站臺乘客

17、向?qū)到y(tǒng)接口 I 提供通信無線系統(tǒng)的接口與主時鐘系統(tǒng)的接口與背投顯示系統(tǒng)的接口提供FAS/BAS的接口 SCADA狀態(tài)顯示S( ADAIrVOBCDSUaster Clock"DepartureIndicators 發(fā)4：指爪Rear projector 綜今顯示屛Passengenj Inionniinon l>ispla Sxstem 旅客信負(旨示系b.ASBA SPAS 旅客播送糸Customer Radio Sjslem 業(yè)主免線電糸統(tǒng)尸主講：李華計算機與通信工程系車站跳停車站扣車節(jié)能運行控制停站時分控制車載音頻播送的觸發(fā)報警監(jiān)督，并向ATS報告計算機與通倍工程系、亠

18、 -* 亠上ATS設(shè)備例如41ATS人機界面例如Train Iconl 列車圖標State 狀態(tài)Horizont al 水平Diagonal 對角線Vcrtic al 垂直Zoom Level 2 放大級別2Zoom Level 3 放大級別3Zoom Level4放大級別4Appearanc e 顯示回回旦E !Train Travel Direction 列車行駛方向State 狀態(tài)Left-Diagonal Train 左對角線的列車Left Direction 一 Horizontal Train 左向水平列車Right Direction - Florizontal Train 右向水平列車Appearance 眾示主講：李華 計算機與通信工程系Train Operating Mode 列車操作模式StateAutomaticProtected ManualRM狀態(tài)自動人工保護限速模式Appearan