CBTC與軌道電路的比較

CBTC與軌道電路的比較CBTC與軌道電路的比較一、 CBTC概述TOC\o"1-5"\h\z基于通信的列車控制（Communications-basedTrainControl,CBTC）系統(tǒng)是獨立與軌道電路，采用高精度的列車定位和連續(xù)、高速、 I雙向的數(shù)據(jù)通信，通過車載和地面安全設(shè)備實現(xiàn)對列車的控制。是一種采用先進的通信和計算機技術(shù)，連續(xù)控制、監(jiān)測列車運行的移動閉塞方式。其典型的機構(gòu)見下圖：圖1典型的基于通信的列車控制（CBTC）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖CBTC技術(shù)發(fā)展源于歐洲連續(xù)式列車控制系統(tǒng)，經(jīng)多年的發(fā)展一有了長足的進步。 CBTC以列車與地面的傳輸信息方式來劃分，分無 |線、環(huán)線、漏纜及波導(dǎo)管等幾種，帶環(huán)線的 CBTC技術(shù)最成熟的是阿爾卡特，無線CBTC技術(shù)最成熟的是龐巴迪。它擺脫了用軌道電路判別對閉塞分區(qū)占用與否，突破了固定（或準移動）閉塞的局限性，較傳統(tǒng)的基于軌道電路的列車控制系統(tǒng)比較， CBTC系統(tǒng)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個大的方面：第一，更簡潔。從硬件結(jié)構(gòu)看，系統(tǒng)以控制中心設(shè)備為核心，車載和車站設(shè)備為執(zhí)行機構(gòu)，車、地列車控制設(shè)備一體化。從功能 |上看，聯(lián)鎖、閉塞、超速防護等功能通過軟件統(tǒng)一設(shè)計實現(xiàn)，不再分隔。因此，整個系統(tǒng)擺脫了積木堆疊式結(jié)構(gòu)，而是一個統(tǒng)一的整體。 |系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡潔。第二，更靈活。系統(tǒng)不需要新增任何設(shè)備，自然支持雙向運行，而且不因為列車的反方向運行，降低系統(tǒng)的性能和安全。所以， |CBTC系統(tǒng)在運營時，可以根據(jù)需要，使用不同的調(diào)度策略。更靈活還表現(xiàn)在 CBTC系統(tǒng)可以處理多條線路交叉，咽喉區(qū)段列車運行極其|復(fù)雜的情況。另外CBTC系統(tǒng)內(nèi)可以同時運行不同編組長度、不同的性能的列車。第三，更高效。系統(tǒng)可以實現(xiàn)移動閉塞，控制列車按移動閉塞模式運行，進一步縮短列車運行間隔。另外， CBTC系統(tǒng)可以進一步優(yōu)化列車駕駛的節(jié)能算法，提高節(jié)能效果。在CBTC系統(tǒng)中，列車在線路的位置是優(yōu)劣車本身確定的，然后通過車地通信系統(tǒng)，將該信息實時地報告給地面 CBTC設(shè)備，這與傳統(tǒng)列車位置通過軌道電路檢測的方法不一樣。實現(xiàn)車載設(shè)備與軌旁設(shè)備間的實時雙向通信，且信息量大，更大的技術(shù)優(yōu)越性具體體現(xiàn) |如下：可減少軌旁設(shè)備，便于安裝維修，有利于緊急狀態(tài)下利用線路作為人員疏散的通道，有利于降低系統(tǒng)全生命周期內(nèi)的運營成本。系統(tǒng)不依靠軌道電路檢測列車位置、向車載設(shè)備傳遞信息，有利于舊線系統(tǒng)的升級改造的實施，即有利于在不影響既有線正常運營的前提下，能夠?qū)ο到y(tǒng)進行升級改造，將對運營的影響降低最低。便于縮短列車編組、加大列車運行密度，提高服務(wù)質(zhì)量，并可以縮短站臺長度和終端站尾軌長度，降低土建工程投資。 |TOC\o"1-5"\h\z實現(xiàn)線路列車雙向運行而不增加地面設(shè)備，有利于線路故障或特殊需要時的反向運行控制。可以適應(yīng)各種類型、各種車速的列車，由于移動閉塞系統(tǒng)基本克服了準移動閉塞和固定閉塞系統(tǒng)地對車信息跳變的缺點，提高了列車運 |行的平穩(wěn)性，增加了乘客的舒適度。一|可以實現(xiàn)節(jié)能控制、優(yōu)化列車運行統(tǒng)計處理、縮短運行時分等多目標控制。移動閉塞系統(tǒng)，尤其是采用高速數(shù)據(jù)傳輸方式的系統(tǒng)，將帶來信息利用的增值和功能的擴展，有利于現(xiàn)代化水平的提高。 |確立“信號通過通信”的新理念，使列車與地面（軌旁）緊密結(jié)合、整體處理，改變以往車一地相互隔離、以車為主的狀態(tài)。另外，基于通信的ATC系統(tǒng)（CBTC具有很高的可靠性，關(guān)鍵的設(shè)備均采取冗余的方式，同時還有備用的設(shè)備和降級運行的設(shè)備，輔 |助列車位置檢測設(shè)備等，提高了系統(tǒng)降級使用的能力及安全性。二、 軌道電路概述軌道電路是當兩根鋼軌完整，且無車占用，即軌道電路空閑時，電流通過兩根鋼軌和軌道繼電器，使軌道繼電器吸起，前接點閉 |合，信號開放。當列車占用軌道電路時，電流通過機車車輛輪對，軌道電路被分路。由于輪對電阻比軌道繼電器電阻小得多，使電源輸 |出電流顯著加大，限流電阻上的壓降隨之增加， 兩根鋼軌間的電壓降低， 流經(jīng)軌道繼電器的電流減少到它的落下值， 使軌道繼電器落下，后接點閉合，信號關(guān)閉。同時，當軌道電路發(fā)生斷軌、斷線時，同樣會使軌道繼電器落下，原理圖見圖 2。軌道電路長度一般在400米以下，控制距離為2.5-5公里不等，在長區(qū)間需要設(shè)置較多軌道電路，且軌道電路易受牽引回流、防迷流網(wǎng)布置的影響，有時受天氣和鋼軌 |光潔程度影響。軌道電路的工作狀態(tài)根據(jù)軌道電路的基本要求，在設(shè)計、計算和研究時，應(yīng)分析以下三個狀態(tài)：

（1）調(diào)整狀態(tài)是軌道電路空閑、線路完整，受電端正常工作時的軌道電路狀態(tài)；其最不利條件是參數(shù)的變化是通過軌道繼電器的電流最小，即電源電壓最小，鋼軌阻抗最大而道渣電阻最小。（2） 分路狀態(tài)是兩條鋼軌間被列車車輪對或其他導(dǎo)體連接，使軌道電路受電端設(shè)備能反映軌道被占用的軌道電路狀態(tài)；其最不利條件是參數(shù)的變化是通過軌道繼電器的電流最大，即電源電壓最大，鋼軌阻抗最小而道渣電阻最大。（3） 斷軌狀態(tài)是軌道電路的鋼軌被折斷時，軌道電路受電端設(shè)備能反映鋼軌斷軌的軌道電路狀態(tài)；其最不利條件是參數(shù)的變化是通過軌道繼電器的電流最大，除了與電源電壓最大，鋼軌阻抗最小有關(guān)系外，還與斷軌地點和道渣電阻大小有關(guān)。三、CBTC與軌道電路的簡明比較綜合上述兩方案的概述，可得出以下簡明的特點比較：系統(tǒng)方案項目CBTC 軌道電路車地通信特點實時雙向通信 地對車為連續(xù)車對地為點式1車地通信方式無線通信 軌道電路或軍地通信環(huán)線的數(shù)字信號列車位置的檢測方式 利用通信技術(shù) 依據(jù)軌道電路檢測傳輸信息量大 較小應(yīng)用維護少 多可靠性 高高1安全性 高高1運營效率高 較高核心技術(shù)供應(yīng)商多 多互聯(lián)互通較易開放 受限制先進成熟性技術(shù)發(fā)展趨勢，已成熟 較普及建筑造價低 高工作環(huán)境磁場干擾敏感=天道渣電阻等要求高氣、國內(nèi)應(yīng)用業(yè)績較多 多發(fā)展前景軌道交通發(fā)展的力向 現(xiàn)階段應(yīng)用升級改造容易改造 不易改造技術(shù)規(guī)范較多 多資源利用方面鋼軌的利用率低 鋼軌利用率高系統(tǒng)方案項目CBTC軌道電路基于感應(yīng)環(huán)線的CBTC系統(tǒng) 基于漏泄同軸電纜的CBTC系統(tǒng) 基于裂縫波導(dǎo)管的CBTC系統(tǒng) 基于無線通信的CBTC系統(tǒng) 模擬軌道電路 數(shù)字軌道電路列車控制方式 采用連續(xù)距離速度模式曲線控制方式 采用連續(xù)距離速度模式曲線控制方式 采用連續(xù)距離速度模式曲線控制方式采用連續(xù)距離速度模式曲線控制方式采用連續(xù)距離速度模式曲線控制方式采用“跳躍式”距離速度模式曲線

控制方式采用連續(xù)距離速度模式曲線控制方式采用連續(xù)距離速度模式曲線控制方式采用“跳躍式”距離速度模式曲線控制方式車地通信方式感應(yīng)環(huán)線漏泄電纜裂縫波導(dǎo) 無線通信軌道電路軌道電路和車地通信環(huán)線車地通信特點實時雙向?qū)崟r雙向?qū)崟r雙向 實時雙向地一車單向地對車為連續(xù)，車對地為點式列車定位方式電纜交叉點應(yīng)答器應(yīng)答器 應(yīng)答器軌道電路邊界軌道電路邊界或加應(yīng)答器滿足的運營能力滿足120秒行車間隔滿足120秒行車間隔滿足12