城市軌道交通列車自動(dòng)控制系統(tǒng)維護(hù) 課件 3.1 ZC系統(tǒng)認(rèn)知

列車運(yùn)行控制系統(tǒng)維護(hù)ZCsystemcognitionMAINTENANCEOFTRAINOPERATIONCONTROLSYSTEM3.1ZC系統(tǒng)認(rèn)知主講教師：楊絢ZC系統(tǒng)認(rèn)知ZCsystemcognitionPART01區(qū)域控制器(ZC)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（DCS）電源設(shè)備列車自動(dòng)控制系統(tǒng)車站設(shè)備3.1ZC系統(tǒng)認(rèn)知3.1ZC系統(tǒng)認(rèn)知情景某區(qū)域內(nèi)所有列車突發(fā)信號(hào)故障，導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)列車全部緊急制動(dòng)，通信信號(hào)人員即刻對(duì)該區(qū)域ATC設(shè)備進(jìn)行檢查，中心監(jiān)控大屏無(wú)列車邏輯區(qū)段占用顯示；車站現(xiàn)地工作站顯示控區(qū)ZC故障，并有報(bào)警提示，無(wú)控區(qū)內(nèi)列車狀態(tài)顯示。故障ZC控區(qū)生成強(qiáng)制點(diǎn)燈命令，點(diǎn)亮控區(qū)信號(hào)機(jī)。該區(qū)域所有列車失去CBTC級(jí)別運(yùn)行能力，無(wú)法生成移動(dòng)授權(quán)MA。該區(qū)段內(nèi)的列車實(shí)施緊急制動(dòng)，請(qǐng)求進(jìn)入RM模式。同時(shí)準(zhǔn)備進(jìn)入故障區(qū)域的列車MA只到邊界處，需降至點(diǎn)式CM運(yùn)行通過(guò)故障區(qū)段。通過(guò)以上現(xiàn)象綜合分析，ZC主機(jī)雙機(jī)故障，技術(shù)人員即刻進(jìn)行故障處理。本次故障造成區(qū)域約13min晚點(diǎn)。ZC系統(tǒng)認(rèn)知區(qū)域控制器（ZoneController，簡(jiǎn)稱ZC）是CBTC系統(tǒng)中ATP子系統(tǒng)的軌旁部分，通常又被稱為地面ATP設(shè)備。是CBTC系統(tǒng)中的地面核心控制設(shè)備，是車-地信息處理的樞紐。ZC子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)根據(jù)通信列車所匯報(bào)的位置信息以及聯(lián)鎖所排列的進(jìn)路和軌旁設(shè)備提供的軌道占用/空閑信息，為其控制范圍內(nèi)的通信列車計(jì)算生成移動(dòng)授權(quán)，保證其控制區(qū)域內(nèi)通信列車的安全運(yùn)行。具備在各種列車控制等級(jí)和駕駛模式下進(jìn)行列車運(yùn)行管理的能力。車站設(shè)備—ZC3.1ZC系統(tǒng)認(rèn)知ZC系統(tǒng)是CBTC系統(tǒng)的主要組成部分之一，是ATP的軌旁部分，主要負(fù)責(zé)為列車計(jì)算移動(dòng)授權(quán)及為列車提供進(jìn)路信息。ZC區(qū)域控制器3.1ZC系統(tǒng)認(rèn)知列車運(yùn)行控制系統(tǒng)將一條線路分為若干個(gè)控制區(qū)域，每個(gè)控制區(qū)域由一個(gè)ZC負(fù)責(zé)，該ZC主要負(fù)責(zé)為其控制范圍內(nèi)的通信列車計(jì)算生成移動(dòng)授權(quán)，為管轄范圍內(nèi)的列車提供移動(dòng)授權(quán)是ZC的核心任務(wù)。移動(dòng)授權(quán)在每一個(gè)通信周期前被生成和發(fā)送，車載設(shè)備執(zhí)行移動(dòng)授權(quán)，以維持安全的列車間隔，一般情況下移動(dòng)授權(quán)總是向前延伸，只是在異常情況下才回縮。ZC控車過(guò)程ZC系統(tǒng)認(rèn)知ZC需要對(duì)所有在其管轄范圍內(nèi)的列車進(jìn)行管理和控制，根據(jù)列車的運(yùn)行狀態(tài)，可以將整個(gè)管理和控制過(guò)程分為三個(gè)過(guò)程：02ZC正式控車

01列車注冊(cè)03列車注銷ZC控車過(guò)程ZC系統(tǒng)認(rèn)知列車注冊(cè)列車在上電或者出車輛段時(shí)，列車以RM模式運(yùn)行，當(dāng)列車進(jìn)入某一個(gè)ZC區(qū)域邊界時(shí)，就會(huì)收到CBTC區(qū)域預(yù)告應(yīng)答器組，預(yù)告即將進(jìn)入某一個(gè)ZC管轄區(qū)域，車載ATP開始申請(qǐng)登陸該ZC，ZC接收車載ATP申請(qǐng)后，將列車的ID和列車信息與ZC列車管理隊(duì)列中的列車信息進(jìn)行比對(duì)，如果在列車管理隊(duì)列信息中沒能查詢到該列車信息，則表示該車第一次登陸，標(biāo)記該列車為預(yù)登陸列車。ZC系統(tǒng)認(rèn)知ZC移交區(qū)邊界ZC移交區(qū)邊界ZC1移交ZC（HOV）ZC2接管ZC（ACC）重疊區(qū)ZC控制邊界正式控車:ZC與車載ATP建立鏈接并保持通信后，向CI匯報(bào)列車位置信息，為列車請(qǐng)求進(jìn)路，進(jìn)路排通后，ZC為列車計(jì)算MA，則該列車成為該區(qū)域控制器正式管理的列車，保證列車正常運(yùn)行。ZC系統(tǒng)認(rèn)知ZC移交區(qū)邊界ZC移交區(qū)邊界ZC1移交ZC（HOV）ZC2接管ZC（ACC）重疊區(qū)ZC控制邊界列車注銷:當(dāng)列車即將出清區(qū)域控制器控制范圍（進(jìn)入下一區(qū)域或者列車將返回到車輛段時(shí)），列車處于注銷狀態(tài)。區(qū)域控制器需要首先清空該列車的數(shù)據(jù)信息，表示不再管轄該列車。列車脫離CBTC區(qū)域后以RM模式運(yùn)行。ZC系統(tǒng)認(rèn)知ZC子系統(tǒng)功能ZC子系統(tǒng)啟動(dòng)后應(yīng)進(jìn)行設(shè)備完整性自檢，且在自檢失敗的情況下禁止設(shè)備投入運(yùn)行。自檢內(nèi)容包括安全平臺(tái)自檢和應(yīng)用軟件自檢。ZC應(yīng)向維護(hù)設(shè)備輸出所有交互事件和系統(tǒng)狀態(tài)，包括平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)；軟件運(yùn)行狀態(tài)；接口交互數(shù)據(jù)；關(guān)鍵控制數(shù)據(jù)；報(bào)警數(shù)據(jù)等。01ZC自檢與診斷ZC系統(tǒng)認(rèn)知在符合功能要求的前提下，ZC子系統(tǒng)應(yīng)能接受存在于配置列表中車載的安全連接建立請(qǐng)求，并在整個(gè)通信會(huì)話期間，維持該安全連接，直到車載安全連接釋放或ZC判斷通信超時(shí)后刪除安全連接。ZC子系統(tǒng)需能接受列車的注冊(cè)請(qǐng)求，并在注冊(cè)過(guò)程中校驗(yàn)ZC和車載信息是否匹配，如果一致性檢查通過(guò)，則ZC接受列車注冊(cè)，否則拒絕列車注冊(cè)。ZC子系統(tǒng)還需能接受列車的注銷請(qǐng)求；并在特殊情況下（如ZC判斷列車降級(jí)或車載子系統(tǒng)未按照系統(tǒng)要求發(fā)送注銷請(qǐng)求的情況），ZC子系統(tǒng)也能夠主動(dòng)發(fā)送注銷請(qǐng)求。02車載連接ZC系統(tǒng)認(rèn)知03列車安全包絡(luò)管理列車實(shí)際的行駛位置是由車載ATP通過(guò)車載速度傳感器、多普勒雷達(dá)結(jié)合絕對(duì)位置信標(biāo)（應(yīng)答器等）實(shí)現(xiàn)的，列車安全包絡(luò)管理。然后列車會(huì)將這個(gè)位置信息通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸給ZC。但這個(gè)位置信息只是告知列車實(shí)際所處的位置，而ZC通過(guò)車載ATP提供的這個(gè)信息結(jié)合車載ATP提供的列車速度、傳輸延時(shí)、CI提供的進(jìn)路情況、前方障礙物等信息會(huì)計(jì)算得出一個(gè)列車的安全包絡(luò)，這個(gè)位置不是一個(gè)點(diǎn)。ZC系統(tǒng)認(rèn)知運(yùn)行方向列車長(zhǎng)度應(yīng)答器估計(jì)的運(yùn)行距離過(guò)讀誤差欠讀誤差定位不確定量定位不確定量過(guò)讀誤差欠讀誤差最小安全后端最大安全后端車尾估計(jì)位置車頭估計(jì)位置最大安全后端最小安全后端ZC系統(tǒng)認(rèn)知04ZC移交功能ZC子系統(tǒng)應(yīng)能確保列車在通過(guò)ZC移交邊界時(shí)，獲得移動(dòng)授權(quán)的一致性，ZC與相鄰的ZC之間的控制區(qū)域包括重疊區(qū)域，不能因ZC與ZC移交移動(dòng)授權(quán)的因素導(dǎo)致列車速度降低。在指定區(qū)域(ZC移交區(qū)域)對(duì)列車進(jìn)行交接，即當(dāng)列車將要從一個(gè)ZC區(qū)域進(jìn)入另一個(gè)ZC區(qū)域時(shí)，這兩個(gè)ZC需要對(duì)列車控制權(quán)限進(jìn)行交接。ZC系統(tǒng)認(rèn)知ZC移交區(qū)邊界ZC移交區(qū)邊界ZC1移交ZC（HOV）ZC2接管ZC（ACC）重疊區(qū)ZC控制邊界ZC系統(tǒng)認(rèn)知05信號(hào)機(jī)強(qiáng)制命令一個(gè)信號(hào)機(jī)的物理狀態(tài)是由亮滅燈狀態(tài)和邏輯狀態(tài)（紅綠黃）共同組成的。在正常的CBTC模式下，整個(gè)線路處于不點(diǎn)燈狀態(tài)即信號(hào)機(jī)不亮，司機(jī)根據(jù)車載信號(hào)系統(tǒng)提供的目標(biāo)速度行車。當(dāng)系統(tǒng)處于降級(jí)模式信號(hào)燈點(diǎn)亮。而ZC則通過(guò)強(qiáng)制命令控制信號(hào)機(jī)的亮滅燈狀態(tài)。ZC系統(tǒng)認(rèn)知06響應(yīng)中心指令功能ZC子系統(tǒng)接受來(lái)自ATS的臨時(shí)限速命令后，向相關(guān)列車發(fā)送臨時(shí)限速信息，并保證臨時(shí)限速的設(shè)置不會(huì)導(dǎo)致列車緊急制動(dòng)，ZC能夠?qū)?lái)自ATS的調(diào)度調(diào)度命令，如跳停、扣車、時(shí)間戳等信息，發(fā)送給對(duì)應(yīng)的車載子系統(tǒng)，并將來(lái)自車載的列車數(shù)據(jù)、列車運(yùn)行狀態(tài)信息轉(zhuǎn)發(fā)給ATS子系統(tǒng)。；ZC系統(tǒng)認(rèn)知07

ZC子系統(tǒng)具備ZC子系統(tǒng)具備將來(lái)自聯(lián)鎖設(shè)備的屏蔽門狀態(tài)信息、站臺(tái)緊急關(guān)閉狀態(tài)信息、自動(dòng)折返按鈕狀態(tài)信息轉(zhuǎn)發(fā)至車載。根據(jù)聯(lián)鎖子系統(tǒng)的進(jìn)路解鎖，向相應(yīng)車載子系統(tǒng)發(fā)送停車保證。ZC系統(tǒng)認(rèn)知在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，ZC實(shí)時(shí)地與DSU、車載ATP、CI、ATS設(shè)備進(jìn)行信息交互，車載ATP向ZC提出MA延伸申請(qǐng)，周期性地通過(guò)DCS子系統(tǒng)向其管轄區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的CBTC列車發(fā)送MA，同時(shí)ZC還會(huì)把線路上的設(shè)備信息和道岔等障礙物狀態(tài)信息發(fā)送給車載ATP，控制列車在CBTC級(jí)別下安全的運(yùn)行ZC外部接口關(guān)系