轨道交通多制式冗余列车运行控制系统的可靠性研究
发布时间：2021-11-22 10:37
列车运行控制系统是保证轨道交通安全运行的关键系统,必须严格遵守"故障-安全"原则。对轨道交通领域多制式列车运行控制系统BM（后备模式）+CBTC（基于通信的列车控制）和TBTC（基于轨道电路的列车控制）+CBTC进行了分析、建模和可靠性计算,并与单制式列车运行控制系统作了可靠性比较,以便探究不同架构的多制式列车运行控制系统在可靠性方面差异。
【文章来源】：城市轨道交通研究. 2020,23(S2)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
BM+CBTC列控系统结构原理图
BM+CBTC列控系统中配置了两种制式，但两种制式间的硬件主要差异仅包括ZC（区域控制器）、车地无线设备、LEU（线路编码单元）、信标等。当用于移动闭塞计算的ZC故障或车地无线传输故障时可切换至BM制式，列车经BM信标获取信息后可恢复ATP模式运行。BM+CBTC列控系统的结构如图2所示，CBTC部分的信息路径为CI（计算机联锁）、ZC、DCS＿w（数据通信子系统有线部分）、DCS＿r（数据通信子系统无线部分）、CC（车载控制器），BM部分的信息路径为STDE（轨旁列车检测设备）、CI、LEU、VB（有源信标）、CC。两种制式的选用可通过车载设备或轨旁设备来进行，目前应用较多的方式是由司机来选择降级至BM模式或升级至CBTC模式，同时系统也具备条件满足后自动升级至CBTC模式的能力。从图2可以看出，BM+CBTC系统能在较少增加设备情况下来提高系统可靠性，可避免因ZC或车地无线设备故障导致运行受到影响。而车地无线通道及其相关设备恰恰是系统中较为薄弱的环境，这种方式在平衡经济性和可靠性的同时补强了薄弱环节。但这一系统也有着致命的缺点：当CBTC系统故障后BM模式不能立即投用。
TBTC+CBTC系统与BM+CBTC系统区别在于采用连续式的音频/数字轨道电路作为列车检测和信息传输的设备，并以准移动闭塞制式替代了BM中的固定闭塞制式。TBTC+CBTC系统架构如图3所示。CBTC部分的信息路径与BM+CBTC系统相同；TBTC部分的信息路径为CI、ATP＿TC（基于轨道电路的列车自动防护）、TC（轨道电路）、CC＿T（车载TBTC制式预处理模块）、CC。该系统相对于BM+CBTC列控系统增加了专门用于TBTC制式的ATP轨旁设备ATP＿TC、TC以及CC＿T，设备数量和成本均较BM+CBTC列控系统有所增加。TBTC+CBTC列控系统除了在车地交互信息的通道实现了异构冗余（基于自由无线的WLAN或LTE与基于音频/数字轨道电路）外，还在列车间隔防护功能上进行了独立运算，这和BM+CBTC系统中的BM需要利用与CBTC共用的CI设备进行间隔防护有所不同。更为重要的是，TBTC连续式传输的方式，有效地解决了BM只能在固定点转换制式的问题，减少了因CBTC故障导致的运行受阻。
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市轨道交通信号系统可靠性分析[J]. 汪小勇. 铁道通信信号. 2016(11)
[2]浅谈点式信号系统[J]. 汪小勇. 铁道通信信号. 2011(06)
[3]基于通信的列车控制系统的可靠性分析方法[J]. 步兵. 交通运输工程学报. 2001(01)
本文编号：3511517
【文章来源】：城市轨道交通研究. 2020,23(S2)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
BM+CBTC列控系统结构原理图
BM+CBTC列控系统中配置了两种制式，但两种制式间的硬件主要差异仅包括ZC（区域控制器）、车地无线设备、LEU（线路编码单元）、信标等。当用于移动闭塞计算的ZC故障或车地无线传输故障时可切换至BM制式，列车经BM信标获取信息后可恢复ATP模式运行。BM+CBTC列控系统的结构如图2所示，CBTC部分的信息路径为CI（计算机联锁）、ZC、DCS＿w（数据通信子系统有线部分）、DCS＿r（数据通信子系统无线部分）、CC（车载控制器），BM部分的信息路径为STDE（轨旁列车检测设备）、CI、LEU、VB（有源信标）、CC。两种制式的选用可通过车载设备或轨旁设备来进行，目前应用较多的方式是由司机来选择降级至BM模式或升级至CBTC模式，同时系统也具备条件满足后自动升级至CBTC模式的能力。从图2可以看出，BM+CBTC系统能在较少增加设备情况下来提高系统可靠性，可避免因ZC或车地无线设备故障导致运行受到影响。而车地无线通道及其相关设备恰恰是系统中较为薄弱的环境，这种方式在平衡经济性和可靠性的同时补强了薄弱环节。但这一系统也有着致命的缺点：当CBTC系统故障后BM模式不能立即投用。
TBTC+CBTC系统与BM+CBTC系统区别在于采用连续式的音频/数字轨道电路作为列车检测和信息传输的设备，并以准移动闭塞制式替代了BM中的固定闭塞制式。TBTC+CBTC系统架构如图3所示。CBTC部分的信息路径与BM+CBTC系统相同；TBTC部分的信息路径为CI、ATP＿TC（基于轨道电路的列车自动防护）、TC（轨道电路）、CC＿T（车载TBTC制式预处理模块）、CC。该系统相对于BM+CBTC列控系统增加了专门用于TBTC制式的ATP轨旁设备ATP＿TC、TC以及CC＿T，设备数量和成本均较BM+CBTC列控系统有所增加。TBTC+CBTC列控系统除了在车地交互信息的通道实现了异构冗余（基于自由无线的WLAN或LTE与基于音频/数字轨道电路）外，还在列车间隔防护功能上进行了独立运算，这和BM+CBTC系统中的BM需要利用与CBTC共用的CI设备进行间隔防护有所不同。更为重要的是，TBTC连续式传输的方式，有效地解决了BM只能在固定点转换制式的问题，减少了因CBTC故障导致的运行受阻。
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市轨道交通信号系统可靠性分析[J]. 汪小勇. 铁道通信信号. 2016(11)
[2]浅谈点式信号系统[J]. 汪小勇. 铁道通信信号. 2011(06)
[3]基于通信的列车控制系统的可靠性分析方法[J]. 步兵. 交通运输工程学报. 2001(01)
本文编号：3511517
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3511517.html
