
移动闭塞简介.doc
13页移动闭塞简介1.移动闭塞和固定闭塞的区别移动闭塞是基于区间闭塞原理发展起来的一种新型闭塞技术它根据实际运营速度、制动曲线和进路上列车的位置,动态计算相邻列车之间的安全距离根据目前的运营速度,后续列车可以安全地接近前一列车尾部最后一次被证明的位置,直至两者之间的距离不不不小于安全制动距离由此可见,它与固定闭塞相比,最明显的特点是取消了以信号机分隔的固定闭塞区间,列车间的最小运营间隔距离由列车路上的实际运营位置和运营状态拟定,因此闭塞区间随着列车的行驶,不断地向前移动和调节在移动闭塞技术中,闭塞区间仅仅是保证列车安全运营的逻辑间隔,与实际线路并无物理上的相应关系因此,移动闭塞在设计和实现上与固定闭塞有比较大的区别移动闭塞一般采用无线通信和无线定位技术来实现从闭塞制式的角度来看,装备列车运营控制自动的自动闭塞可分为三类:固定闭塞、准移动闭塞(目的点相对固定,起始点相对变化)和移动闭塞老式信号系统的重要设计措施是:列车定位基于轨道电路,通过线路旁信号机显示、车站停车和司机告警等来保证后续列车不能进入被前一列车所占用的闭塞区间,从而保证了一定的列车安全间隔;与此不同,移动闭塞系统独立于轨道电路,通过列车的精拟定位来提高安全性和列车运营密度,通过车载和地面安全设备之间的迅速持续双向数据通信实现对列车的控制。
一套移动闭塞系统可安全地容许多列车同步占用同一闭塞分区,此区间对于固定闭塞而言只能被一列车安全占用,从而能提高发车间隔,增长旅客运能老式的固定闭塞制式下,系统无法懂得列车在分区内的具体位置,因此列车制动的起点和终点总在某一分区的边界为充足保证安全,必须在两列车间增长一种防护区段,这使得列车间的安全间隔较大,影响了线路的使用效率准移动闭塞在控制列车的安全间隔上比固定闭塞进了一步它采用报文式轨道电路辅之环线或应答器来判断分区占用并传播信息,信息量大;可以告知后续列车继续前行的距离,后续列车可根据这一距离合理地采用减速或制动,列车制动的起点可延伸至保证其安全制动的地点,从而可改善列车速度控制,缩小列车安全间隔,提高线路运用效率但准移动闭塞中后续列车的最大目的制动点仍必须在先行列车占用分区的外方,并没有完全突破轨道电路的限制移动闭塞是基于区间闭塞原理发展起来的一种新型闭塞技术它与固定闭塞相比,最明显的特点在于消除以信号机分隔的固定闭塞区间,列车间的最小运营间隔距离由列车路上的实际运营位置和运营状态拟定,因此闭塞区阀随着列车的行驶,不断地向前移动和调节在移动闭塞技术中,闭塞区间仅仅是保证列车安全运营的逻辑间隔,与实际线路并无物理上的相应关系。
2.移动闭塞技术原理列车定位、安全距离、目的点是移动闭塞技术原理中最重要的3个概念,可以称之为移动闭塞的3个基本要素2.1列车定位列车定位是移动闭塞技术的基本,要实现闭塞区间的动态移动,一方面必须实时、精确地掌握列车的位置信息,拟定列车间的相对距离,系统不断地将该距离与所规定的运营间隔距离相比较,定列车的安全运营速度因此说,没精确的列车定位,就没有移动闭塞列车定位由地面设备和车载设备共同完毕,在列车的轮轴上安装有车轮转速计拟定列车的走行方向和距离一旦列车运营的起始点拟定后来,根据车轮转速计所检测到的列车运营方向和走行距离,就可以精确地拟定列车路上的实际位置但是,由于车载定位设备存在着测量误差,特别是列车通过长距离运营后,这个误差会不断地积累,直接影响列车定位的精度因此,路上每隔一段固定距离,就需要安装1个地面定位设备当列车通过这些地面定位设备时 由车载传感设备检测到该定位点,获知列车的确切位置,从而消除车载定位设备所产生的累积定位误差在基于环线通信的移动闭塞系统中,感应环线每25m交叉一次列车通过环线交叉点时,可以检测到交叉点前后环线的信号相位发生了变化从而鉴定列车通过该交叉点由于感应环线交叉点间的跨度是固定的,因此列车每通过一种环线交叉点,就可以修正一次车轮转速计的测量误差,达到精拟定位列车的目的。
2.1.1线路拓扑移动闭塞的线路取消了物理层次上的分区划分,而是将线路提成了若干个通过数据库预先定义的线路单元,每个单元长度为几米到十几米之间,移动闭塞分区即由一定数量的单元构成,单元的数目可随着列车的速度和位置而变化,分区的长度也是动态变化的线路单元以数字地图的矢量表达,线路拓扑构造的示意图如下所示: 线路拓扑的构造由一系列的节点和边线表达任何轨道的分叉、汇合、走行方向的变更以及线路的尽头等位置均由节点(Node)表达,任何连接两个节点的线路称为边线每一条边线有一种从起始节点至终结节点的默认运营方向一条边线上的任何一点均由它与起点的距离表达,称为偏移因此所有线路上的位置均可由【边线,偏移】矢量来定义,且标记是唯一的移动闭塞系统中列车和轨旁设备必须保持持续的双向通信列车不阀断向轨旁控制器传播其标记、位置、方向和速度,轨旁控制器根据来自列车的信息计算、拟定列车的安全行车闻隔,并将有关信息(如先行列车位置,移动授权等)传递给列车,控制列车运营2.2安全距离安全距离是基于列车安全制动模型计算得到的1个附加距离,它保证追踪列车在最不利条件下可以安全地停止在前行列车的后方,不发生冲撞因此,安全距离是移动闭塞系统中的核心,是整个系统设计的理论基本和安全根据。
如图所示,假定追踪列车T1在A点以线路容许的最高速度运营此时前方列车T2处在E点,正常状况下,追踪列车开始进行常用制动 沿制动曲线d停止在E点,但是如果此时追踪列车T1发生故障,没有开始制动反而以最大加速度加速,直至车载控制器检测到列车速度超过了容许范畴,如曲线段a此后,车载控制器启动列车紧急制动系统在紧急制动力生效前,列车又沿曲线b运营了一段距离然后制动力生效,列车沿曲线c紧急制动停止在C点考虑到列车的定位误差速度测量误差等不拟定因素,列车停止的实际位置也有也许是E点,因此将BE这段距离称作安全距离可以看出安全距离是附加在列车常用制动距离上的一段安全富余量 列车行驶过程中,追踪列车和前行车始终保持1个常用制动距离再加上1个安全距离的移动闭塞间隔 ,保证在最不利条件下追踪列车和前行列车不发生碰撞,安全距离与线路状况、列车性能等因素有关 在系统设计阶段,一般规定了系统能使用的最小安全距离,同步在满足运营时间间隔的前提下,采用比理论计算值大的安全距离,提高系统运营的安全性2.3目的点目的点是列车移动的凭证,犹如固定闭塞系统中的容许信号,列车只有获得了目的点,才可以向前移动目的点一般是设在列车前方一定距离的某个位置,一旦设定,即表白列车可以安全运营至该点,但不能超过该点。
移动闭塞系统正是通过不断前移列车的目的点,引导列车路上安全运营如图2所示,如果列车T1、T2运营路无岔区段上,那么追踪列车T1的最远目的点可以设定在距离前行列车T2尾部一种安全距离的地方若前方列车停车,那么追踪列车的目的点TPa将停止在该点上当列车T1运营至距目的点1个常用制动距离时,若开始制动,可保证列车停止在目的点后方如果前行列车T2继续向前行驶,则追踪列车T1的目的点TPa也向前不断移动从而在列车T1、T2之间形成一种移动的闭塞区间对于道岔区段,目的点的拟定如图3所示当列车T1需要通过道岔SW前,若该道岔没有锁闭在规定位置列车的目的点将停止在道岔前方1个安全距离的位置见图3中的TPb等到道岔转换并锁闭到规定位置后,目的点就可以越过道岔区域,移至道岔后方TPc点,列车得到该目的点后才可以行驶通过道岔SW实现列车运营与道岔间的联锁 保证列车在道岔区域内的安全行驶2.4特点移动闭塞具有如下特点:①线路没有固定划分的闭塞分区,列车间隔是动态的,并随前一列车的移动而移动;②列车间隔是按后续列车在目前速度下所需的制动距离,加上安全余量计算和控制的,保证不追尾;③制动的起点和终点是动态的,轨旁设备的数量与列车运营间隔关系不大;④可实现较小的列车运营间隔;⑤采用地——车双向传播,信息量大,易于实现无人驾驶。
⑥移动闭塞系统独立于轨道电路,一套移动闭塞系统可安全地容许多列车同步占用同一闭塞分区,此区间对于固定闭塞(信号机分隔的固定闭塞区间)而言只能被一列车安全占用,从而能提高发车间隔,增长旅客运能3典型的移动闭塞系统构造3.1 Siemens公司准移动闭塞3.1.1 Siemens公司基于数字轨道电路的准移动闭塞实现对列车持续的自动控制,涉及了整个列车控制系统所需的技术设备广州地铁信号系统采用此制式这种制式具有较高的可靠性,合理的性价比,其列车运营间隔(100一150秒)它由如下四个功能单元构成:ATP系统:自动列车保护系统;ATO系统:自动列车驾驶系统;ATS系统:自动列车监督系统;SICAS系统:微机联锁系统车辆段信号采用6502大站电气集中设备,轨道电路采用50周相敏轨道电路,都为国产设备随着轨道交通的发展,此类制式的弊病也已日益凸显:(1)由于目前世界上多种准移动闭塞的信息传播频率,调制方式,通信合同等均不一致,导致了在一种都市或一种地区的轨道交通网中各条线路的列车不能实现联通联运此外,由于系统的构成及所用的器材都不统一,因此给维修和备品备件带来很大的困难;(2)大多数基于数字轨道电路的准移动闭塞,为了实现轨道电路的调谐和电平调节,不得不在钢轨旁侧设立“轨旁设备”,而这对于轨道交通的平常维护工作是非常不利的;(3)由予以钢轨作为信息传播通道,因此传播频率受到很大的限制(限制在音频范畴内),导致车一地之间数据传播的数码率及信息量较低。
此外,其传播性能受钢轨中的牵引回流,钢轨之间的道床漏泄以及钢轨下面的防迷流网的影响很大,从而导致传播性能不够稳定;(4)“准移动闭塞”距真正意义上的“移动闭塞”尚有差距,因此,列车运营间隔的进一步缩短和列车运营速度的提高都将受到限制3.1.2 Trainguard MT ATC系统西门子Trainguard MT系统涉及支持移动闭塞的持续式通信,和后备运营的点式通信为了保证持续可靠的运营,SICAS联锁、AINGUARDMT、VICOS OC 501和通信等子系统都是冗余的SICAS型故障一安全、高可用性的微机联锁具有集中和本地操作能力的ATS系统(VICOSOC501和vIcos OCl01) TRAINGUARD MT ATP/ATO系统一持续式移动闭塞列车控制系统,涉及点式ATP后备级别SICAS/TRAINGUARD MT/VICOS这三个子系统被分到四个层级,以便分级实现北京地铁二号线指定的功能ATS系统的集中控制层涉及控制中心和一种后备控制中心VICOS OC 501实现线路集中控制功能及其备用功能在车站一级,VICOS OC 101系统为车站控制和后备模式的功能提供车站操作员工作站(LOW)和列车进路计算机(TRC)。
轨旁层沿着线路分布,它由SICAS微机联锁(it置在2个车站)、AINGUARD MT系统、及信号部件、计轴和应答器部件等构成,它们共同执行所有的联锁和轨旁ATP功能通信层在轨旁和车载设备之间提供持续式和/或点式的通信车载层涉及TRAINGUARD MT的车载ATP和ATO功能,及持续式和/或点式通信功能3.2 阿尔卡特公司移动闭塞信号控制技术3.2.1 SELTRAC系统SELTRAC系统是阿尔卡特公司的列车控制信号系统,它使用移动闭塞原理,根据实际运营速度、制动曲线和进路上列车的位置,动态计算相邻列车之间的安全距离由于定位报告辨别率很高,根据目前的运营速度,后续列车可以安全地接近前一列车尾部最后一次被确认的位置,直至两者之间的距离不不不小于安全制动距离在应用中,与固定闭塞相比,移动闭塞能大大缩短发车间隔,由于后一受控列车无需停在前一受控列。












