移动闭塞ATC系统..ppt

移动闭塞ATC系统 主要功能及特点 阿尔卡特公司（Alcatel） 一．运用情况 自从1885年在斯卡博罗罗SRT应应用以来，已在温哥华华、道克兰兰 延伸线线在内的世界上多条地铁铁使用 二、系统统构成： 1） ATP/ATO子系统统 （a） 采用中央集中式，联锁计联锁计 算机和ATP/ATO高度集成的 二合一VCC控制方式采用三取二冗余的计计算机系统统，1套 VCC最多可控制16个Area，11个STC （b） 列车检测车检测 定位采用轨轨道环线环线 的交叉点和车载测车载测 速传传感 器来实现实现 环线环线 每隔25m交叉一次，轨轨道环线环线 有对对称结结构 和不对对称结结构，对对称结结构环线长环线长 度可达到1000m以上，不 对对称结结构环线长环线长 度为为1000m以下馈馈入设备设备 （FID）至终终 端馈馈入箱（RFB）的最大控制距离约为约为 1Km无岔有岔区 段均敷设环线设环线 长长度 1000m左右 传输频传输频 率：车车-地通信56kHz/600Baud；地-车车 通信36kHz/600Baud 数据通信帧结帧结 构长长：车车－地电报电报 83（70）；地- 车车通信41（30） 最大控制距离：VCC至FID 8Km • （c） 站台区域设设有接近信标标和定位环线环线 ，用于精确停车车 和屏蔽门门控制。

• （d） 有岔车车站设设一套安全型车车站控制器（STC），用于 对对道岔、紧紧停按钮钮的监监控及屏蔽门门、防淹门门的接口与信 号机、转辙转辙 机的驱动驱动 、表示采用继电继电 器接口STC的核心 设备为设备为 安全道岔控制器INTERSIG®，配置有双独立CPU， 运行于校核冗余模式 • （e） 各有岔车车站配备备便携式道岔控制单单元（PSCU）,当系 统统降级级到车车站控制或调试调试 道岔时时，可进进行道岔的单单操和单单 锁锁 • （f） 轨轨旁信号机仅仅用于限速或非限速人工驾驶驾驶 模式时时的道 岔防护护，其显显示只根据相关的道岔状态态和位置由STC驱动驱动 • （g） 车载车载 ATC设备设备 每列车车配备备二套车载车载 控制器VOBC及 外围设备围设备 • 2） ATS子系统统 • 其主要由系统统管理中心（SMC）构成，包括： • （a） 人机接口（工作站） • 分维护维护 工作站和调调度员员工作站 • （b） 通信服务务器CS，双机热备结热备结 构 • （c） 运行图调图调 整子系统统（SRS），双机热备结热备结 构 • （d） 运行图编辑图编辑 工作站 • （e） 数据、日志记录记录 器，双机热备结热备结 构。

• （f） 培训训演示设备设备 • 由培训训演示仿真器及若干局域网工作站组组成 • 三．系统统的安全论证论证 • 安全标标准将是欧洲标标准 EN50126，EN50128 和 EN50129 安全软软件将按安全综综合等级级的第四级级（ITL4）开发发 •四．主要功能特点和存在问题问题 ： •1） 特点 •（a） 实现实现 移动闭动闭 塞，满满足给给定条件（线线路、车车站配线线、停站时间时间 ）下 的90S行车间车间 隔要求 •（b） 实现实现 灵活多变变的运行，支持各种折返模式运行及线线路故障情况下的 穿梭往返运行 •（c） 采用中央集中式联锁联锁 和ATP/ATO高度集成方式，设备设备 构成简单简单 ， 可靠性高 •（d） 采用环线环线 作为车为车 －地双向通信的媒介，减少了牵牵引回流的谐谐波干 扰扰，可靠性高，调试调试 容易 •（e） 列车检测车检测 采用25m交叉环线环线 及车载测车载测 速传传感器实现实现 ，列车检测车检测 精 度高，系统统最小分辨率可达到6.25m •（f） 车车站停车车除环线环线 交叉点外，使用接近传传感器进进一步加强，满满足＋/ －0.25m的停车车精度要求。

•（g） 由于环线传输环线传输 避开了轨轨道电电路的传输传输 方向性，车载车载 VOBC很容易 做到双套冗余，提高可靠性 •（h） 报报文传输传输 速率较较高，达到600baud，满满足高速铁铁路要求 •（i） 中央SMC采用双局域网结结构，可靠性高 •（j） 当中央SMC故障时时，VCC可独立承担其控制范围围的基本列车车（ATC ）运行 • （k） 轨轨旁信号机仅设仅设 于道岔区用于人工模式（限速人工 驾驶驾驶 模式和非限速人工驾驶驾驶 模式）的视觉视觉 信号，而在ATO 自动驾驶动驾驶 模式和ATP监监督下的人工驾驶驾驶 模式下，信号机的 显显示与列车车运行无关 • （l） 有英国道克兰线兰线 “Y”型线线路的使用经验经验 • （m）具有无人驾驶驾驶 的使用使用经验经验 • 2） 存在问题问题 ： • （a） 集联锁联锁 、ATP/ATO为为一身的中央VCC设备设备 ，采用三 机结结构，若出现现极少见见两个或三个中央计计算机同时时故障的 情况下，因为线为线 路没设设信号机无法保证证列车车运行安全，不 建议议VCC故障情况下列车车移动动 • （b） 车车站后备备模式设设置PSU，只能对对道岔实实行单单操和单单 锁锁。

需人工确认认保证证行车车安全 • （c）各种故障模式下的列车车运行有待进进一步研究 § 阿尔斯通公司（Alstom） § 一、运用情况：在香港MTRC线成功试验IAGO双向 传输数据和图象信号目前应用的新加坡NEL、 Marina线正在施工还将应用于瑞士Lausanne线 工程中 § 二、系统构成 § 1） ATP/ATO子系统 § （a） 采用SACEM系统，其中轨旁ATP计算机采用 三取二配置方式 § （b） 主要列车检测采用各种信标作为线路位置基 准，通过波导裂缝和编码里程计连续计算列车位置 次要列车检测系统是以无绝缘轨道电路（有断轨 检测功能）为基础，在关键区域如道岔区段、屏蔽 门轨道区域等处安装 § （c） 轨旁沿线路敷设泄漏波导，是中空的铝质矩 形电导体，每段长12m，壁厚0.2cm，高5cm，宽 10cm段间砝兰连接，每隔2.1m有设置一个支架 沿其顶面每隔6cm开有窄缝，可使载频范围内的 微波沿波导均匀辐射距离波导上方约30cm处的 接收器可以接收信号 § 主要技术参数：波导管最大长度 800m § 微波频率范围 2.4-2.4835GHz § 数据传输速率为1MpsWBS § 最大控制距离 15m § 微波损耗：2dB/100m § 最大允许损耗：20 dB § （d） 每套SACEM ATP/ATO计算机一般控制4套WBS,最多 可控制16套WBS，每套WBS可覆盖线路1.6km，则每套 SACEM ATP/ATO计算机一般覆盖双线线路3.2km（可扩展 ）。

§ （e）轨旁信标包括：MTIB、RB、STIB、TWCB § （f）联锁设备采用VPI2微机联锁，它是一套内置热备份的系 统，与信号机、转辙机的驱动、表示采用继电器接口 § （g） 各设备集中站的联锁设备通过VPI2安全通信链路进行 联锁数据交换SACEM之间通过专用光纤进行数据交换 § （h）每列车配备二套车载ATC设备，每套车载ATC为二取 二冗余计算机设置，二套车载设备可前后互为冗余每套车 载ATC包括：一套车载ATP/ATO处理单元；一套WMS；二 个WIN天线；一个编码测速仪；一个信标天线；一个带目标 距离的双针速度表；一个司机显示单元要求WMS离WIN天 线的最大距离不超过3m § 2） ATS子系统分布在控制中心和各设备集中站、车 辆段的冗余局域网（控制中心、各集中站、车辆段各 1个）通过以太网网桥（路由器）相连构成一冗余广 域网 § （a） 调度员工作站、培训工作站、维护工作站、时 刻表工作站采用工业PC机，双屏显示 § （b） 一套冗余的CATS应用服务器、一套冗余的 CATS前置通信机 § （c） 集中站冗余局域网由一套LATS冗余应用和通 信服务器，一个车站监控工作站组成 § （d） 车辆段的冗余局域网配置单套服务器。

三、系 统的安全认证：系统的安全性遵循欧洲标准 CENELEC CLC-ENV-50129 § 四、主要功能特点和存在问题： § 1） 特点： § （a） 实现移动闭塞，满足给定条件（线路、车站 配线、停站时间）下的90S行车间隔要求 § （b） 采用分散式结构方式，即把安全和非安全功 能分开，关键功能进行部分和全部分散化，以提高 运行可用性 § （c） 采用微波波导作为车－地双向通信的媒介， 减少了牵引回流的谐波干扰，可靠性高 § （d） 采用波导方式传输数据，频带宽（83.5MHz ）,传输速率高（1Mbit/s），不但双向传输控制信息 ，而且能传输车载设备状态信息、图象音频信号 § （e）采用波导传输损耗小：2db/100m，在高频传 输条件下，可达800m,无反射波，场强均匀 § （f） 车站采用信标实现精确停车，停车精度达到+/- 0.25m，并利用定位信标传输开门信号，满足与屏 蔽门的接口信号传输要求 § （g） 车载ATP设备可做到前后车互为冗余，以提 高车载设备可靠性 § （h） 具有较完善的辅助维修功能，包括车站故障 信息到OCC的自动发送等 § （i） SACEM系统具有与其它多种联锁设备接口的 成功经验，如继电联锁等。

§ （j） 有香港新机场线135km/h高速轨道交通的成功 经验 § （k） 较强的售后服务能力（依托香港的ATC维修 工厂）（l）具有无人驾驶的使用经验 § 2） 存在问题： § （a） 波导需在轨旁敷设，有严格的安装精度要 求 § （b） WBS、WMS离波导管的连接和车载WIN 的天线都有严格的距离限制，安装位置要求高 § （c） 通过叠加硬件设备方式来提高系统的安全 性和可靠性，造成数量、种类繁多，对维修不利 § 通用电气公司（GE） § 一、运用情况应用于美国旧金山的奥克兰－旧金山线改造项 目中，目的是使二地间的交通容量由16对/小时增加到30对/ 小时 § 二、系统构成1） ATP/ATO子系统 § （a） 联锁计算机采用安全型哈曼逻辑控制器（VHLC）和 AATC车站接口控制器（ASIC）构成ASIC是VHLC的接口 设备，实现与信号机、道岔、轨道电路和列车出入口检测器 等接口 § （b）列车位置的检测:利用增强定位报告系统（EPLRS）这 一军用扩频通信技术实现列车的无线定位控制区内轨旁电 台都实现精确同步，通过计算车载电台与多个轨旁电台的通 信时延，来确定其列车位置。

§ （c）车站ATP/ATO设备包括1套车站计算机（SC）、1套车 站ATO设备和2套车站无线台（SRS）等，其中车站计算机 （SC）为列车控制关键设备，双机热备，包含网络管理服务 器（NMS）、安全型车站控制器（VSC）和非安全型车站控 制器（NVSC） § d）根据测定的无线覆盖参数，沿钢轨布置轨旁电台，构成以 车站电台、轨旁电台、车载电台为通信节点的RF传输网，实 现2.4G扩频的车地无线实时双向通信所有传输数据都进行 安全和完整性检查，所有电台的硬件软件都一致RF无线传 输网的主要参数：采用2.4G扩频技术，实现单一时间同步的 时分多址（TDMA）无线通信ATP控制区内的最大列车容 量：40列列车位置更新周期：2次/秒以1.0mph的精度控制列 车速度 § （e）RF网络为自愈式无线冗余数据网，当某个轨旁无线台 （WRS）的故障时，可重新构成完整的车地双向通信网，并 报告轨旁无线台（WRS）的故障状态另外，此RF网络传 输两控制区的列车交换（相邻ATP/ATO、联锁的联系）信息 § （f）VHLC能与信号机和轨道电路接口，可用轨道电路作为 列车检测的备用设备，实现断轨检测和“寂静列车”（特殊列 车）检测。

在旧金山改造项目中，已实现有/无车载ATC混跑 运输 § （g）每列车都配备双套冗余的车载电台（VRS）、 列车接口控制器（ATIC）和车载ATC（VAT。