兼容CTCS和CBTC的车载人机接口技术研究

为实现“四网融合”,需要发挥市域(郊)铁路的衔接和纽带作用,必然要求融合大铁CTCS与城轨CBTC两种信号制式,支持列车跨线运行。详细介绍兼容CTCS和CBTC两种制式的一体化车载设备系统组成,并重点介绍一体化DMI系统构成、工作原理和关键技术。一体化DMI支持CTCS和CBTC两种界面显示,并能够根据控车权自动切换界面显示,节约安装空间,降低设备成本,智能化程度高,可广泛应用于需要支持CTCS与CBTC跨线运行的市域铁路。

基于离散时间贝叶斯网络的CBTC车载设备可靠性分析

基于通信的列车控制系统(CBTC)车载设备用于实现列车安全防护和自动运行,其可靠性直接关系到列车的运行安全和效率。针对设备运营过程中的动态失效问题,基于离散时间贝叶斯网络(DTBN)对CBTC车载设备可靠性进行分析。首先,在分析CBTC车载设备功能结构的基础上构建系统动态故障树模型,基于动态故障树模型与DTBN模型的转换规则以及DTBN逻辑门条件概率表,建立基于DTBN的可靠性分析模型;其次,通过DTBN的正向推理实现CBTC车载设备的可靠度评估;最后,通过DTBN的反向推理及重要度计算,实现CBTC车载设备薄弱环节分析及重要度排序。结果表明:ATP子系统中输出继电器板、输出板等是CBTC车载设备最薄弱的板卡级设备,需重点关注。该方法能为CBTC车载设备的可靠性分析提供依据,有效提升系统智能运维水平。

CBTC系统WLAN车地无线通信网络在线监测关键技术及应用

目前国内大部分城市轨道交通车地无线通信系统仍采用IEEE 802.11 b/g协议,工作在2.4 GHz ISM开放频段,车地通信故障易造成列车紧急停车等情况。针对目前车地无线通信监测完整性和实用性不足、全链条监测手段缺乏等问题,结合无线通信系统范围广、场景多、故障现象迷惑性强等特点,融合无线场强采集、数据流监听、无线图谱定位、贝叶斯网络故障等定位技术,利用软硬件结合的方式构建全链条车地无线智能分析监测系统。采用射频处理单元+运行处理单元软硬件分离的架构模式设计无线监测终端,采用C/S架构和人工智能技术设计车地无线智能分析监测系统,实现从车载到轨旁无线场强、漫游切换、多信道监测等智能分析功能。该系统已在北京地铁亦庄线、昌平线、10号线等多条线路上应用,运用效果良好,满足现场无线监测需求,大幅提升了车地无线通信监测能力及应急处置响应效率,对保障列车运营安全具有重要意义。

基于802.11g的CBTC车地通信子系统建模与分析

CBTC系统是利用连续、大容量的车地双向数字通信实现列车控制信息、列车状态信息传输的先进列车控制系统,CBTC系统中车地通信子系统对于保障列车安全高效的运营具有重要作用。本文根据CBTC移动闭塞系统中的列车追踪模型,分析系统对通信的要求;利用OPNET的三层建模机制,建立基于802.11g的CBTC车地通信系统的系统仿真模型;利用该仿真平台仿真列控业务下的通信系统性能;仿真结果表明,在区间追踪阶段,基于802.11g的无线局域网完全满足列车控制的需要;需要保证车站附近的AP信号覆盖以满足列车进入中间站停车时对通信的要求。

基于802.11协议的CBTC系统数据通信子系统的探讨

数据通信系统DCS是CBTC系统的核心,CBTC系统大多采用成熟的基于IEEE 802.11协议标准的无线局域网技术作为数字通信传输系统。本文利用OPNET Modeler 14.5仿真平台,对CBTC系统的数据通信子系统建模,以802.11b标准为例进行仿真,在不同的无线数据传输速率及列车运行速度下,对无线局域网性能变化进行分析,提出具有冗余设备的列车以保证数据通信的可靠传输。随着人们对列车控制系统性能及多样化信息服务需求的增加,基于802.11协议的CBTC系统也存在一些需要解决的问题。

CBTC系统与车辆段联锁系统接口研究

对正线处于CBTC(基于通信的列车控制)系统控制下的列车出入车辆段过程中的信号系统控制进行了分析。给出在不同控制区之间,进路安全控制的联锁条件,以及为了实现这种安全控制,正线与车辆段之间的信息交换内容。提出了利用安全继电器,实现正线与车辆段之间安全可靠传输信息的方法。

轨道交通国产化CBTC系统技术创新点研究

北京地铁亦庄线国产化CBTC系统的成功应用为北京市轨道交通国产化作出了贡献,本文对其技术特点及创新成果进行分析和研究,期望能为轨道交通信号系统的国产化提供借鉴。

城市轨道交通CBTC系统与MiFi设备共存方案研究

便携式宽带无线路由器(MiFi)的普及对城市轨道交通列车运行的干扰日益加重,必须对基于通信的列车控制系统(CBTC)与MiFi设备进行共存抗干扰分析。为此,提出一种自适应区间化的分布式协调功能(DCF)改进方案,检测网络中的MiFi节点个数并进行区域划分,对每个区域设置不同的竞争窗口值以改善系统性能。分析车厢内MiFi设备的分布模型和MiFi对CBTC车地通信的干扰模型,根据干扰的特点改进传统DCF方案,合理设置分区区间并预设竞争窗口。在不同帧长下计算改进前后DCF方案的吞吐量、传输时延和传输失败率等系统参数,评估系统性能。分析结果表明,改进DCF优化方案可有效提高MiFi干扰下的CBTC车地通信性能,实现一定程度的两者共存。

CBTC数据通信系统性能分析模型及应用研究

数据通信系统DCS(Data Communication System)是影响CBTC系统的控制精度、效率和安全性的主要因素,其通信性能的仿真、验证对于CBTC系统的研发和改进有重要意义。本文介绍利用OPNET模拟自主研发的安全通信协议和构建DCS性能仿真研究平台的方法,给出安全通信协议有限状态机模型和可配置的通信子系统节点通用模型,研究平台可用于分析安全协议在整个通信网络上的总体性能。给出利用节点模型建立整个DCS通信网络的算例和网络性能的仿真结果,实验结果表明,通信周期不完全同步可以减小报文时延,网络出现故障后,改变生成树根节点位置使最大报文时延增加近34%。

无线CBTC信号系统工作模式分析

随着基于通信的列车控制(CBTC)技术的发展,无线CBTC信号系统的运营组织越来越灵活多样。综合ATS(列车自动监控)层面的中心控制模式和紧急站控模式,轨旁设备的CBTC模式和后备模式,以及车载设备的ATO(列车自动驾驶模式)、ATPM(列车自动防护的人工模式)和WSP(轨旁信号保护模式)等模式,全面分析了无线CBTC系统的工作模式。

城市轨道交通CBTC车地无线通信快速切换算法研究

基于通信的列车控制(CBTC)系统通过应用无线局域网(WLAN)进行车地无线传输。列车在高速行驶时不仅要求无线通信切换执行快速、而且要求切换判决迅速,本文通过分析传统WLAN越区切换在城市轨道交通上应用的瓶颈,在原有越区切换算法的基础上对其进行了优化。

国产CBTC系统安全认证模式探索

轨道交通系统作为大容量公共交通工具,其安全性直接关系到广大乘客的生命安全.为了保证轨道交通系统的运行安全性,系统必须在其投入运行之前进行安全认证,只有取得相应的安全授权才能投入运行.结合北京轨道交通亦庄线示范工程中信号系统的安全认证过程,探讨适合我们国家的地铁建设过程中的安全认证模式,在应用国际安全标准的同时,必须结合我们国家的实际情况开展相关的研究工作,从产品研发和工程实施全生命周期各个阶段进行安全分析和设计,把风险控制到可以接受的水平以下.

CBTC线路信号故障时的行车组织

以南京地铁2号线设备为例,介绍基于通信的列车控制(CBTC)线路信号故障时的行车组织方法,并结合实例阐述其在实际地铁行车工作中的应用,同时对实际工作中易产生的问题和解决方案进行分析。

CBTC制式下的ATS子系统研究

基于通信的列车控制系统(CBTC)给城市轨道交通信号制式带来了巨大的变化,而这种变化也对城轨信号系统的各个子系统均产生了影响;通过与传统轨道电路制式的信号系统进行比较,探讨了CBTC制式下ATS子系统的主要结构、功能以及特点。

不等保护码在CBTC系统中的应用

针对轨道交通车地通信中信息对误码敏感程度不同的现象,提出利用不等保护码作为信道编码方案,为基于通信的列车控制(CBTC)系统重要信息提供更好的误码保护。采用分离最小理想的方法给出R-S码空间的构造方法,提出一种适用于具有2个保护能力等级的R-S码的译码算法——二次译码算法。仿真显示,不等保护码可以使高保护等级信息位的信噪比降低0.5 dB以上。

城市轨道交通列车自主运行系统后备模式研究

为提高城市轨道交通信号系统的可用性,确保信号系统局部故障情况下线路仍能够安全高效运营,考虑如何配置后备模式是一个重要课题。在深入研究下一代列控系统——列车自主运行系统(TACS)的架构、系统原理的基础上,对国内TACS系统配置的列车智能感知系统、列车自主定位系统、降级联锁系统等3种后备模式,分别进行分析:阐述其设备配置、工作原理、降级原因及运营场景;分析3种后备模式的优缺点,将各后备模式的配置情况与传统CBTC系统设备进行对比;阐述3种后备模式适用的运营场景,提出需综合考虑工程情况及运营需求,合理选择适合工程的TACS系统后备模式的建议,可为后续TACS线路的建设提供参考。

基于CPN的CBTC地面数据通信系统仿真和分析

数据通信系统是影响CBTC系统的控制精度、效率和可靠性、安全性的主要因素。充分利用分层赋时有色Petri网(HCPN),综合CBTC系统的实际通信需求,建立了CBTC地面数据通信系统的分层模型,并在HCPN中引入消息的时间标志,实现对数据传输时间特性的分析。对模型进行实时仿真的结果表明基于以太网的DCS地面通信系统的实时性可以满足CBTC系统的需要,而且影响数据帧传输延迟的主要因素是数据帧长度,而与行车密度关系不大。

CBTC中安全通信协议的设计与仿真研究

依据欧洲标准EN50159设计一种用于CBTC各子系统间通信的安全通信协议。该协议面向连接,采用序列号、超时检测、安全编码等多种安全措施,在通信异常发生时,具备故障导向安全能力。借助OPNET仿真环境对协议的实时性进行分析。仿真结果表明,通过在仿真中注入链路故障协议验证故障导向安全功能,该协议能够满足CBTC系统的应用需求。

CBTC线路仿真系统的站场图设计与实现

介绍了CBTC(基于通信的列车控制)仿真测试系统的整体结构。阐述了其中线路仿真系统的结构和组成。从线路仿真的结构和功能等方面对站场图进行分析和设计,再利用CAD(计算机辅助设计软件)技术、XML(可扩展标记语言)技术以及C#双缓冲绘图技术对站场图进行绘制、保存以及生成。

地铁CBTC系统的无线测试

论述无线传输在基于通信的列车控制(CBTC)系统中的创新和重要作用。对北京地铁10号线进行CBTC系统中的无线测试,包括无线传输测试、场强覆盖测试等,发现问题并提出改进措施,从而对CBTC系统的工程实施进行指导。