匈塞铁路边境ETCS系统贯通运行工程设计方案研究

ETCS系统的互联互通是匈塞铁路项目中的重难点。根据欧标相关规定,结合匈塞铁路边境概况及匈塞两国运营商要求,提出两国互联互通可采用双方向E2→E1→E2等级转换、双方向E2贯通、E2→E1→E2等级转换与E2贯通结合3种方案。通过综合分析列车运营场景、GSM-R网络覆盖范围、列车运行速度、应答器组间距离等因素,对各方案下的应答器布置进行设计。基于尽可能降低建设成本,明确界定建设、运维界面、审查报批主体,确保网络安全等多种因素,对3种互联互通方案进行详细论述,通过对比分析证明:采用E2→E1→E2等级转换与E2贯通结合方案时,既能够满足匈塞双方运营商要求,又无需在邻国设置GSM-R系统设备,且便于运营维护,为匈塞铁路ETCS系统贯通运行工程设计最优方案。

基于有色Petri网的ETCS无线通信可靠性分析

ETCS-3级(欧洲列车运行控制3级系统)无线通信系统是一个动态、复杂的分布式系统,其性质和最终实现正确性的形式化验证具有重要意义。本文利用分层赋时有色Petri(CPN)网,综合随机信道恶化、越区切换、信道连接中断等无线信道失效模型,提出ETCS无线通信信道模型的分层结构,定义信道失效模型和概率传输延时,分析信道模型和数据传输的时间特性。分析结果表明,数据帧传输延时小于20s的通信可靠性为99.97%。因此,相继运行列车时距为1min时,数据帧传输延时小于20s的通信可靠性满足ETCS规范要求。

ETCS-2级列控系统RBC交接协议的形式化分析

RBC(无线闭塞中心)交接协议是影响ETCS-2级欧洲列车运行控制系统的控制精度、效率、可靠性和安全性的主要因素之一。对该协议的形式化分析可为我国CTCS-3级列车运行控制系统的规范制定和系统研发提供参考。随机Petri网语义清晰、语法严谨,并且具有良好的数学理论支撑,与仿真手段相比能够得出更加可信的定量分析结果。本文选择随机Petri网(SPN)这一形式化语言对RBC交接协议进行研究,综合信道突发降质、GSM-R小区切换、链路中断等故障因素,针对两种协议方案分别建立RBC交接失败概率模型,分析列车运行速度、RBC重叠范围对交接成功概率的影响。结果表明基于两个车载电台、切换时能同时与两个RBC通信的RBC交接协议能够更好地保证列车交接过程的安全性,对行车效率的影响比较小。

基于有色Petri网的ETCS通信系统与列车间隔分析

利用分层赋时有色Petri网(CPN),综合信道失效模型、概率传输延迟,信道恢复行为,提出了欧洲列车控制系统中列车追踪运行无线通信系统的分层结构,分析了无线通信系统中列车运行速度、列车位置报告周期对列车时间间隔的影响,给出对应的列车安全间距指标。研究结果对于优化列车间隔时间、提高列车运行效率和保障列车运行安全具有重要意义。

ETCS技术在列控系统中应用的探讨

欧洲铁路运输管理系统/欧洲列车控制系统(ERTMS/ETCS)是欧盟为解决欧洲铁路互通运营而提出的一系列法规性文件。提出ETCS的目的在于消除由于各国间设施不同所引起的系统差别,在欧洲铁路网内实现互用性并确保列车运行的安全性和高效性,降低运营成本,增强竞争优势。纳入国际铁路联盟的ETCS技术规范有功能需求规范、系统需求规范以及一系列接口规范,并从运用角度将系统分为5级(0级,0+级,1级,2级,3级)。在借鉴ETCS技术规范基础上,分析CTCS与ETCS在基础、内涵、策略等方面的差异,提出中国列车运行控制系统(CTCS)分三步走的发展思路。

ETCS DMI与CTCS DMI的对比分析

司机在驾驶列车时,通过观察人机界面(Driver Machine Interface,DMI)监控列车运行和调整列车运行状态,保证列车行车安全。对ETCS DMI和CTCS DMI从主显示区和子显示区划分、各显示区的显示内容和使用3个方面进行对比分析,并在此基础上提出建设性的想法。

ETCSDMI计划区速度曲线的绘制原理

司机在驾驶列车时,通过观察人机界面(D M I)显示的计划区速度曲线,了解列车前方不同区域的最高运行速度和变速点位置,监控和操作列车安全运行。介绍符合欧洲列车控制系统(ETCS)标准的人机界面,描述来自车载主机的最严格限速曲线(MRSP)与DMI显示的计划区速度曲线(PASP)之间的关系,并给出计划区速度曲线的绘制原理。

ETCS DMI软件设计方法和关键技术

司机在驾驶列车时,通过观察人机界面(Driver Machine Interface,DMI)了解和调整列车运行状态,保证列车运行安全。介绍了符合欧洲列车控制系统(European Train Control System,ETCS)标准的人机界面,描述了界面划分、软件结构设计和软件功能实现方面的一些关键技术。

既有线实施ETCS1列控系统方案研究

结合高速动车组在既有线运行的运输需求,提出多个解决方案,重点研究列控系统临时限速的解决方案,从技术和经济的角度进行综合比选,分析得出实施方案。

ETCS-2与CTCS-3在功能方面的差异性分析

列车运行控制系统是保障高速列车行车安全、提高铁路运输效率的核心装备。中国的CTCS-3列控系统和欧洲的ETCS-2级列控系统具有相似的功能。介绍CTCS-3级和ETCS-2级存在差异的功能、ETCS-2系统特有的功能、CTCS-3系统特有的功能。

基线3 ETCS列控系统ATP制动减速度转换模型研究

ETCS基线3版本是目前最为完善的欧洲列控系统规范,其描述通用的列控系统ATP设备制动曲线模型。对基于转换模型的制动减速度计算方法进行研究,通过分析制动百分比与制动减速度的对应关系,得到制动减速度的影响因素和变化规律,并对该规律进行分析和证明,为ETCS基线3的使用提供有效支撑。

欧洲高速列车的控制系统(ETCS)

目前,Siemens正在和Alcatel SEL公司联合开发21世纪高速列车用的欧洲列车控制系统ETCS-2(以下称ETCS系统)。该系统的任务是负责铁路安全运营,因此在开发过程中特别注重对安全提出的高标准。特设的可靠性管理负责这些安全标准的确定、跟踪和贯彻。可靠性管理在整个开发过程中均起作用。可靠性管理在开发过程中实施与安全和质量保证有关的措施。在ETCS开发中所获得的可靠性管理经验对其他重要安全系统的开发也是有益的。

ETCS基线3的系统版本管理方法

在ERTMS/ETCS系统中,不同国家的不同线路可能运行不同的系统版本,为支持跨国和跨线运行,需要车载设备支持多个兼容或不兼容的系统版本,因此需要设备对系统版本进行有效管理,提高系统可用性和运输效率。介绍系统版本的基本概念,阐述设备确定运行的系统版本的原则,介绍车载设备处理不同版本的轨旁数据的方法,最后举例说明系统版本管理的常见场景。

瑞士采用欧洲列车控制系统(ETCS)

瑞士今后以160km/h以上速度运行的新铁路线需采用新的信号和列车安全防护系统,对此选择了欧洲列车控制系统(ETCS)。该系统不但能满足所提出的要求,而且是一种长期经济的和欧洲铁路互用的最佳方法。瑞士整个准轨铁路不久将都要采用ETCS系统。文章扼要介绍瑞士铁路现有的列车安全防护系统SIGNUM和ZUB121的情况,按运营和经济观点介绍由现有系统变更的第2级ETCS,目的是在过渡时期内尽快地取消多重车载装置。

基线3 ETCS列控系统平交道口功能研究

在基线3 ETCS列控系统中,对于未受保护的平交道口,车载设备需要对平交道口进行安全防护,以不超过平交道口限速的速度通过平交道口,保证列车和平交道口安全。介绍平交道口安全防护的基本需求,阐述车载设备对平交道口进行安全防护的方法和典型应用场景。

ETCS列控系统进路适应性功能研究

在ETCS列控系统中,列车跨区域或跨国家运行时,列车可能与前方线路支持的装载限界、牵引系统、轴重类别不适应,需要车载设备对进路适应性进行监控。地面设备向车载设备提供列车前方的进路适应性数据,车载设备监控列车是否适应前方的线路,并进行安全防护,保证列车运行安全。介绍进路适应性的基本概念,阐述车载设备监控进路适应性数据的基本原理和常见场景。

匈塞高铁列控系统验收调试技术体系研究

为填补我国关于ETCS-2级列控系统第三方验收调试技术的空白,基于匈塞高铁列控设备特点、线路开通需求,结合我国高速铁路列控系统验收调试成功经验,针对调试流程、调试内容、调试方法等方面,研究匈塞高铁列控系统调试关键技术,建立包括实验室集成测试、静态调试、动态调试等多个阶段的ETCS-2级列控系统验收调试技术体系,为匈塞高铁的开通运营提供技术支撑。

客运专线CTCS-3D列控系统实验平台的构成与应用

京津城际铁路以CTCS—3D列车控制系统为主体,兼容CTCS—2列车控制系统。为了保证京津城际铁路建设的顺利实施,建设基于CTCS—3D列控系统的环行线实验平台,介绍实验平台的组成与应用。

基于纯国产信号设备的京津城际延伸线CTCS-3D级列控系统方案介绍

针对京津城际延伸线工程,提出一种基于纯国产信号设备的CTCS-3D级列控系统方案。为了满足与京津城际铁路的互联互通,该方案以国产客专CTCS-2级地面列控系统为基础,对其进行适应性改造,以同时满足ETCS-1级车载设备和CTCS-2车载设备的控车需求。从总体技术框架、联锁与室外信号机、列控中心与LEU、调度台与临时限速、应答器组及报文以及落物防护等方面对该方案进行了介绍。

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。