新工科背景下专业实习体系探索与实践——以轨道交通信号与控制专业为例

为适应新工科对人才培养的新要求,针对轨道交通信号与控制专业的实习体系在实践过程中存在的主要问题,通过深化产教融合、强化虚实结合、细化考评综合,建立纵向“三阶段”逐级递进、横向“双形式”互补的实习新模式,形成“一平台,双引擎,三大素质”的实习教学新理念,构建“一核心,三过程,九指标”的综合能力评价新机制。在实习组织形式、实习资源整合、实习评价方式等方面进行积极探索和大胆实践,对其他工科专业的实习教学体系建立有一定借鉴和参考意义。

城市轨道交通场段库门控制系统与信号系统接口方案

城市轨道交通全自动运行线路中,场段内停车列检库设置的库门对各全自动区域起到隔离封锁的作用。列车出/入库作业过程中,库门需执行打开和关闭操作,采用何种库门控制方式将会影响列车出/入库作业的安全和效率。首先介绍全自动运行线路库门控制防护原理,然后对库门控制系统与信号系统间采用不同的接口方式进行分析和比较,最后给出适用于全自动运行线路的接口方式。

基于车车通信的列车自主运行系统降级运行方案研究

[目的]基于车车通信的TACS(列车自主运行系统)作为新一代列车控制系统,与CBTC(基于通信的列车控制)在系统架构上存在显著差异。需对TACS在设备故障情况下的降级运行方案进行研究,以保证列车安全、可靠运行。[方法]阐述了基于车车通信TACS的特点,介绍了TACS的架构,并分析了TACS的特征。分析了TACS的降级运行需求,提出了基于“雷达+视觉方式”多传感器融合技术的TACS降级运行方案。[结果及结论]该降级运行方案能有效解决列车的测速、定位、间隔防护问题,并能有效检测轨道区域异物入侵。

城市轨道交通信号控制系统中的通信技术应用

阐述通信技术在城市轨道交通信号控制系统中的创新应用,包括列车控制与通信技术的融合、实时数据采集与交通管理、安全监控与应急响应。探讨城市轨道交通信号控制系统的发展趋势。

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。

云信号系统工程应用优化方案研究

为加快绿色、智慧城市轨道交通的实施推进,促进新技术、新产品与既有设施设备融合,探索既有线路的无感改造,南京地铁宁句城际线信号系统采用基于云平台的一体化CBTC信号系统(简称“云信号系统”)替代传统CBTC信号系统。阐述云信号系统的系统架构和系统特性;针对宁句线云信号系统因初期设计方案不完善带来的设备布置过度集中化、轨旁控制方案不合理等问题,提出精简整合云端安全运算服务器配置、云端安全运算服务器群组冗余化设计、深化通用硬件平台适配工作、采用云信号系统进行既有线改造、逐步推进轨旁控制柜优化配置方案等应用建议,为行业未来云信号系统发展与应用提供参考与借鉴。

一种采用容器技术基于通用硬件的云计算轨道交通信号控制系统安全平台

轨道交通信号领域的既有SIL4级安全产品架构通常采用嵌入式板卡,以满足高实时性、高安全性和低功耗的要求。但受到半导体专用硬件的短生命周期影响,且嵌入式板卡受限于CPU的性能无法满足日益扩大的运算能力的要求。随着线路的不断开通和拓展,新站点的信号控制系统建设、运行、维护成本不断增加产生了分散布局的成本累计问题。本文针对上述存在的问题,研究设计了一种采用容器技术基于通用硬件(COTS)的云计算架构安全平台,安全完整度达到SIL4,给轨道交通信号控制系统提供了一种解决过时硬件、并整合了资源减少了业务系统的建设、运行、维护成本,而且还提供了高可伸缩性(可重用性、可分配性、可伸缩性)的解决方案。

城市轨道交通信号系统安全云平台方案研究

目前,城市轨道交通信号系统存在系统结构复杂、设备利用率低、信息闭塞等不足,对线网层面的互联互通、运营维修等方面造成阻碍。该文介绍基于通信的列车控制系统特性,结合云技术的轻量性、通用性的特点,对信号系统安全云平台进行架构设计,并进一步探讨研究中央级云平台和车站级云平台的系统方案,最后分析信号系统安全云平台的安全性要求。

基于通信的城市轨道交通信号与控制系统研究

伴随着社会经济的进步,我国的交通运输建设也在加速发展。尤其是城市轨道交通,在短短的几年内,地铁线路网遍布于全国各大城市,这加大了对轨道交通信号控制系统的需求。轨道列车的行驶速度快,高效、准确、及时的信息传输在交通运行过程中非常重要,传统的信息传输方式已不能满足轨道交通运输的要求。我国的交通信号系统技术还不成熟,还存在信号不兼容、传输效率低等问题。本文对不同的轨道交通信号控制系统及CBTC进行了全面的分析,旨在为信号系统技术的革新和改进提供参考。

基于FDMA(频分多址)技术的空口位置信号模拟装置

目的:为模拟信标与车载信标天线间空口位置信号发生及传输特性,提出了基于FDMA(频分多址)技术的新型空口位置信号模拟装置。方法:介绍了基于FDMA技术的信号传输模式、模拟原理;阐述了基于FDMA技术的新型空口位置信号模拟装置组成及各组成部件的功能。结果及结论:该模拟装置可用于轨道交通列车控制系统空口位置信号模拟。该模拟装置继承了FDMA多路多频信号承载的特性,信号频谱范围广,具备全双工上下行信号同步交互的会话机制,在保证多路多频信号高保真度和高同步性的同时,可支持对各路频分多址信号的增益和衰减系数进行灵活处理,可广泛地匹配轨道交通列车控制系统多样式的FDMA空口位置信号接口。

轨道交通信号控制系统主备双系工作状态的识别与控制

目的:针对轨道交通信号控制系统冗余结构中主备双系状态切换时可能存在的风险,提出一种新的硬件判决方式以避免该风险。方法:轨道交通信号控制系统多采用二乘二取二和双机热备冗余结构,由2个功能完成相同的主备双系组成。主备双系各自有主控、同步和离线等3种固定的工作状态,其不允许同时出现为主控状态。这3种工作状态的控制与转换依赖于自身和对方系的工作状态。目前,系统工作状态的判决机制主要有通信判决和硬件判决2种方式。若采用通信判决,一旦通信出现问题,则存在同时出现主备双系都为主控状态的风险。为此,提出采用设置工作继电器的硬件判决方法,即通过继电器硬件判决方式来识别和控制系统主备双系的工作状态,以避免同时出现主备双系处于主控状态的风险。主备双系各设置一个工作继电器,通过继电器的硬件接点条件来反映对应系的工作状态,并提出了设计原理、判决原则、判决实现流程及应用环境,分析了硬件判决方式比通信判决方式具有的技术优势。结果及结论:通过采集工作继电器位置反映对应铁路信号控制系统各系的工作状态,主要有以下优势:①不依赖于主备双系间通信的状态,解决了由于通信问题带来状态信息丢失的问题;②不论系统是否开机,系间是否通信正常,各系都能通过采集对方工作继电器接点条件来识别对方系的工作状态,从而能准确控制本系的工作状态;③继电器反应速度明显高于通信处理的反应速度,一旦系统工作状态发生变化,工作继电器快速动作可使主备双系及时得到相应系的工作状态信息;④继电器具有固有失效安全特性,工作继电器一旦发生故障落下,使系统尽快转到离线状态;⑤通过继电器识别和控制系统工作状态,软件处理逻辑简单,也能使维护人员直观辨识系统工作状态。

轨道交通信号系统的自动化控制与通信

轨道交通信号系统是保障城市交通安全和运行效率的重要组成部分。随着技术的不断发展,自动化控制和通信技术在轨道交通领域得到广泛应用。文章对轨道交通信号系统的自动化控制与通信技术进行了详细研究和分析。首先,介绍轨道交通信号系统的基本原理和功能需求。其次,详细探讨自动化控制和通信在轨道交通信号系统中的应用领域和技术方案。最后,总结目前面临的挑战和未来发展的方向。

上海轨道交通2号线信号系统改造工程配套工程--车辆控制系统的适应性改造

上海轨道交通2号线信号系统由TBTC(基于轨道电路的列车控制)系统改造为CBTC(基于通信的列车控制)系统,需对车辆控制系统进行适应性改造,其中MVB(多功能车辆总线)网络的适应性改造是重点。介绍了MVB双绞线冗余结构、改造后的列车通信网络及列车诊断以太网,02A01车列车控制系统硬件设备改造项点和各子系统设备安装中的重点事项,以及列车控制网络中各子系统失效情况下的列车防护方案。2号线信号系统升级工程的车辆配套改造工程--车辆控制系统的适应性改造完成后,极大地提高了车辆的可用性,能够满足新增CBTC系统与列车进行数据交互的需求,同时实现了车辆控制系统对牵引、制动、车门、PIS(乘客信息系统)等子系统的控制。

全自动运行系统控制中心与备用控制中心切换方案

城市轨道交通全自动运行系统专业性强、技术设备复杂、时效性强,在极端灾害发生时,控制中心有可能陷入瘫痪状态,导致控制中心各专业系统无法完成正常的功能,进而影响城市轨道交通的正常运营。备用控制中心为城市轨道交通全自动运行系统的必备配置,系统整体的可用性和安全性在备用控制中心加持下有较大改善。结合信号系统、通信系统、综合监控系统主备控制中心系统内部冗余切换机制、设备典型配置、系统接口切换影响及切换场景,在此基础上给出主备控制中心切换设计方案的优劣势比较,为城市轨道交通全自动运行系统建设中主备控制中心系统切换设计提供借鉴和指导。

基于CAN总线的城市轨道交通综合监控系统设计

城市轨道交通监控涉及车内监控分站和人员跟踪分站等多个方面,其数据采集和处理的实时性、准确性会影响监控系统的运行性能。为提高监控系统CPU利用率和安全性,文中基于CAN总线技术设计一种城市轨道交通综合监控系统。基于CAN总线设置城市轨道交通综合监控框架,硬件部分选择DSP数字信号处理器实现多节点数字信号处理;采用dasRdb系统数据库,利用实时数据服务器的空间分配技术处理数据。软件设计方面,在IndasMake开发环境中分析IndasIBNS组态软件,分别设计城市轨道交通综合监控模块、系统权限与安全管理模块、网络监控功能模块、监控报警模块。为验证基于CAN总线的城市轨道交通综合监控系统的整体有效性,设计实验进行对比测试。实验结果表明,所设计系统延时保持在2 s以下,系统CPU利用率高于89%,系统安全性高于91.5%,说明该系统监测效果较好,安全性高。

基于模糊控制算法的城市轨道交通信号控制系统设计分析

为了提高城市轨道交通信号控制的智能性和集成性,进行控制系统的优化设计,提出基于模糊控制算法的城市轨道交通信号控制系统设计方法.采用变结构PID模糊神经网络控制方法进行城市轨道交通信号控制规则的改进设计,根据交通信号的传输信道模型进行控制系统的信道均衡设计,采用自适应调度方法进行城市轨道交通信号的多线程调度,实现控制优化.在嵌入式环境下进行城市轨道交通信号控制系统的硬件设计,系统测试结果表明,采用该系统进行城市轨道交通信号控制的品质较好,控制收敛性较高,人机交互性较强.

西门子的城市轨道交通信号控制系统分析

分析了德国西门子城市轨道交通LZB信号控制系统的功能和结构,重点剖析了该系统中可借鉴的特点与长处.

基于MODBUS协议的综合监控与信号系统间接口设计

参照城市轨道交通综合监控系统工程设计规范(GB 50636—2010),研究综合监控系统与信号系统在中心、车站和就地级的接口方式,更好地实现互联互通和系统间联动。中心采用基于Modbus TCP协议的冗余前置机进行通信,故障后可自动切换从而有效提高系统可靠性,就地级采用紧急后备盘硬线连接信号设备。详细并超前设计出系统在中心的传输点类表,实现列车、站台、供电区、火灾报警以及客流预警等消息的传输,为实际现场和实验室仿真条件下的系统间接口开发提供借鉴。

城市轨道交通信号系统联锁控制权交接研究

城市轨道交通信号系统中,调度人员通过列车自动监控系统中心工作站和车站工作站都可以向联锁机发送控制命令,但是同一时刻联锁机只能有一个指令源。因此在设计联锁系统软件结构时,需要采用合理的联锁控制权交接机制,防止控制权交接错误。从联锁控制权交接问题入手,总结联锁控制权交接原则,详细分析各个设备之间采用不同互联方式时的联锁控制权交接方案,并对不同方案的影响和优缺点进行比较,为联锁系统的软件设计提供理论依据。

市域轨道交通信号系统方案选择刍议

市域轨道交通是我国交通运输体系的一个重要组成部分,其信号系统的选择应遵循市域轨道交通的实际工程特点及运营需求。针对目前国内3种主流信号系统——CBTC(基于通信的列车控制)系统、点式ATC(列车自动控制)系统和CTCS(中国列车运行控制系统)-2+ATO(列车自动运行)系统——进行了分析和对比,阐明了3种系统在市域轨道交通运营需求下的优缺点,并给出了信号系统选择的建议。