基于车载控制平台的列车自动运行控制系统.ppt

1、基于基于车载控制平台的列车自动运车载控制平台的列车自动运行行控制系统控制系统（TBACTBAC）目 录2.解决问题的思路 3.基于车载控制平台的列车自动运行控制系统4.优势与特点1.问题的提出5.进一步思考1随着我国城市轨道交通的蓬勃发展，城市轨道交通车辆及信号系统技术水平已获得了持续进步，轨道交通智能化已成为发展趋势，智能化、网络化将为城市轨道交通注入新的发展活力。当前国内主流的城市轨道交通车辆及信号系统，具有发车间隔小，运营效率高等优势，但其自身的系统架构及功能分配等也一定程度的限制了智能化、网络化的发展。因此，我们需要分析目前城轨系统中存在的问题，并对列车智能等技术进行深入研究，寻求解决

2、方案，从而促进我国轨道交通创新发展。21.问题的提出既有信号系统设计思想既有的信号系统都基于联锁和区域控制器（ZC）双核心架构，并采用集中控制方式。其中联锁系统负责管理和分配线路资源（如轨道区段和道岔），ZC通过采集区域内所有在线列车位置及来自联锁的线路资源信息计算移动授权，并将该信息发送给车载ATP设备，车载设备据此控制列车运行。31.问题的提出既有信号系统存在的问题任何信号控制逻辑都必须经过车载-ZC-联锁三个子系统的协调处理，子系统之间会出现传输延时等问题，且所有安全相关的系统设计均须考虑CBTC和后备混跑的场景，并取最差情况，因此会使系统运行效率大大降低；一旦ZC故障，必须降级到后备模

3、式，而后备模式运营需要遵循较多的安全限制，从而增加了轨旁设备，使得整体系统的可靠性降低；41.问题的提出5既有信号系统存在的问题列车进路和安全防护等关键功能是基于“地面列车”的体系结构，配置设备多、实时性低，不利于进一步缩短列车追踪间隔；同时，造成建设和运用维护成本高；轨道交通信号厂商较多，设备制式不统一，不利于线网互联互通。因此，提出了基于车载控制平台的列车自动运行基于车载控制平台的列车自动运行控制系统技术控制系统技术1.问题的提出 近年来，我国城市轨道交通相关技术获得了持续进步和发展，主要表现在以下几个方面：2015年2月，中国工信部明确将1.8G（1785-1805MHz）频段作为城市轨

4、道交通等行业专用频段，在此基础上结合第四代无线通信技术（TD-LTE），形成了城市轨道交通无线通信技术平台LTE-M。基于LTE-M的无线通信技术在城轨系统中已成熟应用，解决了“车车/地”之间实时、高效、高可靠的通信问题。基于多网融合的智能城轨列车相关核心技术日益成熟，具备了推广应用的条件。以上技术为实现基于车载控制平台的列车自动运行控制提供了技术保证。62.1 新技术的发展为问题的解决提供了可能2.解决问题的思路以基于“车车”通信的车载控制为核心：p整合线路线路资源资源和移动移动授权授权管理功能，将轨旁的联锁以及区域控制器与传统车载控制系统在车载控车载控制平台制平台进行深度融合与集成，轨旁只

5、设置目标控目标控制器制器（OCS）和必要的基础设备；p将线路资源管理和移动授权的计算调整至车载设备；p基于以上，能够简化系统功能逻辑，实现列车主列车主动进路动进路和列车自主列车自主防护防护，从而提高线路资源利用效率和系统可靠性，简化系统降级的处理流程。72.2 设计思想2.解决问题的思路82.2 设计思想2.解决问题的思路将传统的车载信号系统功能与列车控制系统深度融合：p采用实时以太网实时以太网构建的控制网络，将传统列车的多种网络进行融合，使全车所有智能设备统一纳入该网络管理；p从列车全系统角度实现一体化的列车安全设计；p该方案优化了车载网络布局，有利于提高列车性能和可靠性，也有利于基于统一平

6、台对列车进行管理、控制和维护。93.1 系统组成与功能3.基于车载控制平台的列车自动运行控制系统车载控制子系统pATC子系统p车辆控制子系统轨旁子系统（OCS）p目标控制器p轨旁基础设备无线通信子系统（DCS）ATS子系统由ATC控制单元和车辆控制单元组成。采用一体化设计思想，通过构建基于实时以太网技术的一体化控制网络，将传统车载信号系统及列车控制与管理网络、牵引系统、制动系统、门控制系统、空调系统、火灾报警系统、旅客信息系统等进行高度融合，基于统一平台对列车进行管理、控制和维护。优化车载网络布局及子系统间接口，降低系统复杂度，从而提高系统实时性、列车性能和可靠性；103.1 系统组成与功能3

7、.基于车载控制平台的列车自动运行控制系统3.1.1 车载控制子系统OBCU负责线路资源管理线路资源管理、移动授权计算移动授权计算、列车定位、列车安全追踪、“速度-距离”曲线控制、停车防护、退行防护、列车无意识移动防护、完整性防护、屏蔽门联动等功能，其安全完整性等级应为SIL4，并应采用3取2或2乘2取2结构。DTO负责列车生成运行曲线、区间自动运行、站内精确停车、车站自动发车等功能，其安全完整性等级应为SIL2。113.1 系统组成与功能3.基于车载控制平台的列车自动运行控制系统3.1.1 车载控制子系统123.1 系统组成与功能3.基于车载控制平台的列车自动运行控制系统3.1.2 轨旁子系统

8、由目标控制器（仅有岔站设置）、轨旁基础设备等组成；目标控制器满足SIL4，用于监控轨旁基础设备。133.1 系统组成与功能3.基于车载控制平台的列车自动运行控制系统3.1.3 无线通信子系统DCS子系统负责为各系统提供安全或非安全的信号传输通道，采用基于LTE的DCS系统。由于系统对可用性、可靠性的要求非常高，通常要求双网设计。143.2 系统功能分配3.基于车载控制平台的列车自动运行控制系统由于将轨旁的联锁设备与区域控制器与车载控制系统在车载控制平台进行深度融合与集成，以下主要功能将重新分配，移至车载平台：移动授权计算线路资源管理进路控制优化了系统结构，只需要在有岔站布置OCS，简化了车站/

9、轨旁设备构成和控制逻辑，与传统系统相比，减少了系统延时，提高了系统效率以及可靠性，同时也大大减少系统的设计、建设、维护成本；系统功能进行了再分配，将线路资源管理及移动授权功能由轨旁移至车载，车载控制数据流直达控制对象，提高了系统的实时性，从而可以减小列车追踪间隔；基于“车车”通信的列车控制，通过系统构成、设备接口、控制逻辑以及通讯协议等的规范化和标准化，使列车能够在同制式不同线路间以自组织模式跨线运行，从而实现系统的网络化运营；154.优势与特点信号与车辆的一体化设计，使信号与列车TCMS等深度融合，减少了控制过程中的报文、运算和发送环节，提高控制效率；再通过采用智能化的驾驶控制技术和牵引制动

10、技术，来提升列车整体的的智能化、自动化水平；利用“车车”无线通信网络跟踪关联列车运行状态，实现以列车为主体、列车自律为基础的无人的智能驾驶，进一步实现轨道交通的智能化运行。164.优势与特点175.进一步思考需要地铁公司与信号、车辆和牵引制造企业等合作，结合地铁示范线路的实施，对该系统进行验证，最终制定基于车载控制平台的列车自动运行控制系统规范体系，以确保本系统技术平台下的互联互通。序号序号标准标准/规范名称规范名称1行车组织规范2车辆及车辆基地管理规范3人员和安全管理规范运营组织与管理标准运营组织与管理标准 序号序号标准标准/规范名称规范名称1系统需求规范2车载设备技术规范，包括：1)“车车”通信接口规范2)车载ATC与轨旁子系统的接口规范3)车载ATC与ATS系统的接口规范3轨旁子系统技术规范4ATS系统技术规范，包括ATS系统与轨旁子系统接口规范等5DCS技术规范产品技术标准产品技术标准18谢谢！