新华集团轨道交通行业解决方案.docx

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1、新华集团轨道交通行业解决方案通过大量调查研究，与国外主导ATC厂家进展深化沟通与合作，积累了丰富的技术与应用经历，并就该领域内的国际合作方面迈出了本质的步伐。1概述在城市轨道交通中，列车自动控制系统是必不可少的设备。轨道交通设置列车自动控制系统的目的：一是确保运行平安；二是进步运输效率。从目前国内情况看，所采用的列车自动控制系统的制式是五花八门，互相之间不能兼容。造成这种情况的主要原因在于我国没有自己的列车自动控制系统产品，多渠道进口而又缺乏统一的技术标准。这种情况不仅浪费资金，而且留下了平安隐患。因此，从国家政府到地方政府，目前都高度重视列车自动控制系统的国产化，为此已进展了大量的工作。在上

2、海市科委的支持下，上海新华控制技术集团有限公司在该技术领域已进展了数年研究，完成了“轨道交通列车自动控制系统ATC国产化可行性研究工程研究，并于2005年2月通过鉴定。在此工程研究的经过中，上海新华控制技术集团有限公司通过大量调查研究，与国外主导ATC厂家进展深化沟通与合作，积累了丰富的技术与应用经历，并就该领域内的国际合作方面迈出了本质的步伐。城市轨道交通列车自动控制系统简称ATC系统包括：列车自动保护子系统简称ATP子系统，列车自动运行子系统简称ATO子系统，列车自动监控子系统简称ATS子系统，以及联锁设备。在这些子系统中，ATS子系统的主要功能是将整条线路的列车运行状况及设备状况，通过信

3、息检测，传输及处理，在控制中心一目了然地显示出来。ATS子系统的关键技术与系统架构，与电力监控SCADA系统根本一致，我们已有才能实现国产化。ATO子系统与ATP子系统严密关联，其国产化完全取决于ATP子系统。联锁设备国内已有非常成熟的产品。因此，城市轨道交通列车自动控制系统的国产化的关键在于ATP子系统的国产化。从国外引进的列车自动控制系统中，由于ATP子系统的制式不同而造成了整个列车自动控制系统互相之间不能兼容。我们对此展开重点研究，并提出与现实结合严密并符合该领域技术开展趋势的综合解决方案。2.技术制式目前，ATC具有代表性的有两类技术制式：基于数字轨道电路的准挪动闭塞和基于无线通讯的挪

4、动闭塞CBTC近二十年来，国际上很多城市轨道交通采用“基于数字轨道电路的准挪动闭塞作为列车自动控制系统的主要制式，在我国，北京，上海，广州，深圳，南京等城市也都选择这种制式。由于这种制式具有较高的可靠性，公道的性价比，已经具有充分的运行经历，其列车运行间隔100-150秒已能知足绝大多数轨道交通运营部门的要求，因此，这类制式的列车自动控制系统至今还是轨道交通建立的首选制式。然而，随着轨道交通的开展，这类制式的弊病也已日益凸显：弊病之一：由于目前世界上各种准挪动闭塞的信息传输频率，调制方式，通讯协议等均不一致，导致了在一个城市或者一个地区的轨道交通网中各条线路的列车不能实现联通联运。此外，由于系

5、统的组成及所用的器材都不统一，所以给维修和备品备件带来很大的困难；弊病之二：大多数基于数字轨道电路的准挪动闭塞，为了实现轨道电路的调和谐电平调整，不得不在钢轨旁侧设置“轨旁设备，而这对于轨道交通的日常维护工作是非常不利的；弊病之三：由于以钢轨作为信息传输通道，因此传输频率受到很大的限制限制在音频范围内，导致车-地之间数据传输的数码率及信息量较低。此外，其传输性能受钢轨中的牵引回流，钢轨之间的道床漏泄以及钢轨下面的防迷流网的影响很大，进而导致传输性能不够稳定；弊病之四：“准挪动闭塞距真正意义上的“挪动闭塞还有差距，因此，列车运行间隔的进一步缩短和列车运行速度的进步都将受到限制。正由于如此，目前国

6、际上的一些消费ATC系统的大公司正把目光瞄准“基于无线的挪动闭塞RFCBTC。经过近十年的努力，无论在可靠性，平安性方面，还是在兼容性，抗干扰性方面，都已获得了本质的进步。1技术方案之一：基于数字轨道电路的准挪动闭塞图1align=center图1基于数字轨道电路的列车自动控制系统框图/align轨旁ATP计算机将计算列车运行允许速度的有关参数，形成报文,通过数字轨道电路发送给在轨道上运行的列车。ATP报文主要有目的间隔、目的速度、最大限速、紧急停车、轨道电路编号等平安性数据。列车通过车载ATP天线接收这些数据,并形成相应的速度保护曲线,保证列车在平安状态下行驶。车载ATP设备主要由车载ATP

7、计算机及必要的外围设备如里程仪、ATP天线等组成。车载ATP计算机根据测速传感器给出的列车实际运行速度,根据接收到的ATP报文信息施行对列车间隔和速度的监视、紧急停车的监视、停车点的监视等平安性功能,并把相应的间隔、速度等参数送给驾驶室里的辅助显示单元,作为驾驶员操纵控制列车的根据。这里，轨道电路起着双重作用：当轨道电路区段上无车时，轨道电路发送轨道电路检测信号和检测码；当列车一驶入轨道电路区段，立即转发信息码。各轨道电路在无车的时候发送互不干扰的频率信号作为检测信号；一旦有车进入轨道电路，轨道电路在给出占用信息的同时，开场以移频键控FSK或者最小相移键控MSK方式发送包含诸如列车运行方向、目

8、的位置、区间最大速度、目的间隔、下一段轨道电路区段的坡度、限速区间的允许速度、列车所在轨道电路的编号确认、列车所在轨道电路的长度等信息的信息码。信息由车载天线接收，并传送到车上，供ATP设备使用。用数字轨道电路作为车地通讯的通道，是目前使用最为广泛的方式，其性能价格比比拟公道，列车运行间隔可达100秒，目前应为我国大多数城市轨道交通的首选方案。2技术方案之二：基于无线数据通讯DCS的挪动闭塞随着计算机技术Computer、通讯技术Communication和控制技术Control的飞跃开展，综合利用3C技术代替轨道电路构成新型系统已成为列车控制系统的开展方向，其核心是通讯技术的应用，出现了“基

9、于通讯的列车控制系统CommunicationBasedTraincontrol，简称CBTC。上世纪80-90年代以来，陆续出现了很多CBTC现场试验工程，例如法国的ASTREE系统、日本的CARAT系统等。目前，一些大城市开场对原有的地铁系统进展CBTC改造，具有代表性的工程是美国纽约地铁的列车自动控制系统改造，其它还有巴黎地铁13号线，美国旧金山海湾地区的捷运运输系统BART等。基于通讯的列车控制系统CBTC具有两种制式：采用轨间电缆作为传输通道的CBTC称为ILCBTC及采用无线数据传输通讯的CBTC称为RFCBTC，鉴于ILCBTC的电缆易于被盗，且不利于线路养护，故下面的讨论仅针对RFCBTC以下简称CBTC。CBTC系统是一个连续数据传输的自动控制系统，利用高精度的列车定位不依靠于轨道电路，实现双向连续、大容量的车-地数据通讯，可以执行列车自动防护ATP，列车自动运行ATO以及列车自动监控ATS。CBTC系统主要由挪动设备车载设备、轨旁设备、通讯网络、控制中心组成。系统框图如图2所示。align=center图3基于无线数据传输的CBTC系统框图/align基于无线数据传输的挪动闭塞，由于其具有其他制式无法到达的优越性而深受青睐，毫无疑问，随着市场的扩大以及价格的下降，它将取代基于数字轨道电路的准挪动闭塞的“主角地位。