地铁2号线信号系统投入cbtc运营分析

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1、专业知识分享版摘要:西安地铁2号线信号系统采用完整的、基于无线通信技术的、移动闭塞制式的CBTC列车自动控制系统。结合西安地铁2号线具体情况，重点描述了CBTC系统运营过程中需要解决的灯泡线自动换端、筛选、精确停车等问题。关键词:地铁;信号;灯泡线;筛选;驾驶模式西安地铁2号线信号系统采用完整的、基于无线通信技术的、移动闭塞制式的CBTC列车自动控制系统，包括列车自动监控(ATS)、列车自动防护(ATP)、计算机联锁(CBI)、列车自动运行(ATO)四个子系统。各子系统协调运作，共同实现列车自动运行、列

2、车自动追踪、列车自动折返、列车自动调整等功能。列车折返后自动换端功能的实现对提高CBTC系统的高效性及先进性有很重要的意义。在列车投入CBTC运营前，需进行列车定位与筛选，这对确保列车CBTC运行的安全性及实现列车精确停车是非常重要的，本文就自动换端及列车投入CBTC运营过程中出现的问题谈谈西安地铁2号线中的解决方案，并对列车投入CBTC运营的过程进行了分析。1灯泡线的换端问题西安地铁2号线车辆段线路布置存在三角线路(如图1所示)，称灯泡线。西安地铁2号线信号系统车地通信系统采用A网、B网冗余配置方案，

3、A网、B网同时工作，轨旁AP天线方向在整个线路固定设置，列车头尾对应轨旁的无线A网、B网固定配置天线，车载的A网天线只能与轨旁A网的AP天线进行通信，车载的B网只能与轨旁B网的AP天线进行通信。当列车通过“灯泡线”掉头驶入另一方向线路时，将出现车头车载B网天线对应轨旁的无线A网的AP天线、车尾车载A网天线对应于轨旁的无线B网AP的天线，导致不能正常通信(如图2所示)。为实现正常的车地通信，需要手工对车头、车尾的车载单元的A/B网进行调换，不能实现自动换端，从而影响运行效率。使命：加速中国职业化进程专业知

4、识分享版为解决经灯泡线列车自动换端后仍能进行正常的车地通信，西安地铁2号线采用针对车头车尾设置4个AP天线的方案，如图3所示，有效解决了灯泡线的自动换端问题。2列车的定位与精确停车列车从车辆段以人工驾驶方式行驶到转换轨(车辆段与正线连接轨)后，须先进行定位与筛选才能转换到CBTC驾驶模式，也就是从非通信(指车地通信)列车转换到通信列车。定位的目的是给轮径校准提供准确数据进行轮径补偿以确保精确停车。列车的定位是轨旁区域控制器通过定位信标来实现的。西安地铁2号线在转换轨处设置有用于定位的信标(如图4所示)，

5、列车经过此区域，车载信标天线读取到T1、T2信标，将此二者之间距离与列车通过速度传感器计算所得的结果进行比较，从而计算出轮径补偿的数据，将列车位置误差纠正到规定范围。为了达到精确停车，信标安放在站台的开始和末尾以及站台中间多处位置。在容易发生空转/打滑的区域，或者在弯道上，信标会相应的布置多一些以减少位置误差。精确停车的保证是一个比较移动授权和当前列车位置和速度的逻辑功能。列车读取信标信息确定列车当前的位置，将此信息与列车此时的速度(通过列车速度传感器测得)一同发送给轨旁区域控制器ZC。信号系统接收到停

6、车指令后，ZC实时将目标停车位置与列车当前位置和速度进行计算，从而得出列车运行的速度曲线并实时发送给列车，最终保证列车停稳在目标位置。3列车的筛选筛选的目的是检查是否有非通信车位于列车的前后，确保列车前后没有影子车(正常列车前后“隐藏的”非通信车)，从而实现列车自动追踪。列车的筛选是轨旁区域控制器利用筛选信标与计轴占用配合来实现的。筛选检查分为两步:第一步过程是确定在通信车前是否有非通信车。通信车的车头与下一个计轴区间的距离小于线上列车的最小可能长度，并且通信车前方的计轴区段保持空闲，则确定没有“隐藏的

7、”非通信车处于通信车前方。第二步过程是确定在通信车后是否有非通信车。当一辆通信车经过计轴后，原来的计轴区间变成空闲。如果通信车的尾部和前一个已经通过的计轴闭塞区间之间的距离小于在线最小可能的车辆，且计轴闭塞区间变为空闲，即确认没有“隐藏的”非通信车在后面。具体筛选示意如图5所示:在转换轨处放置计轴点A1、A2，并在每个计轴点前设置静态信标用作筛选。使命：加速中国职业化进程专业知识分享版列车以一定的速度通过筛选区，区域控制器根据列车读取到的T1信标信息计算列车的位置接近计轴A1的位置小于可能出现的最小车长

8、，根据此时计轴区段的占用情况进行分析，若A1前方区段未占用，则可判断列车前方没有隐藏影子车。列车继续前行，区域控制器计算列车的位置出清计轴A1后方区段的位置小于可能出现的最小车长，根据此时计轴区段的占用情况进行比较，若A1后方区段确实已出清，则可判断列车后方没有隐藏影子车。如果列车在T1、A1处筛选不成功，则列车在T2、A2处重新进行筛选。4列车控制模式西安地铁2号线CBTC系统具备三个控制等级六种驾驶模式。三个控制等级即CBTC控制级、点