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1、都市快轨交通·第20卷第5期2007年10月机电工程北京地铁超速防护设备的校时系统刘雨唐涛刘波陆启进(北京交通大学北京100044)资源。经过考察,在积水潭车库外的小站台上有放置摘要北京地铁2号线超速防护设备(ATP)的本设备的空间,于是初步将GPS校时系统方案设计为:每地时钟一直依靠人员进行设定,导致各列车之间时间当一辆列车出库和入库时,都停在校时范围内进行标不统一且误差很大,对行车调度、故障诊断等方面有准时间的校对,停车时间为1min。很大影响。为此,开发基于无线通信的地车校时系考虑地铁条件的限制,系统需要硬件环境简单,因统,利用全球定位系统(GPS)的标准时间,自动为车此
2、选择无线通信的方式,节省了布线的工作,更换简便,载设备提供精确的统一时间,实现地铁列车时钟的协节约成本,提高效率。同时,由于GPS模块对信号的要调一致,提高运营的安全性和可靠性。求较高,因此将GPS接收系统安装在信号良好的站台关键词北京地铁2号线全球定位系统校时系上,校时系统安装在车上,通过无线信道将地面的信息统列车运行记录无线通信传输至列车,完成时间的校准。系统框图如图1所示。1发展概况城市轨道交通系统具有列车运行间隔小、站间距离短、车站线路布置比较简单等特点,一旦列车运行时间[1]产生误差,其传播的影响范围大、造成的损失严重。以前,北京地铁2号线列车均采用人员来对列车超速防
3、护设备(ATP)的本地时钟进行调整,导致每辆列车的时钟都不统一且精度很差,对于运营调度和故障诊断记录都有很大的影响。因此,研究如何提高列车运行的准确性、安全性,对于确定合理的运营组织方案、提高[2]能力适应性以及运营可靠性显得十分重要。全球定位系统(GPS)能为用户提供的时间精度低于30μs,因其方便快捷和准确性成为当前发展的趋势。我们利用GPS的精确时间功能,自主开发了基于无线通信的地车GPS校时系统,该系统不仅能够便利图1GPS校时系统框图地为车载设备提供精确的GPS时间,通过显示和语音系统分为地面设备和车载校时设备两大部分。地提示司机时间信息,而且能够将列车的运行信息传递
4、面设备实时接收更新的GPS标准时钟信息,通过无线到地面存储,供相关人员分析使用。通信的方式将信息发送到车载记录装置,由与ATP设2系统功能备相连的车载校时设备为ATP设备提供准确时间,完要对实际设备进行改造,应尽量利用现有的系统成ATP设备本地时间的校对。校时成功后,通过语音提示司机,并显示准确时间收稿日期:2007-04-25修回日期:2007-06-13供其参考。同时,车载校时设备也可通过此无线通道,作者简介:刘雨,硕士研究生,从事基于通信的列控系统研究,raining_1127@163.com向地面设备发送来自ATP的信息,该信息将通过地面唐涛,男,教授,博士生导师设备,
5、转发到地面的计算机上存储。URBANRAPIDRAILTRANSIT58都市快轨交通·第20卷第5期2007年10月图1中仅做出一条线路的情况,实际站场有4条节点逐个查询。对某个节点发送查询信息后,等待一线路,同时可能有多列车位于地面无线校时设备的校定的时间,若没有该节点的信息回执,则该节点不在校时范围之内,而每列地铁列车的车头和车尾各有一个时范围内,继续下一个节点;若收到了某节点的回执,车载无线校时设备,所以地面无线校时设备还要具备则将校时信息发送给该节点,再次等待校时成功的回同多个车载设备进行无线通信的功能。执,收到则认为该节点校时成功。校时只需要有一次3系统设计正确即可,
6、不用重复校时。其中,若在等待回执的期间,该节点返回错误的回3.1硬件环境执(包括等待校时回执时没有收到回执),信息会进行GPS定位信息接收系统,主要由GPS接收天线、变重发处理。为了保证效率,重发次数也有限制,若到了频器、信号通道、微处理器、存储器以及电源等部分组成。次数仍无法和某个车载记录装置建立正确的链接,则鉴于系统的实际数据需求,采用8位单片机77E58跳过该节点进行下一个节点的查询。作为CPU;地面设备主控电路的主体由实现GPS接收从以上分析可以看出,对每个节点的操作时间都的GPS接收电路以及实现信息收发的无线电路构成,是能够衡量的。根据对无线环境的测试,等待回执的其中
7、GPS模块采用GARMIN公司的GPS25LP系列时间暂定为100ms,重发次数为3次,同时有8个节点OEM板;车载设备的需要校时。按照最不利条件,即校时节点的编号都是主控电路主要起到将最末尾的,每个校时节点的信息都延迟最大时间,且都时间信息传递给ATP需要重发来计算,系统从第一个节点开始查询,每个不设备的作用,所以主体在校时范围的节点的查询时间为100ms,而每个校时包含无线收发电路以节点的时间为600ms,则64个节点循环一遍需要及与ATP的接口,还10.4s。相对于1min的校时时间,
