列車自主運(yùn)行系統(tǒng)在軌道交通車輛中的應(yīng)用

陳苗

摘 要：本文以城市軌道交通通信的實(shí)際需求為切入點(diǎn)，闡述了城市軌道交通通信的應(yīng)用要求，論述了列車自主運(yùn)行系統(tǒng)在軌道交通車輛中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：列車自主運(yùn)行系統(tǒng);城市軌道交通;應(yīng)用

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)平均日均客運(yùn)量為180萬(wàn)人次，城市軌道交通高峰小時(shí)最小發(fā)車間隔平均265秒，隨著城市軌道交通通信及數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展、客流量不斷增加，提升運(yùn)營(yíng)效率的需求強(qiáng)烈，在巨大的市場(chǎng)需求下推動(dòng)軌道交通的高速發(fā)展，更安全、更高效的智慧軌道交通系統(tǒng)成為發(fā)展趨勢(shì)。

智慧交通是發(fā)展趨勢(shì)隨著車車通信、多網(wǎng)融合、綜合承載、互聯(lián)互通等軌道交通新技術(shù)的融入，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)等高新IT技術(shù)，通過(guò)軌道交通新技術(shù)提高安全性及運(yùn)營(yíng)效率，通過(guò)高新技術(shù)匯集交通信息，使系統(tǒng)具備自主判斷能力，最終實(shí)現(xiàn)智慧交通。

1列車自主運(yùn)行系統(tǒng)簡(jiǎn)介

列車自主運(yùn)行系統(tǒng)是以列車為核心，以車-車通信為基礎(chǔ)，以信號(hào)車輛深度融合為特征，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行方式由自動(dòng)化向自主化轉(zhuǎn)變的一種全新系統(tǒng)制式。是基于“車—車”通信及“系統(tǒng)融合”的軌道交通列車控制系統(tǒng)，以車車通信為基礎(chǔ)，采用信號(hào)-車輛一體化控制理念，基于統(tǒng)一的車載控制平臺(tái)，集成軌旁列控功能，融合網(wǎng)絡(luò)、牽引、制動(dòng)系統(tǒng)，構(gòu)建了融合、開(kāi)放、安全、高效的車車通信智能運(yùn)行系統(tǒng)。

列車自主運(yùn)行系統(tǒng)主要包括ATS、OC（地面目標(biāo)控制器）、OBC（車載控制器），將傳統(tǒng)CBTC中軌旁的聯(lián)鎖設(shè)備以及區(qū)域控制設(shè)備在列控車載控制平臺(tái)中進(jìn)行集成，通過(guò)列車之間數(shù)據(jù)通信方式實(shí)現(xiàn)列車主動(dòng)進(jìn)路和列車自主防護(hù)的功能，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)架構(gòu)，減少軌旁設(shè)備，優(yōu)化各子系統(tǒng)間接口，降低系統(tǒng)復(fù)雜度，提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，有效降低系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。

2列車自主運(yùn)行系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

列車自主運(yùn)行系統(tǒng)列車相對(duì)于CBTC列車更”聰明“，具備自主進(jìn)路、自主防護(hù)、自動(dòng)駕駛和自主調(diào)整功能。系統(tǒng)減少設(shè)備配置，降低建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本，提高運(yùn)行效率，提升軌道交通智能化水平。

2. 1自主進(jìn)路。列車下載本車運(yùn)行計(jì)劃，并采用基于資源管理的安全策略，通過(guò)“資源競(jìng)爭(zhēng)，控制權(quán)獨(dú)占，使用權(quán)共享”保證列車進(jìn)路安全。

2.2自主防護(hù)。列車根據(jù)獲取資源等信息動(dòng)態(tài)計(jì)算移動(dòng)授權(quán)，實(shí)施超速防護(hù)。

2.3自主調(diào)整?；谲囕d運(yùn)行時(shí)刻表實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的列車自主運(yùn)行調(diào)整功能。

2.4更加安全可靠

2.4.1基于車車通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的SIL4高安全系統(tǒng)，減少系統(tǒng)接口危害。

2.4.2超高可靠性的無(wú)線通信系統(tǒng)。中央通信服務(wù)器全部故障后，軌旁分布式核心網(wǎng)設(shè)備可以支持正常通信。

2.4.3大幅減少軌旁設(shè)備，故障率低，故障影響范圍小。減少區(qū)域設(shè)備故障導(dǎo)致的列車降級(jí)，區(qū)域降級(jí)的可能性減少65%。

2.4.4列車自主控制，運(yùn)營(yíng)可用性提高。車車通信系統(tǒng)取消軌旁聯(lián)鎖設(shè)備CI以及區(qū)域控制設(shè)備ZC，僅在軌旁設(shè)置目標(biāo)控制器OC。CBTC地面設(shè)備故障影響多列車，車車通信設(shè)備故障僅影響單列車。車車通信系統(tǒng)可用性指標(biāo)高出CBTC系統(tǒng)2個(gè)數(shù)量級(jí)。

2.4.5基于車車通信，實(shí)時(shí)顯示前后車距離。通過(guò)融合顯示屏動(dòng)態(tài)顯示車輛核心控制系統(tǒng)信息，列車追蹤狀態(tài)，顯示信息更全面， 為司機(jī)提供更佳的行車指導(dǎo)。

2.5列車運(yùn)行更高效，有效提高運(yùn)能

2.5.1追蹤間隔更短。簡(jiǎn)化系統(tǒng)架構(gòu)，列車間直接通信，數(shù)據(jù)傳輸更快，追蹤間隔更短。

2.5.2列車控制更高效。制動(dòng)控制器融合ATO，制動(dòng)延時(shí)減少，剎車距離更短，停車更精準(zhǔn)。

2.6運(yùn)營(yíng)更靈活?；谫Y源的安全防護(hù)算法，可在任意位置為列車建立任意方向安全進(jìn)路，提供更好的運(yùn)營(yíng)靈活性，有效應(yīng)對(duì)車站火災(zāi)、軌旁故障以及突發(fā)大客流等多種應(yīng)急場(chǎng)景。

3基于車車通信的智慧車輛

車車通信技術(shù)使車輛有了自己的“大腦” 和“感知器官” ，車輛自身系統(tǒng)升級(jí)后，會(huì)變得異?！奥斆鳌薄?/p>

3.1智慧車輛構(gòu)成

3.1.1車載控制系統(tǒng)

3.1.2調(diào)度中心

3.1.3有線/無(wú)線通信系統(tǒng)

3.1.4傳感系統(tǒng)

3.1.5車站控制系統(tǒng)

3.2智慧車輛的優(yōu)勢(shì)

3.2.1感知基礎(chǔ)設(shè)施和移動(dòng)裝備的狀態(tài)

3.2.2控制列車啟動(dòng)、加速、減速、停車等

3.2.3防止列車超速、追尾和正面沖突

3.2.4確保運(yùn)行安全，提高運(yùn)行效率

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科技的不斷發(fā)展，軌道交通也將向基于智能感知和車-車通信的移動(dòng)閉塞方向發(fā)展;實(shí)現(xiàn)車輛和信號(hào)的深度融合，車輛由原來(lái)的被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)思考，通過(guò)提高城市軌道交通列控系統(tǒng)的智能化水平，滿足日益發(fā)展的運(yùn)營(yíng)需求，為城市軌道交通車輛運(yùn)行提供更加安全、高效的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周春貴，鐘治國(guó).同步數(shù)字傳輸自意網(wǎng)及其在軌道交通中的應(yīng)用[J].城市軌道交通研究，2004（1）.

[2]張韜，苗剛.地鐵通信系統(tǒng)分析[J].電子工程師，2000（6）.