VICOS分为中央级的VICOS OC 501和车站级的VICOS OC 101。
HMI是列车调度员的操作台。来自SICAS ECC(ECC——元件接口模块)、TRAIN—
图5-4 西门子的CBTC系统结构
ECC—元件接口模块;ODI—操作/显示接口;OPG—速度脉冲发生器;HMI—人机接口;LEU—轨旁电子单元;s&D—检查和诊断;TSCU_V—轨旁安全计算机单元。
GUARD MT(MT——城市轨道交通)和其他外围系统的动态数据汇集在VICOS OC 501的COM服务器并处理,ADM服务器负责中心数据存储和报告,FEP(前端服务器)负责将其他外围系统接入ATS服务器。
二、SICAS
SICAS主要包括列车进路计算机(TRC)和车站操作员工作站(LOW)。计算机有连接室外设备和轨道空闲检测系统接口。
SICAS使用联锁PROFI BUS总线用于SICAS ECC的内部通信。LOW、TRC和S&D
系统直接与SICAS ECC和TRAINGUARD MT通信。
SICAS ECC ODI(ODI——操作/显示接口)和TRAINGUARD MT轨旁设备之间的通信通过一个ATC PROFI BUS总线实现。
SICAS和TRAINGUARD MT总线是双通道双向的光纤通信连接。每个通道独立工作并且提供故障一安全的通信。使用两个通道是为系统的高可用性提供冗余。
三、TRAINGUARD MT
TRAINGUARD MT系统包括ATP/ATO和通信设备。ATP/ATO分为轨旁单元和车载单元。轨旁ATP系统与联锁系统、ATS系统、列车(经过轨旁一列车通信系统)以及相邻的ATP系统有双向接口。通过轨旁到列车的通信网络,在轨旁单元和车载单元之间建立了双向通信。
在车载结构中,两个相互独立的无线系统的列车单元(Tu)分别安装于列车前后的驾驶室内,作为轨旁无线单元AP的通信客户端。这两个TU通过一个点对点的以太网连接,不间断地相互通信。同时,这两个TU分别连接到列车前后的列车控制系统。
第三节 系统功能与特点
一、系统功能
系统的功能包括ATS功能、联锁功能、ATP/ATO功能、列车检测功能、试车线功能、培训和模拟功能。
1.ATS功能
ATS除了自动进路排列(ARS)功能、自动列车调整(ATR)功能、列车监督和追踪(TMT)、时刻表(TIT)、控制中心人机接口(HMI)和报告、报警与文档等主要功能外,还改进和增加了以下功能:在CTC通信级使用双向通信通道;在ATS后备模式下车站级可以输入车次号;适应移动闭塞的控制要求;TRC(列车进路计算机)取代RTU的自动进路排列功能;提供独立的冗余局域网段;在ATS显示列车状态信息;与MCS(主控系统)的接口;与车辆段联锁的接口;提供操作日志(含故障信息)的归档功能;设两个控制中心;车辆段调度员ATS工作站进行出库列车自动预先通知,在规定时间无列车在车辆段转换轨时自动报警。
正常情况下,各线的控制中心行使行车调度职权。当各线控制中心的HMI丧
失有效的行车调度和控制功能或当运营需要时,系统应能切换至综合控制指挥中心进行调度和控制。系统的切换能人工操作,也可以自动进行,但自动切换时必须经过人工确认。
2.联锁功能
联锁除了轨道空闲处理(TVP)、进路控制(RC)、道岔控制(PC)和信号机控制(sc)等主要功能外,联锁设备与ATS系统相结合,可实现中央ATS和联锁设备的两级控制。根据运营要求,应能自动或人工进行进路控制。其中人工控制分为中央ATS人工和联锁设备人工两类,自动控制分为中央ATS自动、联锁设备自动。人工控制进路优先级高于自动控制进路。根据需要可进行联锁与中央ATS两级控制权的转换。控制权的转换过程中及转换后,未经人工介入各进路的原自动控制模式不变。在特殊情况下,可不经控制权的转换操作强制进行联锁设备的控制。在车站级控制的情况下,如中央级功能完好,仍可设定或者保留中央自动功能(如ATR、ARS)。在车站ATS LAN与中央ATS之间通信中断的情况下,列车将在本地工作站LOW和列车进路计算机TRC的操作下继续运行。ATP/ATO功能将根据缺省的停站时间和缺省的自动列车调整值在连续式通信模式和点式通信模式下工作,联锁功能继续。
3.ATP/ATO功能
ATP/ATO除了ATP轨旁、通信、ATP/ATO车载等主要功能外,还改进和增加了以下功能:不使用PTI的信息交换,相应的功能可以通过双向通信通道在CTC实现;适应线性电机系统的线路条件,满足与线性电机接口的新要求;提供ATO的冗余;ATO控制列车的原理适应移动闭塞的要求。
因此,TRAINGUARD MT的核心功能是移动闭塞列车间隔功能,根据线路的空闲状态和联锁状态(道岔状态、进路状态、运行方向、防淹门状态、PSD状态、ESB状态),产生移动授权电码。
正线区段(包括车辆段出入段线、存车线、折返线)具有双线双方向有人全自动驾驶运行功能。
列车进站停车时采取一级制动(连续制动曲线)的方式,按一级制动至目标停车点,中途不得缓解,且在进站前不会有非线路限速要求的减速台阶。
4.列车检测功能
采用计轴器(AXC)进行列车检测。
信号系统具有完善的远程故障自诊断功能,对全线的中央设备、车站设备、轨旁设 备、车载设备以及车地通信设备进行实时监督和故障报警,能准确报警到可更换单元 (插拔件)等,便于及时更换,并能根据用户需要经通信传输通道在车辆段维修中心实 旅远程故障报警和故障诊断。
二、系统特点
CBTC系统的最主要特点是采用无线通信,构成移动闭塞。
TRAINGUARD MT是提供ATP/ATO功能的强大而先进的系统。它是一个模块化的系统,可以适用于不同的需要。
1.连续式和点式通信方式并存
连续式通信方式和点式通信方式可以单独工作或同时使用。
连续式通信是使用无线进行轨旁和列车间的通信。配合连续通信通道,列车根据移动闭塞原理相间隔,提供最小运行间隔,列车受ATP/ATO控制,构成移动闭塞。
点式通信则不依赖于连续通信通道,而采用基于应答器的点式通信通道从轨旁向车上传输数据。配合点式通信通道,列车根据固定闭塞原理相间隔,并受ATP/ATO控制,构成固定闭塞。固定闭塞运行可作为移动闭塞运行的后备模式。
2.混合运行
装备和未装备ATP/ATO的列车可以在同一线路上运行。 被司机人工驾驶的列车可以与采用ATO自动驾驶的列车混跑。 3.可升、降级
系统可以容易地从基本的运行模式(点式通信,固定闭塞)升级到高性能的等级(连续式通信,移动闭塞),直到无人驾驶的运行等级(MTO)。
在故障时,可适度降级,不同的运行等级可以使用一个比较低的等级作为后备级,例如:移动闭塞/连续通信的ATP/ATO-+固定闭影点式通信的ATP/ATO--*使用信号机的联锁级。
4.可扩展性
一条装备TRAINGUARD MT的线路可很容易地扩展,增加车站和列车。
第四节 基于漏泄波导通信的列车运行控制系统
基于漏泄波导通信的列车运行控制系统是以漏泄波导为通信媒介,通过车站和轨旁的设备实现地面与列车的信息交换,从而达到对列车运行的控制。列车在线路中的位置需要列车通过车载里程仪测量后经车载通信天线发送给轨旁设备,并经过其处理后送到车站控制设备,车站控制设备再将这一信息转发给后续列车,后续列车知道了前行列车的位置,可根据事先定义的安全行车原则,实现移动闭塞。采用以无线扩频电台和漏泄波导为通信媒介,漏泄波导作为无线电台的天线使用的方法,彻底解决了无线电台在地铁隧道中信号传输的问题,是一个安全、可靠、先进的信号系统,最适合在地铁环境中使用。
基于漏泄波导通信的列车运行控制系统,是采用沿轨道铺设漏泄波导的方式,以波导信息网络、无线扩频电台为基础,采用时分多址即TDMA(Time Division Multiple Access)通信方式,通过有线和无线网络的集合,实现列车与轨旁设备的双向连续通信及列车定位功能,最终实现移动闭塞信号控制系统。
一、波导信息网络
波导信息网络用于确保列车和本地ATS系统、控制中心之间的车地双向连续传输信息。波导信息网络是由多个波导信息网通信单元和车载的波导信息网移动站组成。图5-5为波导信息网络结构图。
图5-5 波导信息网络结构图
波导信息网基站(Waveguide Base Station,简称WBS)由车站计算机、无线扩频电台、数据采集卡、无源滤波器、窄缝检测发射器、耦合器等组成。WBS对上/下行线是独立管理的。