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CBTC系统列车防护

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︱358︱2017年2期CBTC系统列车防护

胡 凯

浙江众合科技股份有限公司,浙江 杭州 310000

摘要:区域控制器(ZC)是一个安全控制器,它通过无线子系统(DCS)和车载控制器(CC)进行数据通信,为列车提供安全防护和运行指挥,实现CBTC功能。在区域控制器或车载控制器发生故障不能使用的情况下,保障列车安全和运行的任务就交由轨旁联锁和各种信号机的地面信号显示来完成,实现CBTC的后备模式。

关键词:信号机;后备模式;移动闭塞

中图分类号:TM571 文献标识码:B 文章编号:1006-8465(2017)02-0358-02

1 系统特点

1.1 CBTC系统正线信号

在CBTC系统中,正线一般有下列几种信号机:道岔防护信号机、出站信号机、道岔防护兼出站信号机和线路终端的阻挡信号机。

由于CBTC列车的运行主要受区域控制器管理,而不是轨旁联锁信号,所以这些信号机主要服务于CBTC系统中的非CBTC列车并为其安全运行提供行车凭证。轨旁联锁通过计轴反馈的现场状态来判断列车位置,随后通过联锁内部逻辑来控制这些信号机的状态显示,从而保证列车的正常运行。如果是在ATS控制的状态下,则由ATS 来负责逻辑计算,并给联锁发送这些信号机显示状态的指令。

(1)道岔防护信号机

道岔防护信号机位于道岔前方,有三个灯位及下列显示方式:

a.绿灯:直向行驶信号,前方道岔在定位且锁闭,进路排列至下一个信号机前。

b.黄灯:侧向行驶信号,前方道岔在反位且锁闭,进路开放至下一个信号机前,允许列车在道岔开通方向限速运行。

c.黄红灯:引导信号,进路因计轴故障等而无法开放时使用。

d.红灯:停止信号,列车不允许越过此信号机。

e.灭灯:该显示由区域控制器控制并通过联锁实现,仅供CBTC 列车用。

(2)出站信号机

出站信号机位于正常出站方向的站台尽头,有两个灯位:

a.绿灯:进路排列至下一个信号机。

b.红灯:停止信号。

c.黄红灯:引导信号,进路因计轴或屏蔽门故障等而无法开放时使用。

d.灭灯:由区域控制器控制,仅供CBTC列车用。

(3)道岔防护兼出站信号机

道岔防护兼出站信号机有三个灯位。

a.绿灯:进路排列至下一个信号机。

b.黄色:侧向行驶信号,前方道岔在反位且锁闭,进路开放至下一个信号机前。

c.黄红灯:引导信号。

d.红灯:停止信号,不允许列车越过此信号机。

e.灭灯:由区域控制器控制,仅供CBTC列车用。

(4)阻挡信号机

阻挡信号机设置在线路的终端,每个阻挡信号机有两个灯位,但只有红灯显示。所有列车在接近此信号机时必须停车。

1.2 信号机的点灯和灭灯

装备有CBTC车载设备并能与ZC进行实时通信的列车称CBTC列车。通信故障或没有装备CBTC车载设备的列车为非CBTC列车。

由于CBTC列车由区域控制器控制,而非轨旁联锁信号,为防止信号机显示误导司机,故CBTC列车接近信号机时,信号机会显示灭灯状态,不同地铁项目也有使用蓝灯或白灯,本文中统一使用灭灯表示。非CBTC列车则依旧按照轨旁联锁信号机表示行车。

如果一个区域内仅有CBTC列车,那么位于两个CBTC列车间的信号机均为灭灯状态。而CBTC列车与非CBTC列车混跑的区域,则有下列原则,所有CBTC列车前方要接近的信号机,信号机为“灭灯”,所有非CBTC列车前方要接近的信号机,信号机为“点灯”。

如下图所示,对非CBTC列车为点灯状态的信号机的数量取决于计轴闭塞区间的数量,在非CBTC列车与其前方的CBTC列车间的所有信号机都为点灯状态。

1.3 道岔区段的计轴

道岔区段计轴检测主要用于转辙机的电气锁闭。如果道岔区段计轴故障,反馈的信息就是轨道被列车占用,对于非CBTC列车所在道岔区段的计轴故障时,转辙机保持电气锁闭,道岔不能转动,列车禁止通过道岔。而CBTC列车运行在故障的计轴区段内,区域控制器(ZC)并不依赖于计轴进行列车定位,所以ZC知道所有CBTC列车的位置,则CBTC列车可以进行移动。

2 CBTC后备模式

根据CBTC系统后备模式的运作方式,出站信号机设置在列车正常运行方向上车站的站台尽头,这些信号机可以显示红灯和绿灯。计轴系统用来检测列车占用,计轴区段设置在站间,相临两个站的离去点之间作为一个计轴区段。如果CBTC列车和区域控制器的通信连接中断,后备系统会按照非CBTC列车来进行列车防护,联锁逻辑取消灭灯显示,强制点亮信号机红灯进行防护。

如果后续列车尝试越过前方车站显示红灯的出站信号机,列车上的ATP设备将会发出一个紧急制动实施请求。列车使用车载数据库中的轨旁信号设备分布图判断系统中所有轨旁动态信标和所有出站信号机的位置。

2.1 动态信标的位置

紧急制动曲线在出站信号机处终止。动态信标设置在列车正常停车位置与出站信号机之间,这种位置关系可以使列车在正常制动曲线下不会读到动态信标。

一旦信号机显示变绿,司机可以继续驾驶列车前进几米以便读取动态信标。如果当出站信号机点红灯时,司机向前驾驶列车超过15米,ATP设备会发出紧急制动实施请求。

2.2 RM模式下的运行

如果司机将转换开关切换到RM驾驶模式(受限模式),车载ATP 会自动为列车实施25公里/小时的超速防护。

2.3 车载ATP

ATP设备采用速度传感器(Tac)、加速度计(Acc)、车载数据库(包含正线设备分布)和查询器来判断列车的位置和速度。

所有的出站信号机和动态信标位置被存储在车载数据库中。对应每一个车站的出站信号机都有一个由ATP设备强制执行的停车曲线。而且超速防护也由速度-距离曲线来强制执行。

给司机的速度曲线信息显示在列车司机显示器(TOD)单元上。后备驾驶模式的速度曲线显示数据和ATPM驾驶模式一致,例如,目标距离,目标时间和速度。

2.4 利用道岔防护信号机的后备系统运行模式

后备系统中的道岔防护信号机采用和出站信号机类似的工作方式。在运营交路终端站,采用两个动态信标使得车载ATP产生两条速度-距离曲线,也就是,一条为直股通过曲线,另一条为弯股通过曲线。出入段作业也提供点式ATP功能。

3 移动闭塞原理

传统信号系统主要是通过使用安全的轨旁信号确保列车间隔、列车停车和提醒司机,因此列车不会进入另一个有列车占用指示的闭塞区间。CBTC系统实现的移动闭塞主要功能,一是保障列车运行

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