西南交通大学城市轨道交通期末考试题库及详解.pdf

1 请说明以下两种列控系统原理上的差异 在实际应用中有哪些特点 请说明以下两种列控系统原理上的差异 在实际应用中有哪些特点 P42 45 P70 准移动闭塞 移动闭塞 系统原理 设备要求 性能指标 优点 1 1 系统原理 准移动闭塞 列控车载防护采取目标距离速度防护模式 追踪间隔由目标距离速度曲线决定 通过采用报文式轨道 电路辅之环线或应答器来判断分区占用并传输信息 信息量大 可以告知后续列车继续前行的距离 后续列车可根据 这一距离合理地采取减速或制动 列车制动的起点可延伸至保证其安全制动的地点 从而可改善列车速度控制 缩 小列 车安全间隔 提高线路利用效率 但准移动闭塞中后续列车的最大目标制动点仍必须在先行列车占用分区的外 方 因此它并没有完全突破轨道电路的限制 特点在于追踪目标点固定 制动点不固定 空间间隔长度不固定 移动闭塞 固定闭塞中轨道占用是以分区为单位 而移动闭塞中 列车在轨道上只是占用与其长度相同的轨道 只需给移动的列车 划分 与列车长度相当的 随列车运行而 移动 的轨道线路 追踪列车的目标点是前行列车 的尾部加一个安全距离 实时与前车保持安全制动距离 闭塞分区随列车移动而 移动 称为移动闭塞 取消了轨 道占用检查设备和通过信号机 特点在于追踪目标点不固定 制动点不固定 空间间隔长度不固定 系统设备主 要由控制中心设备 通信设备 车载设备和轨旁设备组成 1 2 性能比较 1 准移动闭塞 ATC 系统的列车追踪间隔和列车控制精度除取决于线路特性 停站时分 车辆参数外还与 ATP ATO 系统及轨道电路的特性 轨道电路的长度 传输信息量的内容及大小 轨道电路分界点的位置等 密切相关 一个 轨道电路区段只允许一列车占用 当列车只占用部分区段则认为全部轨道电路被占用 导致列车追踪间隔相对较 大 而移动闭塞式的 ATC 系的列车追踪间隔和列车控制精度只取决于线路特性 停站时分 车辆参数 因此 使 得系统比准移动闭塞系统具有更大的运用灵活性和较小的行车间隔 2 移动闭塞 ATC 系统充分利用现代数字通信技术 可实现大信息量 车 地双方向的实时数据传输 准移动闭 塞 ATC 系统由轨道电路向列车传输信息 传输的信息量受钢轨传介质频带限制及电化牵引回流的干扰 难以实现 大信息 实时的量地 车间数据传输 1 3 优点 总之 移动闭塞没有固定的闭塞分区 列车间隔随列车移动而移动 实现较小的立场运行间隔 有条件实现 小编 组 高密度 实现车地之间信息的双向传输 传输信息量大 易于实现无人驾驶 2 请描述请描述 IEEE 推荐的推荐的 CBTC 系统结构以及主要的功能分配和系统结构以及主要的功能分配和逻辑关系逻辑关系 P7 33 系统以列车为中心 其主要子系统包括 区域控制器 车载控制器 列车自动监控 ATS 中央控制 数据信息系统 和司机显示等 1 区域控制器 ZC Zone Controller 即区域的本地计算机 与连锁区一一对应 通过数据通信系统保持与控制 区域内的所有列车安全信息通信 ZC 根据来自列车的位置报告跟踪列车并对区域内列车发布移动授权 实施联锁 区域控制器采用三取二的检验沉余配置 沉余结构的列车自动监控可实现所有列车运行控制子系统的通信 用于传 输命令及监督子系统状况 2 车载控制器 VOBC 与列车 指一个完整的编组 一一对应 实现列车自动防护 ATP 和列车自动运行 ATO 的 功能 车载控制器也采用三取二的沉余配置 车载应答 查询器和天线与地面的应答器 信标 进行列车定位 测 速发电机用于测速和对列车进行校正 3 司机显示提供司机与车载控制器及列车自动监控 ATS 的接口 显示的信息包括最大允许速度 当前测得速度 到 站距离 列车运行模式及系统出错信息等 4 数据通信系统实现所有列车运行控制子系统间的通信 该系统采用开放的国际标准 即以 802 3 以太网 作为 列车控制子系统间的接口标准 以 802 11 作为无线通信接口标准 这两个标准均支持互联网协议 IP CBTC 系统的组成可以分为两大部分 其中最重要的部分为 1 ATC 系统 包括 ATP ATO ATS 三个子系统 完成列 车状态信息以及数据信息的处理并控制列车运行 其次是 2 车辆段联锁设备 车辆段设一套联锁设备 用以实现 车辆段的进路控制 并通过 ATS 车辆段分机与行车指挥中心交换信息 先进的车辆段信号控制系统的特点是信号一 体化 包括联锁系统 进路控制设备 接近通知 终端走过防护和车次号传输设备等 这些设备由局域网连接并经 过光缆与调度中心相通 列车的整备 维修与运行相互衔接成一个整体 保证了城市轨道交通的高效率和低成本 车辆段内试车线设若干与正线相同的 ATP 轨道电路个 ATO 地面设备 用于对车载 ATC 设备进行静 动态试验 逻辑关系 3 请描述请描述 IEEE 推荐的典型的列车安全制动模型 推荐的典型的列车安全制动模型 P64 4 请描述移动闭塞系统中的主要性能指标要求 对其中一个或几个指标的原理进行请描述移动闭塞系统中的主要性能指标要求 对其中一个或几个指标的原理进行详细说明详细说明 附录 附录 B 84 提纲 计算方法 理想条件 应用提纲 计算方法 理想条件 应用 列车定位 CBTC 系统列车位置是由列车本身确定 然后通过 DCS 系统实时传递至轨旁 CBTC 设备 深圳地铁 2 号线 URBALISTM 系统采欧式信标进行列车定位 当列车通过信标时 由列车信标天线激活地面上的信标 并向列车发送 一个唯一的识别号 CBTC 系统可以在列车的运行线路上迅速 准确的捕捉到列车的具体位置 当 CC 通过一个信标 时 CC 接收到信标识别并和线路配置数据比较以确定其在线路上的位置 然后将该位置信息报告给 ZC CC 周期性 地计算其安全位置 在每 2 次重新定位之间 CC 根据测算经过上一个信标之后的位移计算其最大和最小可能位置 列车的实际位置总是在这两个位置之间 这两个最大和最小可能位置之间的距离称为定位误差 随着列车的移动 该误差将由于车轮的空转 打滑效应而增加 该原理保证列车的实际位置总是在最大定位报告和最小定位报告之间 检测到的最大和最小位置将被发送至 ZC 用于计算自动防护 AP Automatic Protection 由于编码里程计安装在车轮上 列车运行时车轮的打滑 编码里程计固有的误差和车轮磨损误差 而且误差会 随着列车的运行距离增加而不断积累 在 URBALISTM 系统中 ATC 会自动通过两个相隔 21m 的重定位信标重新进行 初始化校准里程计精度来消除计算误差 如果列车失去定位 系统能通过在线路上的任意位置读取 2 个连续的信标 重定位 移动授权 含义 移动授权 MA Movement Authority 是列车按照给定的运行方向 被授权进入和通过一个特定的轨道区段 移动授权在每一个通信周期前由 ZC 签发和监督 CC 执行移动授权 以维持安全的列车间隔 并通过 CI 提供防护 移 动授权终端可能是前方列车 AP 的尾部 道岔 进路终点 ZC 边界 轨道末端 缓冲区的边界等 列车在运行时 车载 CC 将列车位置报告通过 DCS 系统传递给 ZC ZC 根据列车当前位置报告结合 CI 处理的进路信息 信号机 道岔 屏蔽门等轨旁线路设备状态来为管辖区域的列车进行移动授权 通过 DCS 系统将移动授权传递给管辖区域的每一列 车 在整个过程中 ZC 和 CI CC DCS 等系统之间连续的传递信息 在信息交换的过程 ZC 将移动授权内的进路和 障碍物的状态告知车载控制器 CC 移动授权的生成和作用 ZC 为区域内每列列车建立一个 AP CC 负责根据 ZC 给出的安全限制驾驶列车 并向每列列车提供一个移动授 权 该移动授权是根据相邻 AP 的位置计算出来的 在计算过程中 ZC 需与 CC ATS CI 和相邻的 ZC 通过 DCS 系统 进行双向通信交换信息 因此 列车之间可以相互提供防护 ZC 根据每个 AP 的位置和 CI 发送的轨旁设备状态向每 列列车提供一个移动授权 该移动授权是根据相邻 AP 的位置和轨旁设备状态计算出来的 EOA 的消息作为对位置 报告的响应 发送给每辆列车 车载 CC 根据收到的移动授权信息和列车速度 线路参数和司机反应时间等条件计算出列车的常用制动曲线和 紧急制动曲线 确保列车不能超越移动授权 因此在移动闭塞系统中 ATP 防护点不是在轨道区段的分界点而是在前 行列车车尾后方加上安全距离的位置它随着列车的移动而移动 授权终端 EOA End of Authority 可能是动态的列车 也可能是静态的道岔 进路的终点 ZC 边界 轨道末端 等 确定移动授权的过程就是 ZC 对列车前方 EOA 选择的过程 ZC 按照由近及远的原则来选择列车的授权终端 EOA 作为列车的移动授权终点 常要处理的 EOA 包括 1 前方列车 2 道岔 5 请说明什么是虚拟闭塞 与固定闭塞相比 虚拟闭塞在原理上和实际应用中有哪些特点和区别 虚拟闭塞是相对于固定闭塞来说的 固定闭塞就是把轨道分成若干个区段 称为轨道区段 列车按照轨道区段 的一定间隔依次运行 但每个轨道区段的长度是固定的 应此列车运行的间隔不能随意调整 虚拟闭塞就是把这个 固定的轨道区段虚拟化 没有固定的间隔距离 取消轨道占用检测设备和区间信号机 通过无线通信 列车定位技 术 自动超速防护等控制手段把列车的的运行间隔控制在合理的范围内 这种技术可以大幅度提高列车运行密度和 减少列车跟踪运行的距离 提高运力 虚拟闭塞与准移动闭塞的原理相同 区别仅仅在于虚拟闭塞没有实际存在的闭 塞分区和轨旁信号设备 信号和计轴设备均由计算机技术虚拟设定的 因此虚拟闭塞有能力把闭塞分区划分得很短 当 单位区段短到一定程度 其性能将与移动闭塞非常接近 通过无线信息传输闭环确认 保证信息传输的可靠性 无须进行车站电码化 减少室外信号设备 不存在轨道电路 干扰问题 有利于实现机车信号主体化 地面设备向车载设备提供大量信息 提高控制列车的安全性和行车效率 无 线机车信号已进行过现场试验 基本功能达到设计要求 2007 年上半年 铁道部科技司立项在青藏线南山口车站再次 进行试验 目前试验工作已启动 拉日线 拉萨 日喀则 在工程设计中已经将无线机车信号列入设计文件 6 请描述城市轨道交通车载控制系统的主要设备和功能 对其中一个或几个功能的要求和原理进行详细说明 请描述城市轨道交通车载控制系统的主要设备和功能 对其中一个或几个功能的要求和原理进行详细说明 P34 73 提纲 配置情况 如网络 车载设备主要包括 车载控制器 CC 速度传感器 测速电机 加速度计 应答读取器天线 TOD MR 和天线 车载 CC 的定位功能 车载 CC 通过初始化定位信标确定进入系统的位置 之后根据实时计算的列车速度计算列车走行的距离 并在 每经过一个地面静态信标时 对列车的位置进行修正 CC 根据列车的实时运行速度和时间确定偏移量 d 并根据读取的地面信标修正位置偏差 CC 也通过 ZC 得知前 方的进路锁闭状态 计轴区段等轨旁状态的信息 并根据车载线路地图 计算 CC 的 ATP 防护曲线 CC 将根据这个 ATP 防护曲线进行列车的速度监督和超速防护 7 请说明请说明 ATS 的主要功能 对其中一个或几个功能的要求和原理进行详细说明 的主要功能 对其中一个或几个功能的要求和原理进行详细说明 P96 1 列车追踪 2 进路操作 自动排路 3 列车运行自动调整 时刻表功能 4 运行图 时刻表编辑管理功能 5 列车运行限制功能 如临时限速 道岔和信号封锁等 6 区域封锁功能 7 ATS 事件记录和报告 8 系统运行模式 9 与乘客向导系统 管理信息系统和其他系统 SCADA BAS FAS Radio Mast Clock 等等 接口 8 请说明请说明 ATP 的主要功能 对其中一个或几个功能的要求和原理进行详细说明 的主要功能 对其中一个或几个功能的要求和原理进行详细说明 P55 57 74 1 负责列车间的安全间隔和超速防护 列车定位 速度测量 计算移动授权并执行速度监督 2 车门 屏蔽门的监督检查和开启授权 3 列车完整性监督 4 前溜和后溜防护 5 停车保证功能 6 防淹门的防护 详述定位功能 主要设备 车载控制器主要设备 车载控制器 CC 应答器读取系统 速度传感器和加速度计 地面信标 应答器读取系统 速度传感器和加速度计 地面信标 9 请说明请说明 ATO 的主要功能 对其中一个或几个功能的要求和原理进行详细说明 的主要功能 对其中一个或几个功能的要求和原理进行详细说明 P82 1 在 ATP 的安全保护下 根据 ATS 子系统的指令 实现列车的自动驾驶 实现列车在区间正方向的自动运行 自动完成列车启动 加速 巡航 惰行 减速和停车 2 程序站停 3 站台精确停车 25cm 50 车门 4 在 ATP 的允许下 自动开关车门 5 自动折返 10 请说明计算机联锁与列控系统的请说明计算机联锁与列控系统的关系关系 计算机联锁是一种以计算机为主要技术手段实现车站联锁与站间进路联锁的系统 因此 它不仅具备继电联锁 设备的联锁控制功能 而且利用计算机的快速信息处理能力和储存能力 可方便地实现继电联锁设备难以实现的一 些功能 城市轨道交通自动列车控制系统 ATC 一般由自动列车防护系统 ATP 自动列车驾驶系统 ATO 自动列车监控系 统 ATS 计算机联锁系统共同组成 为集行车调度指挥 控制和现代化运输管理一体的综合自动化系统 它可以协 调各系统 有关部门之间的工作 最大限度提高各系统的潜在效能 使全线的运输安全 高效 平稳 实现城市轨 道交通的运营管理现代化 ATP ATO ATS 计算机联锁系统四个系统与地面相应配套系统结合 通过信息交换实现地面控制与车上控制 结合 现地控制与中央控制结合 构成一个以安全设备为基础 集行车指挥 运行调整以及列车驾驶自动化等功能 为一体的自动列车控制系统 计算机联锁 主要是县全线的进路控制 并把线路上的道岔 轨道区段 信号状态提供给地面 ATP 设备与自动 列车监控系统 ATS 根据城市轨道交通正线的线路特点和车站分布 将计算机联锁主机设备只设置在有岔站 称为设备集中站 而 在无岔站 称为非设备集中站 只设置执行控制设备 实现设备集中站对一定数量非设备集中站的联锁功能 设备集 中站和两侧不超过 4 个非设备集中站组成一个联锁区域 设备集中站作为