上海交大《城市轨道交通信号与通信系统》课程讲义附动画八

学习目标了解基于通信的移动闭塞ATC系统的车地通信传输、列车定位了解基于通信的移动闭塞ATC系统中无线局域网的传输方式任务二：基于通信的移动闭塞ATC系统认知一、基于通信的移动闭塞ATC系统1、介绍基于通信的移动闭塞ATC系统（CBTC）不依靠轨道电路检测列车位置、向车载设备传递信息，而是利用通信技术实现“车地通信”和“列车定位”，通过车载设备、轨旁通信设备实现列车与车站或控制中心之间的信息交换，完成列车自动控制。系统通过建立车地之间连续、双向、高速的通信，使列车命令和状态可以在车辆和地面之间可靠交换，将系统主体CBTC地面设备和受控对象列车紧密的连接在一起，可靠地确定列车的准确位置，计算出列车间的相对距离，保证列车的安全间隔；同时根据线路的条件，对列车进行限速或与地面设备发生联锁关系。能够实现车地实时双向通信，由于没有预先设置的闭塞分区，不以固定闭塞分区为列车追踪的最小单元，而是根据实际运行速度、制动曲线和进路上列车位置，动态计算出相邻列车之间的安全距离，列车安全距离的计算是后续列车的受控停车点和前一列车尾部的确认位置之间的一段固定距离。与固定闭塞相比，运行间隔相对可能大大减少。与准移动相比，则具有更大运用灵活性和更小行车间隔，也因此具备了更大运行调整能力。移动闭塞ATC系统就车地双向信息传输方式而言，分为：（1）基于电缆环线传输方式（2）基于无线通信传输方式其中基于无线通信传输方式，又具体为：（1）按无线通信的调制方式可分为：跳频扩频FHSS、直接序列扩频DSSS和正交频分复用OFDM。（2）按数据传输方式可分为：无线扩频电台、漏缆、裂缝波导管等方式。基于通信的移动闭塞ATC系统分为基于感应环线的移动闭塞ATC系统基于无线通信（包括无线扩频电台、裂缝波导管和漏缆）的移动闭塞ATC系统。2、车地通信传输（1）基于感应环线移动闭塞ATC系统广州地铁3号线采用加拿大泰雷兹公司的感应环线方式进行车-地双向连续通信。交叉感应环线方式传输特性好,抗干扰能力强，但无冗余配置。车至地通信56kHz/600b/s，地至车通信36kHz/1200b/s。虽然感应环线数据传输速率较低，但能够满足移动闭塞对数据量的需求。原理：根据中心输出逻辑，车辆控制中心(VCC)将以1200b/s的传输速率输出一个83位的串行命令报文，以36kHz移频键控(FSK）信号的形式通过中心馈电设备(CFD)和轨旁馈电设备(FID)送入环线电缆。该信号被车载天线接收后,将由车载控制器(VOBC)进行译码。与此相反，VOBC的响应报文被车辆的发送天线(56kHz，FSK)发送到环线上，并通过轨旁馈电设备和中心馈电设备送回VCC进行运算处理。另外，轨旁馈电设备还生成一个监督环线状态的9kHz信号，并发回到中心馈电设备。感应环线电缆敷设于轨道之间，是一种绞合铜芯电缆，外加绝缘和非屏蔽的防护外套，作为感应环线通信系统的发送及接收天线使用，大约每25m交叉1次。每组感应环线控制距离约为1000m。车载控制器在经过每个交叉点时检测感应信号相位的变化，并以此来进行定位误差校准，定位精度为6.25m。运营猎维护：感应喘环线榴电缆至的敷匠设方乔法较属为灵蠢活，偿可根站据道轰床、捧牵引伶轨和俗列车薄的情舒况确等定安建装方假式，将可采屑用非扇对称优或对被称形坝式，薪但需看要沿整锹个地仿铁线扇路架库空铺压设，大酸大增脏加了块线缆狗施工逗的工西程量何，对轨道自专业餐的维成护作钱业也拐有一翼定的舍影响，需要信号绝专业纸配合，并添且需要对环鼠线交鹊叉点重新宅精确弯定位。另外点，信覆号专功业每浊季度妙需要萌对室内欢环线贷馈电惯设备添的电毫气参互数进行明调整泥，保溪证数浸据通坏信传锄输质宫量;同时赚每隔驰3餐个月皇还要炎对环线鞭电缆，诸计如刻纹痕、尚切断团、磨案损和邪变形堪等损骡坏情熟况进犯行检倦查，荐若环篮线电茫缆下否垂超驱过7邪5删mm烫，则晕必须捡进行激拉直蛋校正傻，否揪则将覆影响从车底宇天线表的感崭应灵的敏度鬼。在日飘常运膏营过贼程中悟，一殊旦感给应环嫂线出安现数据造通信代故障(充环线志电缆那断裂皂或徐与V歪CC削联宝系中蝴断超滨过3美s咬)裳，吊就会梯造成债本环皆线区孙域内誓的车剑-地芽通信面中断胃;故障笛区域淘内或目标霜点已旬进入贵故障新区域的所徒有列列车将负采取刺紧急筹制动便;还未进筋入该森环线浅区域的列技车将严采取数常用节制动昂停在开故障赚区域狸外。在通百信故摔障排排除以怠前，所菊有列高车都明需要转为诊人工事驾驶蒸模式通过礼该区县域，直至刮下一无个投臂入点任建立直车-促地喉通信，对断运营日服务瞎质量惨将造副成一战定影烂响。(2纺)基于帮无线造通信燃移动条闭塞帝AT泽C系治统基于风无线劈燕通信获移动匹闭塞阅AT消C系怨统车滴地通惨信传往输采辩用无线串通信大技术，实现惨列车乌与地巾面双匹向实嫌时通顿信。对于蛾基于枪无线滥通信唯标准斩的移胸动闭服塞系况统，但地面驾设备撑可以扬直接碌向无隔线通脏信网急络系西统发在送信鹿息，属由仙无线守通信帖网络沙系统怨将压该信素息路导由传将递给筋车辆催。基于毅无线开通信击技术帐的车偏地通旱信传抗输信抓息容违量比深较大批，能炕够满维足较凡大容塘量的示传输振要求鲁。列车通过无线寸网络与地面实现凤实时哲双向活通信牌，列车湾将自锦身列叼车车纪次号悄、运笛行方划向、薄列车慌位置绒和蒙实筐际速纲度实低时传滑递给梢地面行轨旁谊设备洞，地面税轨旁央设备暖根据扯正线挣所有桐列车帽位置额信息锅，经产计算肤生成僻列车岂的运认行权城限，传递鲁给列训车，内减容包右括停半车点嫁位置秘、最扒大允舅许速找度、倘运行昂方向杀和车叠门控润制等各信息慕。通常曲轨道稻交通炉的线图路设纪计有州地下乳、地创面和膏高架秤三种拾。每趴条线禽路可以罢采用掉其中菠单独赏的一困种方录式，绿也可即以是严几种驴组合宅的方讽式。基为于无顷线通啦信的腔CB度TC慌信号悲系统西为了狭满足软车地患双向愧通信龟的需厚要，溪在线甘路沿渗线进晨行无骂线场菠强的华覆盖闸，通常钉有三阳种传涂输方速式可妖供选刘择，陪即无弃线扩悲频电个台、酿漏泄捉同轴捕电缆天和裂若缝波沉导管端。3、列车消定位（1乱）基年于感等应环驱线移都动闭饱塞A棚TC耗系统车载侧控制救器在经颗过每个赏交叉盈点时检测鞠感应彩信号圆相位胶的变化，钟并以传此来予进行遮定位订误差粱校准忠，定绣位精圈度为冶6.此2吗5失m。车站欲定点练停车采用对位票环线或应答盏器方式后，达胡到所随要求扶的停胀车精糠度。3、列车忙定位（2昼）基掌于无御线通只信移稠动闭稠塞A篮TC壮系统在地键面设姨置含赛有绝液对位篇置信蛾息的牺应答先器，肝当列吴车从棚上方与经过挡时，塌为列栗车提塞供绝委对位挪置信菌息，检达到味为列应车定盖位和鞠位置泛校准势的目侦的。车站宪定点抚停车采用对位乘环线或应答剂器方式恒，达惜到所酿要求粱的停接车精竿度。（3惹）、悟辅助吵列车闲位置卡检测矩设备在C孔BT澡C工队作正染常时俱，列注车位葛置检表测设樱备并执不作撕为列裁车控贸制和婶联锁斥功能屑实现健的依秤据，上其主湾要作写用是与检测CB叉TC忍系统规设备按故障或无C铺BT化C系宜统设峡备列暖车位置豆，完种成必腾要的唉联锁量功能邮，并议可实袜现站射间闭食塞。辅助邀列车舅位置光检测级设备徒提高向了纺系统蒸降级紧使用障能力并的安副全性佩。辅助倘列车隶位置切检测肢设备仅仅怠作为托列车歼位置钳检测刊设备塘，不剩具有孩车地懂通信燃功能骑，计无轴和悦轨道具电路卷均可丢作为恋辅助跳列车胖位置党检测帆设备。4、杜系统软特点1）双线路撒没有毅固定饿划分冲的闭皱塞分订区，唱列车草间隔俯是动杀态的忍，并晴随前屯一列星车的敌移动站而移导动。2）攀列车纽奉间隔稳是按常后续波列车跳在当大前速高度下纹所需悼的制槽动距付离，往加上勒安全聪余量舱计算迈和控央制的炮，确退保不梢追尾漏。3）产制动攻的起为点是亲动态悟的，羊终点企是相弦对动寸态的倡，轨佛旁设见备的射数量踏与列戚车运粘行间见隔关客系不锻大。4）障通常灾列车屠最小扶运行布间隔调可做恢到8塔0-戚85畅s。5）宗减小竞了牵匆引回拘流对龟信号梁系统镇的谐奸波干诱扰，抬可靠椒性高揪。6）滩采用灿先进银的车地犬双向霉实时豆传输，信柴息量拳大，矛易尊于实爹现无粥人驾滚驶。沙基于糖无线货通信么移动文闭塞泪AT遵C系店统采悟用无线然网络陈重膊复覆忆盖方缴式，形成伪实时识双向投双通袭道冗颠余结钥构，以巩弥补滤无线刻通信栗的非熄故障恋安全荷缺陷帖。7）可减谋少轨屋旁设称备，零便于周安装蜘维修，有复利于窝紧急右状态践下利缠用线府路作塞为人班员疏仆散的沫通道垃，有饰利于姥降低情系统躺生命搞周期雅内的样运营纷成本慌。8）支持本灵活鸣多变净的运寨行，很叫容易咐实现讲双方承向运州行而粗不增乓加地西面设宫备，棕有利蝇于线佩路故卫障或粮特殊踩需要揪时的沸反向势运行确控制傅。9）探无线身通信泼移动役闭塞攻系统颈作为旧线浙升级庭改造驳是一炉种最沟佳的贤选择，在绝不影秆响既约有线观正常胖运营商的前滨提下芬，能展够对芝系统蠢进行档升级殖改造习，将倾对运卷营的己影响慕将到基最低达。10引)无傻线通勺信移卸动闭蜻塞系粮统能仿够通柳过无拔线网福络规悲划，实现棍各系教统（帜如通缝信、巾供电融）之绒间的税无线开接口。11尽）无缠线通欣信容易执受到盯外界岂的干惯扰，尤耽其在走地面稳和高俯架区没段。二、状移动奶闭塞鞠与准叠移动焰闭塞饿的比劣较三、咏无线授局域代网传斥输方绸式目前到，移杀动闭播塞A贴TC冷系统榜无线枝通信丝式技术瞎大都灶采用刻无线鉴局域桨网技愿术，伯即W般LA报N。通常揭有三要种传羞输方蹲式：无线正扩频略电台亮、裂缝漆波导航管、漏缆体等方怕式。1、纽奉无线计扩频霞电台根据阅IE矮EE似80掩2.贱11著无线孤局域侵网的肥标准赏，目弹前广岗泛采伶用的苍是基遥于2.自4G拼Hz朝的I祸SM孔频带，无伙线扩助频电楚台方圾式传旺输的蚕最大山距离楼约为哄40猴0米张，由于喷轨道准交通重线路妹多穿堵行于金城市原郊区哲，其狡弯道乓和坡晋道较纲多，魄增加屠了无德线场保强覆跑盖的代难度棵。由于欧隧道攀内有葬吸收捧衰减就和多扮径效衬应，忠使极味化紊俭乱，皮传播遭衰减熔增加倡，为了油保证位场强益覆盖夕的完航整性则，保厨证通巷信的药质量告和可饺靠性度，往位往需赤要在剑同一条个地残点设般置双瓜网覆拢盖。按照寺工程梢经验误和测垃试结填果，柏一般舌在地下奸线路雪20买0米较左右努设置糟一套，在地面冒和高辫架线烈路3择00律米左贝右设弹置一亩套。无线线扩频鼓电台安装饱比较眠灵活，受教其它僵因素凝的影误响小邀,可疲以根鞭据现线场条松件和锤无剑线场碗强覆勾盖需狸要羞进行遥设计盲和安方装，右且安订装和百维护常容易务。无线澡扩频概电台符在隧戚道内蜜传输划受弯扬道和奖坡道灶影响道较大柄，锈同获时隧论道内赞的反啊射比奖较严冲重，肺需要崖考虑枝多径猾干扰磨等问雁题。无线箩扩频览电台吩在地面和高架揪线路安装丸比较日容易，但线路撇周围宫不能免有高今大密坛集的哨建筑明物，否迎则也欣会发龙生反津射和挖衍射参，从秀而导忽致传借输质娇量下腹降和鼠通信铅速率布降低悲。无线借扩频震电台拒的传率输距座离小速，为艰了保朋证在缘瑞一个炒AP诊（无伞线接浩入点列）故损障时败，通竖信不怠能中疫断，地提供净通信风的可浊靠性滩，往蕉往需汗要在同一纯个地硬点设置双网炉覆盖，进银一步故缩短战了A湿P布杨置间著距。列车在各个菌AP之间届的漫游急和切右换特投别频朴繁，大摘大降附低了退无线婚传输移的连腐续性针和可您靠性咬，同其时相拌应的慢电缆渔使用抓量很障大。2、离漏泄乏同轴排电缆供货扒商有食法国挖AL爹ST暖OM超和美诱国B拐OM施BA匆RD夹IE烂R采用粘基于具2.恒4G屑Hz姻I但SM矿频带丛的漏脖泄同华轴电遮缆，钱其图传输英特性捉和臂衰减奴性能烘较好嫂，传炕输距弹离较钥远，吹最大过传输直距离眠达到60泻0m，且蒜沿无恢线场万强覆负盖均扮匀，眠且呈畅现良攀好的输方向肝性分秒布，岂抗干易扰能殊力较授强，腊适合旗于狭锅长的呀地下们隧道钓内使凑用。采用堵同轴占电缆亚可以蹦减少济列车骄在各昌个A猫P之协间的抢漫游氏和切插换,欢提高驴无线祥传输最的连葛续性拆和可按靠性浸。安装移要求撒不是孙很高埋，可倒以根亿据现临场条脊件安用装于隧道耐侧墙（即适用塞于全基地下篮线路），或隧道盟顶部（仅适神用于辨全地瓜下线箭路，柄且三带轨供态电），掀其与古列车榆车载及天线缩慧的安吴装基惜本对仅应。对于地面和高架野线路安装啊比较歪困难，且美观海效果岭较差。正因泽如此唤，供钱货商衰均可陪以实劳现漏泄今同轴填电缆与无线宰扩频青电台混合才组网的可军能，招对于地下恋线路偿部分彻采用日漏泄辫同轴拘电缆仇覆盖，地面游及高风架线祖路部区分采泄用无融线扩传频电沸台进暂行覆娇盖。因漏躺泄同命轴电掘缆的安装漫位置岂较高，一两般不降会影秩响轨神旁设末备的顺维护凉工作汤，其材自身铃安装数调试按完成灿后维录护工馋作量争很小熊。3、河裂缝张波导纪管目前喷供货邪商只赢有法佛国A匆LS社TO梁M裂缝董波导肥管采香用的泉是一贡种长辱方形真铝合奇金材居料，督在其元表面轰每隔唇一段舰（约6碰cm）刻片有一虹条2m遣m宽3c掏m长裂缝，能学够让定无线为电波柏从此扬裂缝娃中漏客泄出典来，傲因其汪波导销物理齐特性榆和衰约减性脸能很眼好，龄传输倦