城市轨道交通列车自动控制系统维护5CITYFLO650CBTC系统课件.pptx

1、项目5 CITYFLO 650 CBTC系统认知CITYFLO 650移动闭塞系统，采用基于漏缆和/或无线天线传输方式，传输方式选择灵活，支持漏缆传输方式、无线天线传输方式、漏缆和无线天线结合方式。CITYFLO 650 CBTC系统认知1.5.1 工作任务1.5.2 知识链接知识链接1.5.3 相关规范、规相关规范、规程与标准程与标准TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知认知CITYFLO 650系统。1.系统系统结构结构2.系统系统功能功能3.系统系统控制控制级别级别4.子系子系统信统信息交息交换换5.系统系统运营运营模式模式6.移动移动闭塞

2、闭塞原理原理TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知1.系统系统结构结构控制中控制中心设备心设备车站设车站设备备轨旁基轨旁基础设备础设备车载设车载设备备通信网通信网络设备络设备ATS子系子系统统区域区域ATP/ATO正线联锁正线联锁子系统子系统DTS/TWC子系统子系统车载车载ATC子系统子系统试车线设试车线设备备培训中心培训中心及维修中心及维修中心设备设备信号电源信号电源设备设备屏蔽门屏蔽门接接口设备口设备TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知控制中心设备控制中心设备控制中心ATS子系统设置一套热备

3、冗余的ATS应用服务器，一套冗余的数据库服务器，一套冗余的通信服务器，一套大屏接口计算机以及调度员工作站、运行图/时刻表工作站、模拟培训工作站等，实现线网线路的集中控制、运营数据记录和模拟功能。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知全线车站分为3种类型，即区域控制站、联锁设备集中站和非设备集中站。各车站设置紧急停车按钮(ESB)、发车表示器、电源设备、控制屏蔽门的门控柜等设备。区域控制器设备集中站分别设置一套CITYFLO 650的RATP/联锁、RATO以及目标控制器，TWC网络核心设备以及ATS工作站、现地工作站、维护工作站。区域控制站收集轨

4、旁联锁以及列车移动信息，并将其传送到控制中心，同时接收来自控制中心的控制信息，以实现对轨旁设备的联锁控制及列车移动的控制。区域之间可以实现无缝交接。联锁设备集中站设置现地工作站、维护工作站（选择性设置）、目标控制器以及冗余的ATS_RTU，并接受控制中心和区域控制站的监督和控制。非设备集中站设置冗余结构的ATS_RTU，接受控制中心、区域控制站和联锁设备集中站的监督和控制。车站设备车站设备TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知轨旁基础设备沿着线路分布，由信号机、计轴、信标（NP）、转辙机等组成。轨旁基础设备受控制中心、区域控制站及联锁设备集中站的

5、监督和控制。每列车配置一套CITYFLO TM的车载ATP（VATP）和ATO（VATO），能与地面ATP/ATO（RATP/RATO）共同实现列车间隔控制及列车追踪功能，实现ATO驾驶模式、ATP驾驶模式、限制人工驾驶模式及端站折返模式。轨旁基础设备轨旁基础设备车载设备车载设备TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知数据传输子系统DTS及车地传输子系统TWC构成整个系统的通信传输网络。DTS子系统由控制中心ATS冗余局域网、车站层的冗余ATS网、冗余ATC网组成。DTS包含位于控制中心的中央DTS核心设备、网络管理/监测设备以及车站层的本地DTS

6、设备等，负责控制中心设备之间、控制中心与车站层之间、车站层之间的数据传输。TWC车地通信网网络核心设备、TWC轨旁设备（RAP、漏缆或LoS天线等）、车载无线设备组成，负责地面ATC设备和车载ATC设备之间的数据通信。通信网络设备通信网络设备TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知控制中心控制中心ATS设备层设备层控制中心ATS子系统包括用于发送调度指令的调度员工作站，调度长工作站、热备冗余的ATS应用服务器、冗余的数据库服务器、通信服务器，运行图/时刻表工作站、模拟培训工作站、大屏幕接口计算机、中央核心交换机等设备；用于监督整个CITYFLO 6

7、50系统运行情况，监控和跟踪整个系统，提供运营需求命令，设置列车进路，显示系统报警。车站和停车场及车辆段车站和停车场及车辆段ATS设备层设备层在2个区域控制器设备集中站和8个联锁设备集中站设置ATS工作站、现地工作站和维护工作站（选择性设置）；ATS_RTU用于驱动车站发车指示器以及其它系统如CCTV、PIS、PA和电源监控接口。ATS子系统子系统TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知车站和停车场及车辆段车站和停车场及车辆段ATS设备层设备层非设备集中站设ATS_RTU、用于驱动车站发车指示器以及与其它系统如CCTV、PIS和PA接口；停车场及车

8、辆段设ATS_RTU及停车场/车辆段ATS工作站；停车场/车辆段派班室设ATS派班工作站；车辆段维修中心设维护诊断工作站。ATS子系统子系统TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知RATP是一个安全子系统，采用2乘2取2的结构，能确保列车的安全间隔运行，通过TWC子系统对列车位置、速度信息进行连续监控，计算移动授权，并传送信息到所有装载CBTC通信设备的列车上。集成在RATP的联锁模块收集并处理来自目标控制器的联锁信息。RATO子系统提供了与所辖区域CBTC系统其它子系统如RATP、ATS之间的接口。RATP/RATO设置在区域控制站，实现一个区域

9、内的列车正常运行。区域区域ATP/ATOTEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知区域区域ATP/ATO图5-1 典型的正线系统配置TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知图5-2 ATS控制中心结构图区域区域ATP/ATOTEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知联锁功能模块联锁功能模块联锁子系统的主要功能模块集成在RATP设备中。在正线区域控制站设置联锁模块，用于实现一个区域的联锁逻辑计算和控制；联锁功能模块是一个安全的模块，提供联锁功能。联锁模块对区域范围

10、内的联锁设备进行监督和控制。当CBTC发生部分故障不支持自动模式时，联锁子系统将提供自动站间闭塞模式，满足后备控制模式功能。目标控制器目标控制器2个区域控制站和8个联锁设备集中站设置了目标控制器，用于收集轨旁信号设备的状态，如信号机、计轴、转辙机，并执行联锁命令，驱动轨旁设备，同时用于与紧急停车按钮接口。正线联锁子系统正线联锁子系统TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知DTS子系统提供了控制中心、车站、轨旁到轨旁子系统之间的冗余的骨干通信网，它将ATS系统、RATP/RATO子系统等系统相互连接起来，组成一套完整的、高安全的列车控制系统。DTS子

11、系统的结构如图5-3所示。TWC子系统是一个无线通信系统，用于提供列车和轨旁ATP之间的无线通信。TWC采用全冗余设计，具有很高的可靠性，可以克服任何单点故障，数据传输速度较快。TWC子系统具有其自身的数据网络，TWC无线网络核心设备提供与轨旁ATP之间的通信，并与所有的轨旁分布式数据无线装置RAP相连接。TWC无线网络核心设备和轨旁ATP设置在同一房间内。如图5-4所示。DTS/TWC子系统子系统TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知DTS/TWC子系统子系统图5-3 DTS子系统示意图TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650

12、 CBTC CBTC系统认知DTS/TWC子系统子系统图5-4 TWC无线网络示意图TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知车载ATC采用了故障-安全原理的双通道冗余校验(2取2)结构。为满足在地铁应用中高可用性要求，每列车采用两套VATC设备，以实现热备切换。车载VATC的配置如图5-5所示。车载车载ATC子系统子系统图5-5 CITYFLO 650车载VATC子系统示意图TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知车载车载ATC子系统子系统VATP/VATO移动移动数据电台数据电台MDR司机控制台司机控

13、制台辅助装置辅助装置VATC接口接口装置装置TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知车辆段试车线配置与正线相同的ATC设备、车地通信设备及屏蔽门接口等设备等，完成列车的动、静态测试功能。试车线设备试车线设备培训室将设置ATS子系统的培训/模拟演示系统，综合维修中心设维护工作站等设备。培训中心及维修中心设备培训中心及维修中心设备信号电源设备信号电源设备屏蔽门接口设备屏蔽门接口设备在控制中心、正线各车站、试车线、停车场及车辆段设置智能电源屏设备。在各车站都设有门控柜以监控站台屏蔽门，如图5-1所示。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 6

14、50 CBTC CBTC系统认知2.系统系统功能功能1）ATS子子系统的主要系统的主要功能功能2）ATP/ATO功能3）联锁子）联锁子系统功能系统功能4）DTS/TWC子子系统的功能系统的功能列车进路控制功能控制中心行车信息显示功能、车站人机界面功能列车监督和追踪功能运行图/时刻表功能列车自动调整功能运行记录、报告、报警功能后备模式，出现技术故障以及恶劣的气候条件下，保证异常情况下的列车运营。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知(1)RATP/RATO功能CITYFLO 650 ATP/ATO能够实现全自动模式下实现无人值守列车运行及精确定位停

15、车功能。其中RATP/RATO功能如下：（1）通过车地通信系统，实现车地连续双向的通信；（2）根据列车实际位置隔离列车，计算列车移动授权，实现最短的列车间隔；（3）支持多种操作模式：ATO模式、ATP模式、RM模式、NRM模式及折返模式；TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知（4）连续的进行列车跟踪和列车识别，传送列车和轨旁设备的报警和事件信息给ATS，并接收ATS的列车调整指令；（5）所有ATP的功能（包括轨旁和车载）符合SIL 4级；、（6）与联锁设备相连接，用于检测轨旁设备状态以及计轴设备状态；（7）当列车进入ATC区域，或者在延时情况下通

16、信失败，需要重新进入系统数据库时，负责列车的初始化。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知(2)VATP/VATO功能车载VATP/VATO采用冗余配置，主要功能如下：(1)VATP根据测速电机、多普勒雷达和信标读取器的输入，计算并确 定列车的精确位置；(2)紧急制动控制，在行车授权计算的基础上，防止列车违反当前的冲突点。冲突点是在轨道前方的一个参照点，列车的车头不得抵达或者超过这个点。(3)允许或禁止开关列车门。(4)与安全功能相关的事件记录。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知（5）控制列车的

17、牵引和制动力，通过平稳的加速/减速和防冲击控制功能保持。（6）乘客的舒适性。（7）超速防护。（8）确保站台精确定位停车。（9）根据ATS请求的路线及运行性能，进行无人看守下的列车运行。（10）提供列车门开启/关闭动作及列车自动出站功能。（11）提供列车自动折返功能。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知（1）办理和解锁/取消列车进路；（2）自动折返进路 （3）自动通过进路（4）对所有进路的侧面防护（5）控制和改变列车运行方向（6）控制转辙机信号机和其他轨旁设备；（7）单独操作和锁闭转辙机（8）车站封锁/区间封锁（9）监控设置在综合控制盘上的紧急停

18、车按钮（10）通过RATO处理来自中心ATS和车站现地工作站的命令并返回指令；（11）确保在CBTC设备失效的情况下的列车的安全运行；（12）故障解锁（13）确保列车运营的高效性等。（14）按照一定的联锁（道岔、进路和信号机的访问）关系完成联锁的进路命令。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知DTS数据传输子系统的主要功能是提供控制中心ATS，车站，轨旁到轨旁子系统之间通信接口，它使CITYFLO 650系统内部及外部系统相互连接起来进行通信。DTS用完全冗余结构，拥有自动恢复功能以容许单个点上出现故障，达到不影响系统运行的效果。TWC车地通信子

19、系统采用全冗余设计，数据传输速度较快，单点故障不影响系统功能，其主要功能是实现车载设备与地面设备之间的数据通信。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知3.系统系统控制控制级别级别本系统提供两个列车控制等级：CBTC模式,后备自动站间闭塞模式。每一个等级基于各个列车控制子系统的运行状态提供相应的操作和性能。1)CBTC模式模式 完整的系统操作和性能。CBTC要求所有列车控制子系统，包括轨旁，中央，车载和通信子系统，都完备并工作。CBTC提供最高等级的系统操作和性能。CBTC提供移动闭塞安全列车间隔和保护，全功能的车载ATP/ATO,以及120秒的运

20、行间隔。支持所有定义的ATC驾驶模式。其中某些提供完整的系统操作和性能（列车自动驾驶模式（ATO模式）和列车自动防护驾驶模式（ATP模式）。其他模式在降级条件（限制人工驾驶模式（RM模式）和非限制人工驾驶模式（NRM模式）下提供降级操作。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知3.系统系统控制控制级别级别本系统提供两个列车控制等级：CBTC模式,后备自动站间闭塞模式。每一个等级基于各个列车控制子系统的运行状态提供相应的操作和性能。2）后备模式）后备模式 系统具有完备的后备模式，即自动站间闭塞模式。当信号系统的设备故障或某些功能失效时，系统也能降级到

21、后备模式运行。计轴设备采集线路上列车的占用状态，将信息发送给联锁。联锁经过联锁逻辑运算后，发出控制指令，控制信号机显示允许或禁止信号，控制转辙机以及进路。司机根据信号机的指示作为行车凭证。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知4.子系统子系统信息交信息交换换系统的各个子系统经由有线和无线以太网链接进行的信息传递，如图5-6所示。图5-6 信号系统各子系统间主要数据流图TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式1）驾驶模式）驾驶模式2）ATO模式模式3）ATP模式模式4）RM模

22、式模式5）NRM模式模式6）折返模式）折返模式 7）正常运行模式）正常运行模式 8)系统的后备运系统的后备运行模式行模式TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式本系统提供了如下五种列车驾驶模式：ATO列车自动驾驶模式（正常运行模式）；ATP列车自动防护驾驶模式（正常运行模式）；RM限制人工驾驶模式（降级模式）；NRM非限制人工驾驶模式（降级模式）；折返模式。1）驾驶模式）驾驶模式2）ATO模式模式ATO模式是CBTC移动闭塞系统常用的运行模式。ATC系统自动驾驶列车，按照RATO的速度调节指令，确保旅客乘坐平稳，在站台上

23、尤其是配备有屏蔽门的站台上精确停车，并提供站台停车管理功能（车门自动锁定/解锁、车门开启/关闭、停站时间结束后自动启动）。ATO的功能永远在ATP的保护下工作，ATP负责列车的安全。当ATO在自动模式下时，ATO将直接驾驶列车。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式当选择ATP模式时，列车司机负责操作列车，并控制车门，列车仍然在ATP完全控制之下，当检测到不安全状态时列车会被迫停车。3）ATP模式模式4）RM模式模式限速（如25km/h）之下运行，司机根据调度命令和地面信号显示驾驶列车，如果列车运行超过该固定的速度时，

24、车载ATP设备对列车实施紧急制动，强迫列车停车。由于轨旁设备或者TWC系统故障，不能提供运行授权，在这种模式下ATC系统不能强制进行列车安全间隔。列车运行的安全由联锁系统、VATP设备、调度人员、司机共同保证。站台停车以及车门及屏蔽门的开关均由司机人工控制。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式在非CBTC区域如在车辆段区域，或者当列车没有配备CBTC设备时，或者VATP发生故障时使用该模式。人工模式必须总是受到严格的操作规则限制，并遵守轨旁信号显示规定。5）NRM模式模式折返模式包括：无人驾驶自动折返模式，ATO有人

25、监督自动折返模式，ATP监督下的人工折返模式，限制人工折返模式，非限制人工折返模式。6）折返模式）折返模式 TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式ATO模式是CITYFLO 650系统运行的常用标准模式。在这种模式下，ATC系统运行，并服从ATO所提供的调节和控制功能。即便未从ATS收到数据，ATC系统仍能够使用一些预先设定的默认参数（标准速度和停站时间）完全进行列车操作。ATS 仅仅发送主进路设置，但允许

26、调度员改变默认设置。7）正常运行模式）正常运行模式 TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式7）正常运行模式）正常运行模式 图5-8 第一列车车-地通信故障图5-9 自动站间闭塞建立TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式7）正常运行模式）正常运行模式 图5-10 第一列车从A站出发图5-11 A站自动站间闭塞取消图5-12 第三列车的运行模式TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营

27、模式模式当信号系统的设备故障或某些功能失效时，系统能降级到后备模式运行。8)系统的后备运行模式系统的后备运行模式ATS的后的后备模式备模式车载设车载设备故障的备故障的后备模式后备模式ATP/ATO地面设备地面设备故障的后故障的后备模式备模式 正线轨正线轨旁通信设旁通信设备故障的备故障的后备模式后备模式 轨旁基轨旁基础信号设础信号设备故障备故障故障情故障情况的驾驶况的驾驶模式汇总模式汇总 TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式ATS的后的后备模式备模式中央控制模式中央控制模式在正常中央控制模式下，控制中心服务器根据从列车

28、和联锁设备集中站上RATO接收到的信息对线路的运行情况进行控制。本地本地ATS控制模式控制模式在中央ATS完全故障的情况下，或在OCC和RATO之间不能进行通信的情况下，系统将在本地ATS模式下运行。操作人员可以选择切换到本地ATS模式。本地本地ATS后备控制模式后备控制模式 在本地ATS完全故障的情况下，RATO按自动进路方式控制或人工进路方式控制在线列车的运行。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式通信故障通信故障由于车载RF通信元件、移动数据电台MDR、无线天线、通信处理器发生故障，列车不能发送信息或接收来自RA

29、TC的信息，车载设备产生报警并紧急制动停车。同时地面RATP设备判断车地间失去通信后，将列车运行前方的区域转为自动站间闭塞的信息。VATC故障故障 当VATC故障时，车载设备产生报警并紧急制动停车。精确精确/不能精确停靠车站不能精确停靠车站如果列车越过站台的停靠位置，则不能正确定位，不能安全地打开车门。因此，不能获得开门授权，会向ATS传送一个报警。非装备列车与装备列车的共线混跑非装备列车与装备列车的共线混跑在特殊情况下，系统支持非装备列车（指工程车或车载设备故障列车）与装备列车二者共线混跑，装备列车仍按ATP或ATO追踪方式运行，非装备列车按照自动站间闭塞模式组织运行。车载设车载设备故障的备

30、故障的后备模式后备模式TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式车载设车载设备故障的备故障的后备模式后备模式图5-13 通信故障转自动站间闭塞示意图TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式当某一区域的地面ATC信息传输设备故障时，车载设备产生报警、并紧急/常用制动列车使列车停车。地面ATC设备判断后，将列车运行前方的区域转为自动站间闭塞，A站、B站出发信号机将由CBTC模式下的灭灯（或蓝灯）转为站间闭塞点灯状态（根据站间闭塞条件点亮红灯、或绿灯）；司

31、机将列车驾驶模式转换为RM或NRM模式，并按调度命令和地面信号机显示作为行车凭证，人工驾驶列车运行。信号机显示方式在设计联络会议阶段商定。ATP/ATO地面设备地面设备故障的后故障的后备模式备模式 图5-14 区域ATP/ATO故障转自动站间闭塞示意图TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式正线轨正线轨旁通信设旁通信设备故障的备故障的后备模式后备模式 DTS骨干网络故障骨干网络故障骨干网络结构由一个冗余以太网络构成。如果一个网络通道完全故障，系统的设计可以采用另一网络通道继续运行，而操作性能不会降级。如果网络完全故障（可

32、能性极小），列车仅能在限制人工驾驶模式（RM）或者非限制人工驾驶模式（NRM）下运行。无线接入点无线接入点RAP故障故障单个无线接入点RAP的故障不影响列车运行。系统将自动切换到另一个无线接入点。在两个无线接入点完全故障的情况下，该区域不能进行轨旁与列车之间的通信。所有信号参数将受限，列车将紧急停车。在发生通信故障的区域，列车将不能再继续运行，除了可以采用限制人工驾驶模式(RM)或者非限制人工驾驶模式（NRM）下运行。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式信号机故障信号机故障在ATO模式或者ATP模式下，信号机故障不会

33、对列车运行产生影响。联锁子系统仍向ATC发送所有信号机的状态。转辙机故障转辙机故障在ATO模式或者ATP模式下，当转辙机发生故障时，列车禁止越过该道岔。计轴设备故障计轴设备故障在CBTC模式下，如果发生计轴故障，联锁设备使用ATC发送轨道占用长度数据。ATC明确知道列车的位置，将轨道的占用状态定期传给联锁子系统。轨旁基轨旁基础信号设础信号设备故障备故障TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式故障情故障情况的驾驶况的驾驶模式汇总模式汇总 故障模式故障模式 可用可用模式模式 备注备注 由由RF天线、测速电机、天线、测速电机、

34、多普勒雷达、移动数据多普勒雷达、移动数据电台电台MDR导致的单个导致的单个VATP故障故障 所有模式可用 将被冗余 VATP接管车载无线通信完全故障车载无线通信完全故障(两个装置两个装置)RM模式，或者NRM模式 列车司机将接管故障列车。RM模式或者NRM模式下驾驶列车。车载车载MVB总线总线故障故障 NRM模式仅仅影响一条司机控制台和I/O，极不可能出现。一个车载以太网发生一个车载以太网发生故故障障所有模式可用车载冗余系统，它能使列车在正常条件下运行。对列车运行没有影响。列车诊断将不可用。VATP完全发生故障完全发生故障(两两套设备套设备)NRM模式NRM极其不可能。TEST 5 CITYF

35、LO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知5.系统系统运营运营模式模式故障情故障情况的驾驶况的驾驶模式汇总模式汇总 故障模式故障模式可用可用模式模式备注备注 整车紧急制动整车紧急制动EB系统故系统故障障NRM模式 人工驾驶列车 RATC故障故障RM模式，或者NRM模式 列车仅能运行在RM模式，或者NRM模式下。在某一区域两个无线接入在某一区域两个无线接入点点RAP故障故障除失去联系的区域外，其余区域所有模式可用 当遇到两个连续信标，与RATP之间重新建立通信后，列车即恢复正常。整个骨干网整个骨干网DTS网络故障网络故障RM模式，或者NRM模式 极其不可能。列车仅能RM模式，

36、或者NRM模式下运行。中央中央 ATS故障故障所有模式可用 本地 ATS接管，调节功能依旧可用。本地本地 ATS故障故障 所有模式可用 调节功能依旧可用。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知6.移动移动闭塞闭塞原理原理CITYFLO 650提供移动闭塞列车控制。主要包括：安全的列车间隔防护：列车定位；车-地连续、双向通信；列车追踪；车自动控制等。1）列车定位原理）列车定位原理2）车地通信原理）车地通信原理3）列车控制原理）列车控制原理 4）联锁原理）联锁原理5）自动站间闭塞模式工作原理）自动站间闭塞模式工作原理TEST 5 CITYFLO 65

37、0CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知列车位置或方向的确定是VATP一项重要的功能。VATP通过安装在车载上的传感器和收集到有关的信息来确定列车位置。这些传感器包括测速电机、多普勒雷达、信标读取器。VATC含有线路数据库，用于表示系统物理拓扑（物理地图）。位置传感器和物理地图向VATC提供对列车进行精确定位的所有必要信息。为确定列车位置，VATP采用列车长度来确定列车两端的位置。VATP采用几个车载传感器确定系统内部的列车位置。列车定位的过程如图5-15所示。1）列车定位原理）列车定位原理TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知1）列

38、车定位原理）列车定位原理图5-15 列车定位原理图TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知通过处理测速电机和多普勒雷达的输出信息，生成行驶距离（位移）、速度和方向的精确表示。为了防止定位误差累计过大，沿轨道设置信标，每个信标有一个唯一的编号并带有特定的位置信息，列车上安装有信标读取器，车载设备通过信标读取器识别信标，从而校正自身的位置。当遇到信标时，在更新车载位置和重新设置位置误差之前，VATP检查信标的位置坐标是否在当前计算的车载位置误差范围之内。如果信标坐标不在当前计算位置（超过位置误差范围），或者信标的坐标错误，其坐标位置不在轨道数据库中，V

39、ATP即采取紧急制动。此外，当列车经过信标标记时，VATP自动校准车轮直径，消除人为输入车轮直径所产生的误差。由VATC存储的上一个信标位置，计算从上一信标开始的位移和位置误差。通过加上每一侧的列车长度和列车每一段的位置误差，VATC确定列车轨迹两端的位置，整个列车确保位于该位置之中，如图5-16所示.1）列车定位原理）列车定位原理TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知1）列车定位原理）列车定位原理图5-16 列车轨迹TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知CITYFLO 650的车-地通信TWC子系

40、统采用无线通信。TWC子系统可以被看成一个“黑盒子”，通过该系统，特定格式的数据信息能够在一定的传输速度和容错率下进行双向传输。在TWC系统中，无线通信采用2.4GHz 的扩频RF来完成。CITYFLO 650的TWC子系统由位于区域控制设备室的TWC网络核心设备、轨旁分布式无线设备（RAP、漏缆或LoS天线）以及车载的移动数据电台MDR组成，如图4-17所示。TWC子系统通信原理显示了这些设备在CITYFLO 650ATC系统中的具体位置。2）车地通信原理）车地通信原理TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知无线通信处理器（RCP）位于TWC子系

41、统的信息传输路径的始端和终端。RCP分别作为区域ATC和车载ATC设备的组成部分，将从ATO和ATP计算机提取的数据打包形成一个列车控制数据包（ATC数据包），然后将数据包发送给TWC网络核心设备或移动数据电台MDR。ATC数据包通过位于区域设备室的TWC网络核心设备进行传输，再由TWC网络核心设备向安装在轨旁的无线网络组件RAP传输数据。该传输使用UDP/IP协议。通过RAP、RF设备、漏缆等，将RF信息传送给车载移动数据电台MDR。2）车地通信原理）车地通信原理TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知2）车地通信原理）车地通信原理移动数据电台M

42、DR无无线线通通信信处处理理器器 Radio Comm Processor轨轨旁旁 ATC Wayside ATCRATORATP无无线线通通信信处处理理器器Radio Comm Processor车车载载 ATC数据 data车车地地通通信信 Train to Wayside Communication区域控制设备室 Equipment Room of Region Control Station车载设备 Vehicle EquipmentVATP轨旁分布式TWC元件Wayside Distributed TWC equipment-漏缆/天线 Radiax/Atenna-无源射频设备Pas

43、sive RF devices-终端 TerminalTWC 网络核心设备TWC Network Core Equipment轨旁 wayside轨旁网络无线组件A(RAP)RFTWC子系统TWC Subsystem主用通道Primary Channel备用通道Standby Channel轨旁网络无线组件 B(RAP)RF数据 data数据 data数据 data数据 data数据 data网络数据通信 Network data comm点对点数据通信 Point to Point data commRFRFRF无线射频通信 Radio RF Comm点对点射频连接 Point to Poi

44、nt RF connect无无线线通通信信处处理理器器 Radio Comm ProcessorRATPRATORAP和和漏漏缆缆 RAP and Radiax图5-17 TWC 子系统通信原理TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知3）列车控制原理）列车控制原理 列车控制的所有安全功能主要由VATP和RATP完成，非安全功能由RATO和VATO子系统完成。（1）全的列全的列车间隔车间隔防护防护超速保超速保护护上下乘上下乘客保护客保护运行模运行模式确认式确认 列车的列车的初始化初始化 删除列删除列车车列车追列车追踪踪TEST 5 CITYFLO 6

45、50CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知3）列车控制原理）列车控制原理 VATC计算出列车的位置和占用长度，并采用牵引和制动系统的性能参数计算虚拟占用长度。VATP确保列车的虚拟占用长度不超过冲突点或RATP为列车设定的限制。图5-18、图5-19说明了一列运行中列车虚拟占用长度的计算方法：紧急情况下的距离计算（紧急制动）一般情况下的距离计算（常用制动）。制动距离与列车的权限相比较，如果任一距离大于权限距离，即采用紧急制动。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知3）列车控制原理）列车控制原理 图5-18紧急制动停车曲线TEST 5

46、CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知3）列车控制原理）列车控制原理 图5-19 正常制动停车曲线TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知3）列车控制原理）列车控制原理 VATP通过查找在轨道数据库中存储的线路限速来确定列车线路的速度极限。RATP可在一段轨道上（如工作区域）进行强制临时限速。临时限速通过无线系统传送到VATP，VATP强制采用较低的速度值。RATP将限速信息指令发送给车载设备，如果通信丢失，列车将采取常用制动并停车。VATP监控列车的实际速度，如果实际速度超过允许速度极限或轨道占用段的临时限速，V

47、ATP就要采用紧急制动。VATP也对列车前方所有路段上的紧急制动曲线进行计算，确认在权限范围之内。VATP计算出与上节描述相同的紧急制动停止曲线，末速度为零的情况除外。该曲线如图5-20所示。如果该曲线距离大于速度下限与轨道段起始点之间的距离，即采用紧急制动。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知3）列车控制原理）列车控制原理 图5-20 减速限制的紧急制动曲线TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知3）列车控制原理）列车控制原理 VATP是通过保证车门在安全状态下动作来确保上下乘客安全的。车门动作之

48、前，VATP要确认以下四个条件是否都满足：列车速度为零；牵引系统已关闭；列车已采用制动；列车停车精度在误差范围内。例如，当列车完全进站后，一旦满足以上安全条件，列车门与站台屏蔽门对齐，VATP才允许站台一侧车门动作。VATP监控车门关闭/锁定表示。在所有车门关闭并锁定之前，VATP不允许列车动作。如果发生关闭/锁定表示丢失的情况（检测到车门异常开启），VATP启动制动功能。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知3）列车控制原理）列车控制原理 VATP确定在当前运行状态下，司机所选的操作模式是否有效。这些状态包括所选的驾驶室（相对于运行方向）、车载

49、设备的状态、轨旁通信状态以及系统内列车的位置。在运行状态未确认之前，如列车在转换轨未将驾驶模式转换为ATO模式或ATP 模式时，系统不允许列车运行。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知3）列车控制原理）列车控制原理 列车的初始化过程是列车与地面建立通信的过程，一般在列车进入正线前完成。在特殊情况下，如列车在转换轨区域初始化失败，列车可能需要在初始化区域外完成初始化，与地面建立通信。在这种情况下，RATP采用列车自动轮询机制，连续地搜索系统中未初始化的列车。当在系统中发现未初始化的列车时，RATP将自动触发列车的初始化程序。TEST 5 CITY

50、FLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知3）列车控制原理）列车控制原理 当列车离开ATC监控区域，不再接受ATC控制时，将采用列车删除程序。列车删除程序是基于列车的位置而自动开始的。如果一辆列车报告其位置处于线路上预先确定的出口位置时，并且其运行方向朝着离开线路的方向，则RATP将执行列车删除程序。TEST 5 CITYFLO 650CITYFLO 650 CBTC CBTC系统认知3）列车控制原理）列车控制原理 CBTC列车通过车地通信子系统将自身的位置信息传送给轨旁设备。VATP确定列车的物理位置和虚拟占用位置。VATP采用信标读取器、测速电机和多普勒雷达确定列车在