基于无线通信传输方式(RF CBTC)的列车运行控制系统

基于无线通信传输方式(RF CBTC)的列车运行控制系统
西门子的CBTC系统是一个安全、可靠、先进、适应线性电机运载、基于无线通信的列车运
行控制系统。

它由SICAS计算机联锁系统、TRAINGUARD MT移动闭塞式列控系统(ATP／ATO)、VICOS OC系统(ATS)组成。

一、系统结构
西门子的CBTC系统是由VICOS、SICAS、TRAINGUARD MT三个子系统组成的。

它们分为中央层、轨旁层、通信层、车载层四个层级，分级实现ATC功能。

中央层分为中央级和车站级。

在中央级，实现集中的线路运行控制；在车站级，为车站控制
和后备模式的功能提供给车站操作员工作站(LOW)和列车进路计算机(TRC)。

轨旁层沿着线路分布，它是由SICAS计算机联锁、TRAINGUARD MT系统、信号机、计轴器和
应答器等组成，共同执行所有的联锁和轨旁ATP功能。

通信层在轨旁和车载设备之间提供连
续式或点式通信。

车载层完成TRAINGUARD MT的车载ATP和ATO功能。

二、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。

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，满足于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。

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
修中心实施远程故障报警和故障诊断。

三、系统特点
CBTC系统最主要的特点是采用无线通信，构成了移动闭塞。

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，构成了移动闭塞。

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，构成了固定
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
系统可以很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——固定闭塞点式通信的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。