第4讲 列车定位技术 ppt课件

TC5
TC6
❖ 在线路设计时，根据用户对列车运行密度的要求，将整个线 路用S棒分割成若干个轨道区段，并对所有轨道区段进行统 一编号。对线路地形及线路设备进行数字化描述后形成线路 地图，储存在轨旁和/或车载计算机中。
❖ 对轨道电路占用状态的连续跟踪，就实现了对列车在线路中 所处位置的连续跟踪。
轨道电路定位的优点
❖ 通过对区段两端传感器计数值的比较就可以得到占用情况并 判断出列车的位置。
❖ 就其功能而言，电子计轴器是与轨道电路相同。电子计轴器 本身不具备向列车传输信息的通道，机车上要获取位置信息 必须要另外增加信道。
计轴点常见故障及处理方法
❖ 一般来说，计轴点的故障主要有两类：设备故障导 致不能计数或计数故障导致计数出错。
❖ 轨道电路原理简单，安全性较高。既可以实现列车 定位，又可以检测轨道的完好情况，满足故障-安全原则。
❖ 轨道电路采用列车的运行轨道———钢轨作为列车定位 的信息传输通道，这个通道同时又可以作为列车ATC信息 传输的通道，节省了大量设备，具有较高的性价比。
❖ 技术成熟。轨道电路是目前使用最多、使用时间最长的 列车定位方法，经过几十年的发展，积累了丰富的施工、 维护经验。
列车定位技术要求
❖ 精确性：列车定位系统的精确性需满足两种不同的要求， 一个是列车在同一轨道上纵向的定位精确性，另一个是 列车在不同轨道之间的横向的定位精确性。
❖ 连续性：定位系统必须具有执行列车定位而不发生任何 间断的能力，即在时间上有很好的可用性。
❖ 覆盖性：不管列车运行在任何地理区域，定位信息必须 不间断地提供给ATC系统，即在空间上有良好的可用性。
❖ 地理环境适应性强，在隧道、地下都可以使用该方法。 ❖ 适用速度范围宽，无论高速还是低速均可使用该方法。
轨道电路定位的缺点
❖ 定位误差大。由它所实现的定位是以轨道电路长度 作为最小定位单元，车在区段的始端还是终端是无法判断 的。在需要对列车实施精确控制的场合，必须辅之以其他 的列车定位方式，如测速定位、设置信标等。
列车定位技术要求
❖ 可靠性和安全性：定位系统与列车自动控制系统的其他 子系统相互独立，其具有连续正常工作的能力，并能够 检测和报告本身发生的失效和故障。
❖ 可维护性：定位系统的设计和使用必须综合考虑预防性 维护和校正性维护等因素，从而使定位系统的生命周期 成本最小。
❖ 故障-安全性：当定位系统出现故障时，系统不能验出" 无车"的通报信息，而必须有保证列车安全的相应措施。
❖ 传输距离有限。轨道电路的电气特性是与传输的信息频率 相关的，频率越高，传输衰耗越大，信息传输距离越短。
❖ 设备维护量大。继电器使用寿命有限(平均为1万次左右)， 因此维护费用较大。为了保证轨道电路的良好电气特性， 需要经常进行测试与调整。
2、计轴定位
❖ 计轴技术是以计算机为核心，辅以外部设备，利用 统计车辆轴数来检测相应轨道区段占用或空闲状态 的技术。
交通系统中应用最为普遍的技术手段。
S型联接音频轨道电路
接收器2 L2 U2
接收器3 L3 U3
C2
f1
n
C3
f2
m
f3
C1
C2
L1 发送器1
L2 发送器2
音频轨道电路的级联方式
最大300m
最大300m
运行方向
1
12
2
桥接线
基于轨道电路的列车定位
列车1
列车2
TC1
TC2
TC3
TC4
TC为轨道电路
❖ 计数点故障。解决的方案是取消该计轴点，而将与该计轴 点相连的两个区间合并为一个区间。
❖ 计数错误。解决的方案是连续比较出错计数点前后相邻多 个技术点的计数结果。
❖ 构成具有纠错功能计轴设备的前提是有一台中央计轴计算 机来处理多个相邻计轴点的数据，即具有与多个计数点相 连的中央处理机。
计轴定位特点
传感器1
轨道区段
传感器2
电缆盒
室外
电缆盒
控制中心 位置信息
计轴系统工作原理
❖ 电子计轴器列车定位系统主要包括室内和室外两部分： 室内部分包括信号处理电路和计数器处理电路；室外部分主 要包括地面传感器、电缆盒、传输电缆等。
❖ 计轴点是计轴系统的车轮识别点。它位于轨道区段分界点处。 装在这个位置上的传感元件、轨旁设备、电缆接线盒组成一 个功能单元，称为计数点。因车轮作用而在计数点中形成的 脉冲或信号经由区间电缆传送至位于控制中心计数单元。
3、查询-应答器列车定位
❖ 基于应答-查询器的定位方法也是广泛采用的列车定 位方式，它可以点式地给出列车定位信息。
车载查询器天线
接收与校 验模块
机车
地面应答器
地面
查询应答器工作原理
❖ 在地面应答器内存储地理位置信息，机车上的查询 器经过耦合以后，就可以得到列车的精确位置。显然，为 了准确定位就必须大量设置地面应答器。
1. 轨道电路定位
❖ 轨道电路是最简单的列车定位设备，其优点是无需对当 前设备做大的改动即可实现列车定位。
❖ 它的定位精度取决于轨道电路的长度。 ❖ 轨道电路分为机械绝缘和电气绝缘两种类型。 ❖ 目前城市轨道交通系统中普遍采用 “S棒”进行电气隔
离的数字音频轨道电路。 ❖ 利用数字音频轨道电路对列车进行定位是目前城市轨道
❖ 计轴定位技术的关键在于车轮识别点(计轴点)的可 靠工作，要求车轮识别点能够适应列车高速运行的机械应 力、牵引电流、磁轨制动造成的电磁干扰等。
❖ 计轴定位继承了轨道电路定位的很多特点，和前述的轨道 电路法一样，这种方法的定位安全性较高，精度较差，通 常也需与测速装置结合起来使用。
❖ 由于不依赖于轨道电路，对环境的适应性更强，维护量相 对较小；但不能作为Hale Waihona Puke Baidu-地通信的通道，也无法检测断轨 故障。
Contents
31
列车定位的作用和要求
2 常用列车定位方法
列车定位的作用
列车位置信息在列车自动控制技术中具有重要的 地位，几乎每个子功能的实现都需要列车的位置信息作为 参数之一。列车定位是列控系统中一个非常重要的环节。 ❖ 为保证安全列车间隔提供依据。 ❖ 为列车自动防护(ATP)子系统提供准确位置信息，作为列车 计算速度曲线、列车在车站停车后打开车门以及站内屏蔽 门的依据。 ❖ 为列车自动运行(ATO)子系统提供列车精确位置信息，作为 实施速度自动控制的主要参数。 ❖ 为列车自动监控(ATS)子系统提供列车位置信息，作为显示 列车运行状态的基础信息。