广州地铁CBTC信号系统车-地通信传输方式的分析比较

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 ，其通信原理如 图 １ 示 。交 叉感 应环 线方式 传输 特性好 ，抗 干扰 所
京： 清华大学出版社 ，０６ １ ． ２０ ．２
３ ．如何根据资源使用报告 ，分析调整配置策 略， 进一步丰富资源配置策略集 ，优化资源部署 。 ４ ．如 何根据 数 据 库 和应 用 服 务器 计 算 资 源 使 用和 空 闲的数量 ，进 一步 预测未 来对 资源需 求 ，并 提 出资源 购置建 议 等 。 总之 ，存储 、服 务器 、网络 等虚 拟化技 术 ，以 及 面 向服 务 的软件架 构技术 的发展 ，为铁 路调度 系 统虚拟化平台的实现提供了必要的技术支撑。
自由空间传播的无线天线方式是 目前 Ｃ Ｔ Ｂ Ｃ系 统研 发 、 用 的主流方 向。广州 地铁 ４５号 线 ， 佛 应 、 广
线等 多条线 路 都采 用 了该 方 式 ， 线 天 线通 信 基 本 无 原理 如 图 ２所示 。 列车通 过 安装在 车 顶的车 载天线 实 时接收轨 旁
感应环线 电缆敷设于轨道之间 ， 是一种绞合铜
目前 ，基于通信的列车控制 （ Ｂ Ｃ Ｃ Ｔ ）系统代
表着世 界城 市轨 道交通 信 号控制 技术 的发展 方 向和 趋势 ，并成 为我 国城市 轨道 交通信 号 系统 的主流 制
移动 闭塞 制 式 的 Ｃ Ｔ Ｂ Ｃ信 号 系统 的 车一 通 信 地
按传输方式分 ，主要包括交叉感应环线 、无 线天
了信 号 系统 的性能 。
广州市地下铁道总公司运营事业总部 助理工程师，５￣０ １ ０ 广州 收稿 日期 ： ０ １ ８１ ２ １－ —８ ０
Ｃ Ｔ 信号系统中，采用 了以下 ３种车． 向通信 ＢＣ 地双
传 输方 式 ，即感应 环线 、无线 天线 和裂缝 波 导管 。
１ １ 感 应环线 ．
床 、牵 引轨和 列车 的情 况确定 安 装方 式 ，可采 用非 对 称 或对 称 形 式 ，但 需 要 沿 整 个 地 铁 线 路 架 空 铺
过车载 天线发 送给 无线 Ａ ，反馈 给轨旁 设备 和 Ｐ
ＡＳ Ｔ ，以实现行车信息的实时更新。
天线方式依照 ＩＥ ８２ １ 标准使用 ＷＬ Ｎ无 Ｅ Ｅ０．Ｉ Ａ 线协议 ，工作在 ２４Ｇ ｚ的工业、科学 、医疗开 ． Ｈ 放 频 段 （Ｓ ， 用 直接 序 列扩 展频 谱 （ ＳＳ ＩＭ） 使 ＤＳ ） 传输信号 ，通过合作移交算法 ，保证系统的数据传
保证数据通信传输 质量 ； 同时每隔 ３ 个月还要对环 输 逻 入 辑 线 电 缆 诸 如 刻 痕 、 切
ｖ ｃｃ
，
断 、磨 损 和 变 形 等 损 坏
情 况进 行 检查 ，若 环 线
电 缆 下 垂 超 过 ７ ｍ， ５ｍ 则必须 进行拉 直校 正，
否 则 将 影 响 车 底 天 线 的
设 ，大 大 增 加 了 线 缆 施 工 的 工 程 量 ，对 轨 道 专 业 的 维 护 作 业 也 有 一 定 的影 响 ，需 要 信 号 专 业 输 辑 配 合 ，并 且 需 要 对 环 线
交叉 点 重 新 精 确 定 位。
另 外 ，信 号 专 业 每 季 度 需 要 对 室 内 环 线 馈 电 设 备 的 电气 参 数 进 行 调 整 ，
Ａｂｓ ｃ ： Ｔ ｓｐ ｐ ｒｉ ｔｏ ｕｃ ｓｔ ｐ ｌｃ ｔ ｎ ｏ ｎ ｕ ｔ ｅ ｌｏ ｔａ ｔ ｈｉ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｅ ｈｅａ ｐ ｉａ ｉ ｆｉ ｄ ｃｉ ｏ ｐ，ｒ ｄ ｏ ａ ｔ ｎ ａ，ａ ｖ ｇ ｄｅｏ ｙ ｏ ｖ ａ ｉ ｎ ｅ ｎ ｎｄ ｗａ ｅ ｕｉ ｆｗａ － ｓｄ ｉ ｅ—ｔａｎ ｃ ｎ ｉ ｕ ｕｓｃ ｍｍｕ ｃ ｔ ｎ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｍｏ ｅ ｉ ａ ｚ ｏ ｔｏ ＣＢＴＣ ｉ ｎ ｌｎ ｙ ｔｍ．Ａ ｒ ｉ ｏ ｔｎ ｏ ｏ ｎｉａｉ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｄ ｎ Ｇｕ ｎｇ ｈ ｕ ｍｅｒ ｏ ｓｇ ａｉ ｇ ｓ ｓｅ
环线 通 信 系统 的发送 及 接 收 天线 使 用 ，大 约每
２ 交 叉 １次 。 每 组 感 应 环 线 控 制 距 离 约 为 ５ｍ
１０ ００ｍ。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 ６２ ．５ｍ。 感应环线 电缆的敷设方法较为灵活 ，可根据道
２ １ 年 １ 月 ０１ １
铁 道 通 信 信 号
ＲＡＩ ＷＡＹ Ｓ ＧＮＡＬ Ｉ Ｌ Ｉ Ｌ ＮＧ ＆ Ｃ ０ＭＭＵＮＩ ＡＴ ０Ｎ Ｃ １
Ｎｏ ｅ ｅ ０ ｖ ｍｂ ｒ ２ １ １ Ｖｏ． ７ Ｎｏ １ １４ ．１
第４ ７卷
第 １ 期 １
广州地铁 Ｃ Ｔ Ｂ Ｃ信 号 系统 车一 地通信传输 方式的分析 比较
［ ］ 中华人 民共 和 国铁道部 ．铁路 客运 专线 运营 调度 系 １ 统总体技术方案 ［ ． Ｍ］ 北京 ： 中国铁道 出版社 ，０８ ９ ２ ０ ，． ［ ］ 马钧培 ， ２ 赵雪松 ， 马建军． 铁路信 息系统整 合的技术 策 略 ［ ］ 中国铁路 ，０ ７ ７ ． Ｊ． ２０（ ）
号的形式通过 中心馈 电设备 （ Ｆ ）和轨旁馈电设 ＣＤ
域外 。在通信故障排除以前 ，所有列车都需要转为 人工驾驶模式通过该 区域 ，直至下一个投入点建立 车． 地通信 ，对运营服务质量将造成一定影响。
１ ２ 无线 天线 ．
备 （ Ｉ ）送入环线电缆。该信号被车载天线接收 ＦＤ
后 ，将 由车载控制器 （ Ｏ Ｃ Ｖ Ｂ ）进行译码 。与此相
芯 电缆 ，＃，ｔ ｌ Ｉ 和非屏 蔽 的 防护外 套 ，作为 感应 Ｊ 绝缘 Ｊ
控制器单元 、Ａ ’等发送给无线 Ａ ， Ｉ Ｓ Ｐ的状态信息和
控制命 令 ，并 将这 些信 息送 至 车 载 Ａ Ｐ Ａ Ｏ系 统 Ｔ／ Ｔ 进行 处 理 运 算 ，控 制 列 车 运 行 ； 同 时 车 载 Ａ Ｐ Ｔ／ Ａ Ｏ 系统 将 列 车 的运 行 状 况 和定 位信 息 等 实 时 通 Ｔ
ｄ ｔｉ ｄ ｄ ｓ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｒ ｏ ｒ ｄ ｅ ｍｓｏ ｒ ｃ ｐ ｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ，ｆａ ｕ ｅ ，ａ ｄ ｅ ａｌ ｅ ｃｉ ｉ ｎ ｎ ｌ ｓｓ ｎ ｏ ａ ｉ ｎ ａ ｅ ｍａ ｅ ｉ ｔｒ ｆ ｉ ｉ ｌ ， ｕ ｃｉ ｓ ｅ ｔ ｒ ｓ ｎ ｅ ｐ ｏ ｓ ｎ ｐ ｎ ｏ
图 １ 感 应 环 线 通 信 示 意 图
感 应灵 敏度 。
能力 强 ，但 无 冗 余 设 置。车 至 地 通 信 ５ Ｈ ／ ６ｋ ｚ
一
在 日常 运 营过 程 中 ，
６０ｂｓ ０ ／ ，地至车通信 ３ Ｈ ／ ２０ｂ ｓ ６ｋ ｚ１０ ／ 。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 。根 据 中心 输 出逻 辑 ，车辆 控 制 中心 （ Ｃ ） 将 以 １０ ／ Ｖ Ｃ ２ ０ｂ ｓ的 传 输 速 率 输 出一 个 ８ ３位 的串行 命令 报 文 ，以 ３ Ｈ ６ｋ ｚ移 频 键 控 （ Ｓ 信 Ｆ Ｋ）
［ ］ 王敏 ， 静． 种虚 拟化资 源管 理服 务模 型及其 实 现 ６ 李 一 ［ ］ 计算 机学 报 ，０５ ２ （ ） Ｊ． ２０ ，８ ５ ．
［ ］ 吴松 ， ７ 金海． 存储 虚拟化研 究 ［ ］ 小型微 型计算 机 系 Ｊ．
统 ，０ ３ ２ （ ） ２０ ，４ ４ ．
［ ］ 李博 ， 长生 ， ８ 谢 赵小 刚 ， 面 向虚拟 存储 服务 系统模 等． 型的构建 ［ ］ 计算 机科 学， ０ ８ ９ ． Ｊ． ２０ （ ） ［ ］ 张成峰 ， ９ 谢长 生 ， 罗益 辉 ， 网络存 储 的统一 与虚 拟 等． 化 ［ ］ 计算机科学 ， ０ ６ ３ （ ） Ｊ． ２０ ，３ ６ ． ［０ Ｋｍ Ｈ Ｌ ＪｏｇＣＳ ｉｒ ｕｅ ｂ ｃ —Ｏ ｅ ｅ ｉ １ ］ ｉ ， ｅｎ ．Ｄｓ ｂ ｔｄＯ ｊ ｔ ｆ ｍ ｄＶ ｒ ｔ ｉ ｅ ｉ —
ｏ ｅ ａｉｎ ａ ｄ ｍａ ｎ ｅ ａ ｃ ． ｐ ｒ ｔｏ ｎ ｉ ｔｎ ｎ ｅ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｗ ａ ｓ ｅ ｔ ｉ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ： ｙ ｉ — ａｎ ｃ ｍｍｕ ｉ ａｉｎ； Ｉ ｄ ｃｉ ｅ ｌｏ ｄ ｒ ｎｃ ｔ ｏ ｎ ｕ ｔ ｏ ｐ； Ｒ ｄ ｏ ａ ｔｎ ａ； Ｗ ａ ｅ ｕ ｄ ｖ ａ ｉ ｎ ｅ ｎ ｖ ｇ ｉｅ
反 ，Ｖ Ｂ 的 响 应 报 文 被 车 辆 的 发 送 天 线 ＯＣ
（６ｋ ｚ ｓ ）发送到环线 上 ，并通 过轨旁馈 电 ５ Ｈ ，Ｆ Ｋ 设备和中心馈 电设备送 回 Ｖ Ｃ进行运算处理。另 Ｃ 外 ，轨旁馈 电设 备 还 生成 一 个监 督 环 线 状态 的
９ｋ ｚ 号 ，并 发 回到 中心馈 电设 备 。 Ｈ 信
旦感应环线 出现数据通 信故障 （ 环线 电缆断裂
或与 Ｖ Ｃ Ｃ 联系 中断超 过 ３Ｓ ，就会造成本环线 区 ） 域内的车一 地通信 中断；故障区域 内或 目标点 已进
入故 障 区域 的所 有 自动列 车将 采取 紧急 制动 ；还 未 进入 该环 线 区域 的列 车将 采取 常用 制动停 在故 障 区
参 考 文 献
［ ］ Ｃ ｌ 面向服 务 的体 系结 构 的特征 ． ｔ ：／ ｗ ５ ｏ ｎＭ． ａ ｈｔ ／ ｗ ｗ一 ｐ
１ ８：ｉ ｍ． ｃ ｍ／ ｅ ｅｏ ｅ ｗ ｒ ｓ ｅ ／ ｗ ｂ ｅｖ ｅ ｓ ｗｓ — ２ ｂ ｏ ｄ ｖｌｐ ｒ ｏｋ／ ｎ ｅ ｓｒ ｉ ｅ／ ｓ ａ ｎｒ ． ｔ ， ０ ４ ｏ ｉ ｔ ｈｍｌ ２ ０ ． ｏ
ｔ ａ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔｕ ｉ ｇ Ｗｅ ｅ ｖｃ ｓｏ ｒｄ ｕ ｌＥ ｖｒ ｎ ｎ ｓｎ ｂ Ｓ ｒｉ ｅ ｎ Ｇ ｉ ．Ｃｏ ｕ ｅ ｍｐ ｔ ｒ
ａ ｄ Ｉ ｆ ｒ ｔ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ０ ６ ｎ ｎ ｏｍａｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ２ ０ ．Ｃ Ｔ ０ ．Ｔ ｅ Ｓ ｘｈ ｏ Ｉ ６ ｈ ｉｔ Ｉ ＥＥ Ｉ ｔｒ ａｉｎ ｌＣ ｎ ｅ ｅ ｃ ． ｅ ｔ２ ０ ６ ． Ｅ ｎ ｅｎ ｔ ａ ｏ ｆ ｒ ｎ ｅ Ｓ ｐ ． ０ ６： ６ ｏ
线 、裂缝 波导 管 、漏缆 等 。
式。Ｃ Ｔ Ｂ Ｃ系统采用独立于轨道的车． 向通信设 地双
备 ，从而 避免 了钢 轨传输 带宽 的限 制和钢 轨牵 引 回
１ 车－ 地通信传 输方式分析 比较
在 广州地 铁 已开通运 营线路 和在 建线 路应 用 的
流的影响，与列车的精确定位技术相结合 ，实现移 动闭塞的功能。车一 向连续通信方式作为 Ｃ Ｔ 地双 ＢＣ 信号系统 的关键技术之一 ，其稳定性和可靠性决定
［ ］ 许诚 ． ３ 胶济铁路干线调度集中系统的研 究［］ 铁道学 Ｊ．
报 ，０７ ２ （ ） ２ ０ ，９ ２ ．
［ ］ 喻坚 ， ４ 韩燕波 ．面向服务 的计算 ： 原理 和应用 ［ ． Ｍ］ 北
５ 一 ２
（ 责任编辑 ：诸
红）
一
ＲＡＩ Ｗ ＡＹ Ｓ ＧＮＡＬ Ｉ Ｌ Ｉ Ｌ ＮＧ ＆ Ｃ ＯＭＭＵＮＩ ＡＴ ０Ｎ Ｖ １ ４ Ｎｏ １ ２ １ Ｃ １ ｏ． ７ ． １ ０ １
邓 俊
摘 要 ：介 绍 了广 州地铁 Ｃ Ｔ Ｂ Ｃ信 号 系统 车． 双 向连 续 通信 传 输 方 式 感应 环 线 、无 线 天 线 、裂 地 缝 波导 管的应 用情 况 ，并从原 理 、功 能、特性 和运 营 维护等 方 面进 行 了详 细描 述和 分析 比较 。 关 键词 ：车． 双向通 信 ；感应环 线 ；无线 天 线 ；波 导管 地