4－5无线列车速度自动控制系统.ppt

§4－5 无线列车速度自动控制系统 在铁路信号技术的发展过程中，建立有效的、可靠的、多信息量的“地面－车上”联系一直是信号技术研究的一个方向。近几年来，无线通信技术与信息技术同步发展，为信号技术开辟了一条新的信息通道。 目前，一些国际著名大公司都在研究无线列车速度控制系统，并正在将其推向市场。其中比较有代表性的有：德国西门子公司的FZB系统、日本铁道综合技术研究所的CARAT系统、瑞典Adtranz公司的FFB系统，以及柏林一汉堡间磁悬浮高速铁路的控制系统。必须指出的是这些系统都是近年来刚刚研制成功的，运行经验十分贫乏，有的甚至尚未投入运行。 1．德国西门子公司研制的无线列车速度控制系统FZB 下图为柏林一莱比锡FZB试验段的运行命令传输原理图。在此试验段，仍然安装有反映线路空闲和占用的轨道电路（该区间使用计轴器），微机联锁设备根据轨道电路的现状及进路状况形成运行命令，传送给FZB，整个控制区间的线路及站场拓扑图已存放在FZB内，由FZB形成安全型电码，继续送至无线通信中心。 机车设备处于“等待”状态，随时准备接受电码，与LZB所不同的仅在于接口，即将LZB接口改为FZB接口。在机车上执行运行命令：显示出允许速度，监控允许速度以及列车直接由FZB控制。 所传输电码的内容基本上与采用轨间电缆的系统相同，即将列车前方路程中直至下一个目标点的全部有关信息以电码组合的形式传送至机车。 ? 2．日本铁道综合技术研究所的CARAT（Computer And Radio Aided Train）系统 图4 －31是CARAT系统的概念图。行使中的列车，随时检测自己的位置，并通过无线电将自己的位置情况报告给地面。地面系统接收到列车的位置信息后，在跟踪列车的同时，并监测车站的转辙器和沿线的道口。然后，再根据列车前方的其他列车和转辙器、道口等条件来确定列车行驶的安全区间，并把该区间的终端位置作为列车的允许行驶地点，通过无线定时传送给列车。 列车配备有如图4－32所示的系统，该系统根据线路坡度和制动器性能等数据，监控列车行使速度，以防列车跑出允许地点，若超速时则自动减速。另外，还从列车上对道口和线路作业维修人员发出警报信号。 图4-31 CARAT系统的概念 图4-32 CARAT系统的车载设备 采用上述系统，可大幅度减少沿线信号设备。该系统的基本设备只有连接车上和地面系统之间的无线传输线路，这样，沿线大部分信号机及轨道电路等设备就不需要了。地面系统结构也十分简单，除无线电基地台外，就是与基地台1比1相对应的控制系统、道口管制装置以及调度中心系统等 几项关键技术 (1) 列车定位 ATC技术的一大特点是必须准确地实现列车定位。目前普遍的做法是列车自检位置，并将位置信息通过无线信号传给控制中心，从而实现从地面跟踪列车，从车上监测列车的安全运行速度。因此，列车定位信息是十分重要的信息，如果定位错误，其后果是十分严重的。 在CARAT系统中，列车定位是依赖于装在特定地点的地面传感器和车上传感器来实现的，地面传感器之间的列车走行距离依赖于车轮转数来获得。实验表明，此方案的定位误差小于5 m 。 (2) 无线传输 一般说来，无线传输比有线传输的质量和可靠性要差一些。CARAT系统研制的无线传输系统有以下特征： · 地面与车上之间的信息交换以1~3 s为周期，若在一定时间内接收不到正确信息，便自动转入安全控制。 · 采用故障—安全型的信息处理机。 · 将数码信息转换成密码后传输，以防止外部干扰。CARAT所用的频率是400 MHz，用空间波或漏泄电缆。 (3) 故障—安全型信息处理机 CARAT系统中的信息处理机采用32 bit的小型机，是一种时钟脉冲同步的硬件冗余电路，即在总线上对双机的数据进行比较。 (4) 运行试验 第一轮试验进行了2年，使用临时敷设的漏泄电缆，试验结果确认了无线传输、列车定位以及地面控制逻辑等基本性能。 第二轮试验在新干线的新泻和长冈之间60 km的区间上进行。历时3年的试验表明：无线系统的传输质量、列车定位以及列车的跟踪和控制性能均达到预期目标。 3. 瑞典Adtranz公司的FFB系统 瑞典Adtranz公司开发了一种新型的无线信号系统，与常规的信号系统有很大的不同，它取消了沿区间设置的信号机、轨道电路、列车速度控制设备等，并将联锁设备承担的保障安全任务实现转移。行车安全的任务将由智能化的机车与区间控制中心来承担，机车与地面上的道岔、道口