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城市轨道交通CBTC信号系统
来源:轨道交通学院类别:教学研究发布时间:2018-04-17阅读:
前  言
轨道交通以其快捷、舒适等其他交通工具无法比拟的优越性,成为城市交通发展新的热点和重点,当前我国的城市轨道交通正处在大发展、大建设时期。截至2014年底,我国已有38个城市经国家批准建设轨道交通,规划总里程超过6880km。据《中国城市轨道交通年度报告》课题组和中国土木工程学会城市轨道交通技术工作委员会初步统计,截止到2015年12月31日,已有25个城市拥有了110条建成并运营的城市轨道交通线路,运营总里程达3293km。
在轨道交通的发展历史上,信号系统的作用十分重要,它是列车运行的凭证。尽管信号系统在整个工程中所占的投资额比例不高,但对于提高列车通过能力、提高运能、保证行车安全有着至关重要的作用。而列车自动控制系统(ATC)是当前最常用的一种信号系统。ATC 系统有多种模式,其技术性能各有不同。现主要有3种模式:
第一,单纯使用轨道电路的固定闭塞模式。这种模式下,系统无法知道列车在分区内的具体位置。
第二,综合使用轨道电路 应答器的准移动闭塞模式。这种模式下,系统可以告知后续列车继续前行的距离,后续列车可根据这一距离合理地采取减速或制动,从而可改善列车速度控制,缩小列车安全间隔,提高线路利用效率。但准移动闭塞中后续列车的最大目标制动点仍必须在先行列车占用分区的外方,因此它并没有完全突破轨道电路的限制。
第三,基于通信的移动闭塞模式。这种模式下,需要列车实时地向列控中心汇报自己的位置和速度等运行参数,列控中心必须实时地为列车计算运行参数并发送给列车,此种机制的实现,需要连续式双向车-地通信系统支持,一般将这种列车控制方式称为基于通信的列车控制系统,即 CBTC 系统。这是当前城市轨道交通信号发展的最新技术,也是其未来发展的最主要方向。
CBTC 是一种采用先进的通信、计算机技术,连续控制、监测列车运行的移动闭塞方式,摆脱用轨道电路判别对闭塞分区占用与否,突破了固定闭塞的局限性;实现列车与轨旁设备实时双向通信且信息量大,改变了以往列车运行时信息只能由轨旁设备向车上传递,信息量少的缺点;大大减少轨旁设备,安装维修方便,在进一步完善其降级使用模式后,有利于降低运营成本;便于短编组、高密度运行,可缩短站台长度和端站尾轨长度,提高服务质量,降低土建工程投资;CBTC 确立“信号通过通信”的新理念,使列车与地面(轨旁)紧密结合、整体处理,改变了以往车-地相互隔离、以车为主的状态。这意味着只要车-地通信采用统一标准协议,就易于实现不同线路间不同类型列车的互联互通。
当前,我国的城市轨道交通发展迅速,在北京、上海这样的城市,城市轨道交通已经成为市民出行的首选方式,但城市轨道交通依然很难满足城市快速发展的需求,突出表现就是城市轨道交通的运行效率越来越难以满足市民的出行要求,导致地铁列车拥挤不堪。通过采用 CBTC 信号系统提高列车运营安全度、提升运行效率、缩短运行间隔便成为当前可选方案之一。
但长期以来,CBTC 技术被国外个别大的企业所垄断,为了摆脱长期依赖国外进口技术的局面,我国国内信号厂商紧密跟踪国际技术发展,走自主创新研发道路,经过艰苦努力和技术攻关,探索研制出了具有独立知识产权的、先进的 CBTC 系统。其中,中国铁道科学研究院、北京交控科技有限公司、北京全路通信信号研究设计院等企业走在前列。几家单位通过多年的攻关,均研制出不同类型的各种 CBTC 信号系统,对我国城市轨道交通建设作出了突出的贡献。
随着城市轨道交通行业的迅猛发展,大量的城市轨道交通信号设备需要专业技术人员维护,进入这个行业的从业者需要经过专业的技能培训才能上岗。本教材采用校企结合模式编写,结合全国轨道交通发展状况,既汇集了高校专业教师们的理论知识,也汇聚了城市轨道交通专业技术人员的宝贵经验。希望能为从业者在技术层面上增加知识储备。
本书介绍了城市轨道交通 CBTC 信号系统组成、工作原理、数据传输方式及传输媒介。对城市轨道交通信号主流厂家的 CBTC 系统从结构组成、信息交换方式、基本工作原理、系统功能等方面作了深入浅出的描述。在此基础上进行设备维护规程及故障应急处理的介绍,维护内容渗透设备日常巡视及检修实际操作流程及标准。在内容上注重由浅及深的原则,先进行城市轨道交通系统、CBTC 信号系统组成、工作原理的介绍,后介绍各主流厂家的 CBTC 系统结构、系统原理、系统功能等。书中信号设备的维护都是基于工作过程的,内容实用,针对性强,便于快速了解和掌握城市轨道交通 CBTC 信号系统。
本书的参编人员一部分是地铁公司经验丰富的技术人员,另一部分是从事轨道交通职业技术教育的教师。编写时,各展所长,在内容组织上符合循序渐进的教学规律,从理论知识准备到实际设备应用两个模块加深学生的学习印象,按照以工作过程为导向,以职业能力培养为重点,按项目化教学方法教学的教学理念,全书分为7个学习项目,是一本理论与实践相结合的专业教材。
本教材由成都工业职业技术学院(原成都铁路运输学校)高级讲师付兵、成都地铁公司高级工程师廖理明任主编,成都地铁公司工程师张太花、四川管理职业学院(原内江铁路机械学校)高级讲师姚晓钟和重庆铁路运输高级技工学校高级讲师袁放任副主编,成都工业职业技术学院高级讲师马雄主审。参加本书编写的人员还有:成都地铁公司郑进、成都工业职业技术学院黄浩勇、赖成红、江蓉秋。全书由成都地铁公司张太花和成都工业职业技术学院付兵完成统稿。
在教材编写资料搜集过程中,得到成都地铁公司、上海地铁公司、铁道第二勘测设计院等多个单位同行的支持和帮助,在此表示由衷的感谢。
由于我国城市轨道交通 CBTC 信号系统引入多国技术,制式较多,资料难以收集齐全,再加上编者水平有限,书中难免有疏漏及不妥之处,恳请读者批评指正。
编  者
2016年1月
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