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青藏线增强型列车运行控制系统工作模式分析

来源:万方期刊网  时间:2018/11/14 3:00:01  点击:159

  摘 要: 增强型列车运行控制系统(ITCS)是青藏线格拉段上使用的先进列车运行控制系统。在分析其系统构成及工作原理的基础上,重点分析研究ITCS系统的五种工作模式(发车测试模式、进入模式、站场模式、离开模式和车尾模式)及模式之间的切换机理。

  关键词: 青藏线;增强型列车运行控制系统;工作模式
  中图分类号:U284.48 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)0410173-01
  增强型列车运行控制系统(ITCS)运用在青藏线格尔木至拉萨段(简称格拉段)上。格拉段信号系统采用的ITCS系统是基于卫星定位及车地无线通信技术的信号控制系统,它采用虚拟固定闭塞技术,在保证行车安全的前提下实现旅客列车与货物列车及不同速度等级列车的混跑,并有效提高运输能力[1]。
  1 ITCS信号系统构成及工作原理
  青藏线ITCS信号系统是在美国密歇根线ITCS信号系统的基础上,结合青藏线实际情况、参照中国铁路技术标准设计的基于GSM-R和GPS系统的无线列控系统[2]。
  1.1 ITCS系统组成及功能
  ITCS系统由中心设备、车载设备和车站设备等三部分组成,设备之间通过数字通信网络平台实现数据交换。
  1)中心设备:主要包括与调度中心CTC和维护终端MMT的接口设备,主要作用是下达调度命令、接收并处理列车运行状态信息和现场维护信息等。
  2)车站设备:主要包括安全性逻辑控制器VHLC、RBC、GPS 差分站及与CTC车站自律机的接口设备。
  3)车载设备:主要包括车载计算机和列尾装置。车载计算机根据RBC转发的信息,确认前方各种信号设备的状态和显示,指导监督司机安全驾驶,并完成列车超速防护的功能,列尾装置完成列车的完整性检查。
  1.2 系统工作原理
  系统基于虚拟自动闭塞,通过有线光通信和GSM-R,将调度命令直接下发到车站执行单元和车载设备。车站执行单元通过车地通信,对区间及站内虚拟区段进行相关联锁检查,将区间、站内区段资源的占用按照敌对照查的原则,以联锁逻辑唯一性原则向提出进路申请的列车或调车进行注册分配[3]。
  车载设备与车站、调度中心的信息传输基于GSM-R,列车进路的照查和选排依靠GE公司安全计算机(OBC)车载设备、无线闭塞中心(RBC)、道旁安全逻辑控制器(VHLC)、转辙机控制模块(HSC)、通信专用路由器共同配合完成。站内及区间行车凭证通过调度命令经有线和无线通信方式下达给车站和车载设备,将车站虚拟区段占用及空闲状态进路准备情况、车站虚拟信号机状态信息通过光纤通信传至调度中心并经GE专用路由与GSM-R无线交换中心MSC传至机车。同时车载设备将区段占用信息、列车完整信息、列车定位信息经GSM-R基站后传至调度中心MSC,后经光通信传至车站VHLC进行有关安全逻辑运算,区间经车站和车载设备安全计算后,再与调度命令和传输地址校核后,VHLC才能向道旁控制单元HSC和车载设备发令,完成进路的选排,使得进路获得开通。同时车载才能获得进入相关进路的移动授权。当进路排列成功后,移动授权及调度命令在机车上也给出相应的显示信息,司机根据CLD人机交互的指示行车。列控系统通过这种方式,最大程度地减少了现场设备数量,具体体现在减少了轨旁的信号设备,如取消车站和区间的轨道电路、信号机及相应控制电缆数量。车站的管理实现了无人化、信息化。通过列尾装置(EOT)和GPS实现列车完整性检查,并可以在列车运行的全程结合轨旁装置或通过车载设备对列车的完整性实施不中断检查。
  1.3 系统特点
  1)高可靠性及小站无人化管理;2)结构简单、适用于恶劣的外部环境;3)具有很高的故障安全性和可靠性;4)通信将采用多路信息传输通道,有线、无线方式,提高了抵御自然灾害的能力;5)中小站及区间无轨旁设备,实施无人化管理,使得运营成本低廉。
  2 ITCS系统工作模式分析
  2.1 系统工作模式介绍
  系统工作模式有五种,包括发车测试模式、ITCS进入模式、站场模式、ITCS离开模式和车尾模式。
  1)发车测试模式
  在列车出发前执行,执行发车测试将确保车载计算机和外围设备都处于正常工作状态。当条件(列车完全停止、方向手柄至空档(仅限GE机车)、设置独立制动、司机按下车载显示器MMI中的发车测试按钮)满足时,系统才能进入发车测试模式。一旦条件满足,发车测试将提示司机完成相关输入操作来确认OBC工作状态。
  2)进入模式
  ITCS系统处于控车状态,这是列车在ITCS区段的正常工作模式。ITCS显示并执行限速,显示当前速度,定位信息,目标信息等,ITCS开关在“进入”(IN)位置。
  在ITCS进入模式,OBC为运行在ITCS区域内的列车提供超速防护(ATP)。ITCS进入模式中,OBC强制执行信号显示限速,线路速度,临时限速命令或其它特殊情况所能允许速度的最低值。
  3)站场模式
  当ITCS“离开/进入”开关处于“进入”位置,但ITCS进入模式的条件得不到满足时,OBC工作在站场模式。列车运行在站场模式下,列车速度一直限制在预定值内。
  4)离开模式
  当车载设备中的“离开/进入”开关处于“离开”位置,并且进入ITCS进入模式的条件得不到满足时,车载计算机(OBC)工作在离开模式。离开模式中,OBC不再提供超速防护功能。
  5)车尾模式
  当OBC确定所在机车非头车(车尾或第二个机车),它将工作于车尾模式,此时ITCS不控车,无显示。
  2.2 系统工作模式切换分析
  如前所述,ITCS共有五种工作模式:进入模式、离开模式、站场模式、发车测试模式及车尾模式,图1描述了这五种模式之间的切换情况。
  1)发车测试模式:列车处于站场模式、离开模式及进入模式时,若条件允许可切换至发车测试模式,而从发车测试模式则只能在条件允许情况下切换到站场模式及离开模式;
  2)进入模式:列车处于离开模式、站场模式时,在条件允许情况下可切换至进入模式,而进入模式也可在条件允许情况下切换到发车测试模式、离开模式、站场模式及车尾模式;
  3)离开模式:列车处于发车测试模式、进入模式、站场模式、车尾模式时,在条件允许情况下均可切换至离开模式,而离开模式也可在不同条件允许情况下切换到其它四种工作模式;
  4)站场模式:列车处于四种模式中任一种时,在条件允许情况下均可切换至站场模式,而站场模式也可在不同条件允许情况下切换至其它四种工作模式;
  5)车尾模式:列车处于站场模式、进入模式和离开模式时,在条件允许情况下可切换至车尾模式,而车尾模式可在条件允许情况下切换至离开和站场模式。
  3 结束语
  ITCS作为一种新型的先进的列车控制系统,在青藏线格拉段已投入使用。通过深入分析ITCS系统的五种工作模式及模式之间的切换时机,有利于现场人员更好地理解并全面掌握该系统的工作机理,能较好地提高现场人员发现问题、判断问题的能力。
  参考文献:
  [1]李晶晶、张国霞、彭德志,青藏线增强型列车运行控制系统信息流转研究[J].硅谷,2011(8):96-97.

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