列车自主运行系统在轨道交通车辆中的应用

陈苗

摘 要：本文以城市轨道交通通信的实际需求为切入点，阐述了城市轨道交通通信的应用要求，论述了列车自主运行系统在轨道交通车辆中的应用优势。

关键词：列车自主运行系统;城市轨道交通;应用

据统计，全国城市轨道交通运营平均日均客运量为180万人次，城市轨道交通高峰小时最小发车间隔平均265秒，随着城市轨道交通通信及数据处理技术的发展、客流量不断增加，提升运营效率的需求强烈，在巨大的市场需求下推动轨道交通的高速发展，更安全、更高效的智慧轨道交通系统成为发展趋势。

智慧交通是发展趋势随着车车通信、多网融合、综合承载、互联互通等轨道交通新技术的融入，结合物联网、云计算大数据、移动互联等高新IT技术，通过轨道交通新技术提高安全性及运营效率，通过高新技术汇集交通信息，使系统具备自主判断能力，最终实现智慧交通。

1列车自主运行系统简介

列车自主运行系统是以列车为核心，以车-车通信为基础，以信号车辆深度融合为特征，实现列车运行方式由自动化向自主化转变的一种全新系统制式。是基于“车—车”通信及“系统融合”的轨道交通列车控制系统，以车车通信为基础，采用信号-车辆一体化控制理念，基于统一的车载控制平台，集成轨旁列控功能，融合网络、牵引、制动系统，构建了融合、开放、安全、高效的车车通信智能运行系统。

列车自主运行系统主要包括ATS、OC（地面目标控制器）、OBC（车载控制器），将传统CBTC中轨旁的联锁设备以及区域控制设备在列控车载控制平台中进行集成，通过列车之间数据通信方式实现列车主动进路和列车自主防护的功能，以简化系统架构，减少轨旁设备，优化各子系统间接口，降低系统复杂度，提高系统实时性，有效降低系统建设和运营维护成本。

2列车自主运行系统的特点和优势

列车自主运行系统列车相对于CBTC列车更”聪明“，具备自主进路、自主防护、自动驾驶和自主调整功能。系统减少设备配置，降低建设运营成本，提高运行效率，提升轨道交通智能化水平。

2. 1自主进路。列车下载本车运行计划，并采用基于资源管理的安全策略，通过“资源竞争，控制权独占，使用权共享”保证列车进路安全。

2.2自主防护。列车根据获取资源等信息动态计算移动授权，实施超速防护。

2.3自主调整。基于车载运行时刻表实现一定范围内的列车自主运行调整功能。

2.4更加安全可靠

2.4.1基于车车通信系统设计的SIL4高安全系统，减少系统接口危害。

2.4.2超高可靠性的无线通信系统。中央通信服务器全部故障后，轨旁分布式核心网设备可以支持正常通信。

2.4.3大幅减少轨旁设备，故障率低，故障影响范围小。减少区域设备故障导致的列车降级，区域降级的可能性减少65%。

2.4.4列车自主控制，运营可用性提高。车车通信系统取消轨旁联锁设备CI以及区域控制设备ZC，仅在轨旁设置目标控制器OC。CBTC地面设备故障影响多列车，车车通信设备故障仅影响单列车。车车通信系统可用性指标高出CBTC系统2个数量级。

2.4.5基于车车通信，实时显示前后车距离。通过融合显示屏动态显示车辆核心控制系统信息，列车追踪状态，显示信息更全面， 为司机提供更佳的行车指导。

2.5列车运行更高效，有效提高运能

2.5.1追踪间隔更短。简化系统架构，列车间直接通信，数据传输更快，追踪间隔更短。

2.5.2列车控制更高效。制动控制器融合ATO，制动延时减少，刹车距离更短，停车更精准。

2.6運营更灵活。基于资源的安全防护算法，可在任意位置为列车建立任意方向安全进路，提供更好的运营灵活性，有效应对车站火灾、轨旁故障以及突发大客流等多种应急场景。

3基于车车通信的智慧车辆

车车通信技术使车辆有了自己的“大脑” 和“感知器官” ，车辆自身系统升级后，会变得异常“聪明”。

3.1智慧车辆构成

3.1.1车载控制系统

3.1.2调度中心

3.1.3有线/无线通信系统

3.1.4传感系统

3.1.5车站控制系统

3.2智慧车辆的优势

3.2.1感知基础设施和移动装备的状态

3.2.2控制列车启动、加速、减速、停车等

3.2.3防止列车超速、追尾和正面冲突

3.2.4确保运行安全，提高运行效率

4结语

综上所述，随着科技的不断发展，轨道交通也将向基于智能感知和车-车通信的移动闭塞方向发展;实现车辆和信号的深度融合，车辆由原来的被动接受变为主动思考，通过提高城市轨道交通列控系统的智能化水平，满足日益发展的运营需求，为城市轨道交通车辆运行提供更加安全、高效的服务。

参考文献：

[1]周春贵，钟治国.同步数字传输自意网及其在轨道交通中的应用[J].城市轨道交通研究，2004（1）.

[2]张韬，苗刚.地铁通信系统分析[J].电子工程师，2000（6）.