[发明专利]一种基于车车通信的CBTC系统

说明书

本发明公开了一种基于车车通信的CBTC系统，所述CBTC系统包括：智能列车监控ITS系统、对象控制器OC、列车管理平台TMC、数据通信系统DCS以及设置于各列车上的智能车载控制器IVOC。本发明公开的CBTC系统，可减少地面设备，取消地面ATP、联锁等设备，IVOC通过与前后车的IVOC、OC以及ITS系统进行信息交互可自主计算移动许可，规划行车路径；ITS系统可基于现场情况，自动生成列车运行控制信息，减轻运营调度人员的作业负担，提升运营效率和服务水平；并发送给所述IVOC；TMC获取线路限速信息并发送给线路上的各列车，可实现列车安全防护。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种基于车车通信的CBTC系统。

背景技术

传统的CBTC(Communication Based Train Control，基于通信的列车自动控制)系统是保证列车运行安全、实现行车指挥、列车运行自动化和提高运输效率的关键系统设备，CBTC系统主要设备有：车载设备、轨旁设备以及地面设备，各设备具体说明如下：

车载设备(Vehicle on board Control，VOBC)包括：车载自动防护系统(车载ATP，Automatic Train Protection)、车载自动驾驶系统(车载ATO，Automatic TrainOperation)等；

轨旁设备包括：信号机、道岔、应答器、计轴器、自动停车信标、站台屏蔽门、防洪门及紧急停车按钮等；

地面设备包括：列车自动监控系统(Automatic Train Supervision，ATS)、区域控制器(Zone Controller，ZC)、计算机联锁(Computer Interlocking，CI)、数据通信系统(Data Communication System，DCS)等；其中，ZC包括：地面列车自动防护系统(地面ATP)和地面列车自动驾驶系统(地面ATO)；CI对地面办理进路，保证进路、道岔与信号机之间联锁关系正确，保证列车运行线路安全。

可见，CBTC系统是涉及地面、轨旁、车载、车站等设备构成的覆盖整条线路及其所有车站和列车的分布式系统。

传统的CBTC系统以地面控制为主，如图1所示，列车通过向地面的ZC注册并主动接受ZC的控制，并主动向ZC汇报位置，ZC为管辖区域内的列车计算移动授权(MA)，通过连续的车地双向无线通信实现车地信息的交互，实现了基于目标-距离的移动闭塞制式下的追踪运行。

上述以地面控制为主的控制方式体现了控制集中的思想，由地面ZC计算移动授权集中管理列车的通过和折返作业。列车主动向ZC汇报位置，ZC根据列车位置进行列车排序，计算线路上列车的相邻关系，根据前车车尾为后车计算MA。实际应用中，ZC需要每周期对管辖区域内列车进行筛选、排序，识别出每列车的位置以及列车之间的相邻关系，由于车地传输存在一定延时，信息从车载到ZC再回到车载存在一定累计误差。

传统CBTC系统以地面控制为主，主要存在以下缺陷1)～3)：

1)由于ZC和CI分别运行在不同的工控机器中，大大增加了地面设备的建设成本和维护成本。

2)地面设备采用CI控制和管理轨旁设备，ZC结合轨旁信息和列车运行信息，计算MA信息，并将该信息提供给列车，同时将列车对轨旁设备的控制信息传给CI，达到对轨旁设备的控制功能，由于轨旁设备繁多，系统相互之间的接口信息也较多，增加了系统的复杂度，从而增加了系统的维护成本，同时由于系统之间的信息传输的延迟性，降低了系统的实时性。同时也限制了列车的灵活运行控制和智能化水平。

3)地面设备繁多，不利于对线路的升级、改造以及线路间的互联互通。

随着轨道交通里程的增长，保障轨道交通高安全、高效率运行的信号系统也产生了新的需求。在保证行车安全和设备高可靠性的前提下，优化系统架构，减少轨旁、车站设备，最大限度的缩短列车运行间隔是是未来信号系统发展的方向。