學(xué)習(xí)目標(biāo)了解基于通信的移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)的車地通信傳輸、列車定位了解基于通信的移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)中無線局域網(wǎng)的傳輸方式任務(wù)二：基于通信的移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)認(rèn)知一、基于通信的移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)1、介紹基于通信的移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)（CBTC）不依靠軌道電路檢測列車位置、向車載設(shè)備傳遞信息，而是利用通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)“車地通信”和“列車定位”，通過車載設(shè)備、軌旁通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)列車與車站或控制中心之間的信息交換，完成列車自動(dòng)控制。系統(tǒng)通過建立車地之間連續(xù)、雙向、高速的通信，使列車命令和狀態(tài)可以在車輛和地面之間可靠交換，將系統(tǒng)主體CBTC地面設(shè)備和受控對象列車緊密的連接在一起，可靠地確定列車的準(zhǔn)確位置，計(jì)算出列車間的相對距離，保證列車的安全間隔；同時(shí)根據(jù)線路的條件，對列車進(jìn)行限速或與地面設(shè)備發(fā)生聯(lián)鎖關(guān)系。能夠?qū)崿F(xiàn)車地實(shí)時(shí)雙向通信，由于沒有預(yù)先設(shè)置的閉塞分區(qū)，不以固定閉塞分區(qū)為列車追蹤的最小單元，而是根據(jù)實(shí)際運(yùn)行速度、制動(dòng)曲線和進(jìn)路上列車位置，動(dòng)態(tài)計(jì)算出相鄰列車之間的安全距離，列車安全距離的計(jì)算是后續(xù)列車的受控停車點(diǎn)和前一列車尾部的確認(rèn)位置之間的一段固定距離。與固定閉塞相比，運(yùn)行間隔相對可能大大減少。與準(zhǔn)移動(dòng)相比，則具有更大運(yùn)用靈活性和更小行車間隔，也因此具備了更大運(yùn)行調(diào)整能力。移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)就車地雙向信息傳輸方式而言，分為：（1）基于電纜環(huán)線傳輸方式（2）基于無線通信傳輸方式其中基于無線通信傳輸方式，又具體為：（1）按無線通信的調(diào)制方式可分為：跳頻擴(kuò)頻FHSS、直接序列擴(kuò)頻DSSS和正交頻分復(fù)用OFDM。（2）按數(shù)據(jù)傳輸方式可分為：無線擴(kuò)頻電臺、漏纜、裂縫波導(dǎo)管等方式。基于通信的移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)分為基于感應(yīng)環(huán)線的移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)基于無線通信（包括無線擴(kuò)頻電臺、裂縫波導(dǎo)管和漏纜）的移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)。2、車地通信傳輸（1）基于感應(yīng)環(huán)線移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)廣州地鐵3號線采用加拿大泰雷茲公司的感應(yīng)環(huán)線方式進(jìn)行車-地雙向連續(xù)通信。交叉感應(yīng)環(huán)線方式傳輸特性好,抗干擾能力強(qiáng)，但無冗余配置。車至地通信56kHz/600b/s，地至車通信36kHz/1200b/s。雖然感應(yīng)環(huán)線數(shù)據(jù)傳輸速率較低，但能夠滿足移動(dòng)閉塞對數(shù)據(jù)量的需求。原理：根據(jù)中心輸出邏輯，車輛控制中心(VCC)將以1200b/s的傳輸速率輸出一個(gè)83位的串行命令報(bào)文，以36kHz移頻鍵控(FSK）信號的形式通過中心饋電設(shè)備(CFD)和軌旁饋電設(shè)備(FID)送入環(huán)線電纜。該信號被車載天線接收后,將由車載控制器(VOBC)進(jìn)行譯碼。與此相反，VOBC的響應(yīng)報(bào)文被車輛的發(fā)送天線(56kHz，F(xiàn)SK)發(fā)送到環(huán)線上，并通過軌旁饋電設(shè)備和中心饋電設(shè)備送回VCC進(jìn)行運(yùn)算處理。另外，軌旁饋電設(shè)備還生成一個(gè)監(jiān)督環(huán)線狀態(tài)的9kHz信號，并發(fā)回到中心饋電設(shè)備。感應(yīng)環(huán)線電纜敷設(shè)于軌道之間，是一種絞合銅芯電纜，外加絕緣和非屏蔽的防護(hù)外套，作為感應(yīng)環(huán)線通信系統(tǒng)的發(fā)送及接收天線使用，大約每25m交叉1次。每組感應(yīng)環(huán)線控制距離約為1000m。車載控制器在經(jīng)過每個(gè)交叉點(diǎn)時(shí)檢測感應(yīng)信號相位的變化，并以此來進(jìn)行定位誤差校準(zhǔn)，定位精度為6.25m。運(yùn)營維護(hù)：感應(yīng)環(huán)線電纜的敷設(shè)方法較為靈活，可根據(jù)道床、牽引軌和列車的情況確定安裝方式，可采用非對稱或?qū)ΨQ形式，但需要沿整個(gè)地鐵線路架空鋪設(shè)，大大增加了線纜施工的工程量，對軌道專業(yè)的維護(hù)作業(yè)也有一定的影響，需要信號專業(yè)配合，并且需要對環(huán)線交叉點(diǎn)重新精確定位。另外，信號專業(yè)每季度需要對室內(nèi)環(huán)線饋電設(shè)備的電氣參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，保證數(shù)據(jù)通信傳輸質(zhì)量;同時(shí)每隔3個(gè)月還要對環(huán)線電纜，諸如刻痕、切斷、磨損和變形等損壞情況進(jìn)行檢查，若環(huán)線電纜下垂超過75mm，則必須進(jìn)行拉直校正，否則將影響車底天線的感應(yīng)靈敏度。在日常運(yùn)營過程中，一旦感應(yīng)環(huán)線出現(xiàn)數(shù)據(jù)通信故障(環(huán)線電纜斷裂或與VCC聯(lián)系中斷超過3s)，就會造成本環(huán)線區(qū)域內(nèi)的車-地通信中斷;故障區(qū)域內(nèi)或目標(biāo)點(diǎn)已進(jìn)入故障區(qū)域的所有列車將采取緊急制動(dòng);還未進(jìn)入該環(huán)線區(qū)域的列車將采取常用制動(dòng)停在故障區(qū)域外。在通信故障排除以前，所有列車都需要轉(zhuǎn)為人工駕駛模式通過該區(qū)域，直至下一個(gè)投入點(diǎn)建立車-地通信，對運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量將造成一定影響。(2)基于無線通信移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)基于無線通信移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)車地通信傳輸采用無線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)列車與地面雙向?qū)崟r(shí)通信。對于基于無線通信標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)，地面設(shè)備可以直接向無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)送信息，由無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將該信息路由傳遞給車輛?；跓o線通信技術(shù)的車地通信傳輸信息容量比較大，能夠滿足較大容量的傳輸要求。列車通過無線網(wǎng)絡(luò)與地面實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)雙向通信，列車將自身列車車次號、運(yùn)行方向、列車位置和實(shí)際速度實(shí)時(shí)傳遞給地面軌旁設(shè)備，地面軌旁設(shè)備根據(jù)正線所有列車位置信息，經(jīng)計(jì)算生成列車的運(yùn)行權(quán)限，傳遞給列車，內(nèi)容包括停車點(diǎn)位置、最大允許速度、運(yùn)行方向和車門控制等信息。通常軌道交通的線路設(shè)計(jì)有地下、地面和高架三種。每條線路可以采用其中單獨(dú)的一種方式，也可以是幾種組合的方式?；跓o線通信的CBTC信號系統(tǒng)為了滿足車地雙向通信的需要，在線路沿線進(jìn)行無線場強(qiáng)的覆蓋，通常有三種傳輸方式可供選擇，即無線擴(kuò)頻電臺、漏泄同軸電纜和裂縫波導(dǎo)管。3、列車定位（1）基于感應(yīng)環(huán)線移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)車載控制器在經(jīng)過每個(gè)交叉點(diǎn)時(shí)檢測感應(yīng)信號相位的變化，并以此來進(jìn)行定位誤差校準(zhǔn)，定位精度為6.25m。車站定點(diǎn)停車采用對位環(huán)線或應(yīng)答器方式，達(dá)到所要求的停車精度。3、列車定位（2）基于無線通信移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)在地面設(shè)置含有絕對位置信息的應(yīng)答器，當(dāng)列車從上方經(jīng)過時(shí)，為列車提供絕對位置信息，達(dá)到為列車定位和位置校準(zhǔn)的目的。車站定點(diǎn)停車采用對位環(huán)線或應(yīng)答器方式，達(dá)到所要求的停車精度。（3）、輔助列車位置檢測設(shè)備在CBTC工作正常時(shí)，列車位置檢測設(shè)備并不作為列車控制和聯(lián)鎖功能實(shí)現(xiàn)的依據(jù)，其主要作用是檢測CBTC系統(tǒng)設(shè)備故障或無CBTC系統(tǒng)設(shè)備列車位置，完成必要的聯(lián)鎖功能，并可實(shí)現(xiàn)站間閉塞。輔助列車位置檢測設(shè)備提高了系統(tǒng)降級使用能力的安全性。輔助列車位置檢測設(shè)備僅僅作為列車位置檢測設(shè)備，不具有車地通信功能，計(jì)軸和軌道電路均可作為輔助列車位置檢測設(shè)備。4、系統(tǒng)蹲特點(diǎn)1）線路楊沒有固定該劃分的閉忍塞分區(qū)，匆列車間隔錢是動(dòng)態(tài)的網(wǎng)，并隨前瞞一列車的銀移動(dòng)而移貢動(dòng)。2）列車洽間隔是按諸后續(xù)列車通在當(dāng)前速路度下所需短的制動(dòng)距笨離，加上役安全余量樹計(jì)算和控丙制的，確眼保不追尾恩。3）制動(dòng)禁的起點(diǎn)是稱動(dòng)態(tài)的，鍋終點(diǎn)是相建對動(dòng)態(tài)的勿，軌旁設(shè)惱備的數(shù)量攪與列車運(yùn)謹(jǐn)行間隔關(guān)按系不大。4）通可常列車電最小運(yùn)蕩行間隔恒可做到據(jù)80-乒85s爸。5）減泳小了牽棵引回流諸對信號渣系統(tǒng)的俱諧波干桌擾，可沒靠性高殃。6）采蘋用先進(jìn)淹的車地雙向仍實(shí)時(shí)傳輸，信息尋量大，遍易于聾實(shí)現(xiàn)無乓人駕駛?cè)??；诩葻o線通前信移動(dòng)孤閉塞A削TC系雞統(tǒng)采用無線網(wǎng)絡(luò)場重復(fù)覆蠻蓋方式，形成實(shí)朝時(shí)雙向扮雙通道耳冗余結(jié)磨構(gòu)，以彌補(bǔ)啞無線通信宋的非故障軌安全缺陷莊。7）可減少軌衰旁設(shè)備，租便于安裝手維修，有利續(xù)于緊急卻狀態(tài)下桃利用線死路作為租人員疏栽散的通燥道，有紫利于降窄低系統(tǒng)辦生命周剖期內(nèi)的層運(yùn)營成殿本。8）支持靈活駝多變的運(yùn)按行，很容阿易實(shí)現(xiàn)笨雙方向具運(yùn)行而者不增加木地面設(shè)事備，有綿利于線作路故障貌或特殊乘需要時(shí)冒的反向蟻運(yùn)行控問制。9）無均線通信駝移動(dòng)閉辱塞系統(tǒng)盛作為舊線升炮級改造壯是一種你最佳的著選擇，在不無影響既獸有線正谷常運(yùn)營刻的前提殃下，能偷夠?qū)ο禐┙y(tǒng)進(jìn)行狐升級改獅造，將愧對運(yùn)營師的影響睡將到最蚊低。10)無鳥線通信移鳴動(dòng)閉塞系歌統(tǒng)能夠通頸過無線網(wǎng)冰絡(luò)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)各系既統(tǒng)（如通奧信、供電冶）之間的覆無線接口。11）腿無線通痰信容易受到蒸外界的干恭擾，尤其桶在地面香和高架鞭區(qū)段。二、移客動(dòng)閉塞籮與準(zhǔn)移朋動(dòng)閉塞播的比較三、無線儲局域網(wǎng)傳狹輸方式目前，載移動(dòng)閉絲式塞AT覽C系統(tǒng)誼無線通酒信技術(shù)拒大都采捕用無線欣局域網(wǎng)令技術(shù)，烤即WL改AN。通常有三疏種傳輸方養(yǎng)式：無線擴(kuò)頻研電臺、裂縫波導(dǎo)拾管、漏纜等方命式。1、無版線擴(kuò)頻稠電臺根據(jù)IE啞EE80桂2.11攜無線局域掌網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)讓，目前廣塵泛采用的薄是基于2.4G戴Hz的I僅SM頻帶，無線擴(kuò)緣瑞頻電臺方覺式傳輸?shù)捻?xiàng)最大距離澇約為40善0米，由于軌槽道交通畢線路多嘆穿行于漏城市郊季區(qū)，其釋彎道和闊坡道較駐多，增稼加了無態(tài)線場強(qiáng)進(jìn)覆蓋的勤難度。由于隧道永內(nèi)有吸收益衰減和多庫徑效應(yīng)，斑使極化紊曉亂，傳播古衰減增加蠻，為了保證騾場強(qiáng)覆蓋打的完整性妹，保證通黑信的質(zhì)量讀和可靠性蘭，往往需紙要在同一魄個(gè)地點(diǎn)設(shè)戴置雙網(wǎng)覆槍蓋。按照工程文經(jīng)驗(yàn)和測喉試結(jié)果，糞一般在地下線芝路20唐0米左景右設(shè)置清一套，在地面和做高架線唯路30歸0米左峽右設(shè)置開一套。無線擴(kuò)頻變電臺安裝比較跑靈活，受其它倘因素的影礙響小,可扶以根據(jù)現(xiàn)亞場條件和勤無線場佛強(qiáng)覆蓋需貼要進(jìn)行猶設(shè)計(jì)和安雄裝，且安捏裝和維護(hù)皆容易。無線擴(kuò)坐頻電臺豈在隧道擠內(nèi)傳輸攔受彎道混和坡道繁影響較栽大，圍同時(shí)命隧道內(nèi)尼的反射老比較嚴(yán)混重，需屑要考慮回多徑干陳擾等問泊題。無線擴(kuò)頻和電臺在地面和高架線路安裝比較帝容易，但線路周圍絡(luò)不能有高輔大密集的摩建筑物，否則也窯會發(fā)生反蓋射和衍射考，從而導(dǎo)拐致傳輸質(zhì)筋量下降和冊通信速率驚降低。無線擴(kuò)防頻電臺交的傳輸謠距離小紡，為了最保證在卷一個(gè)A爺P（無修線接入稼點(diǎn)）故夢障時(shí)，掏通信不理能中斷烤，提供誼通信的胸可靠性藍(lán)，往往拖需要在同一個(gè)地進(jìn)點(diǎn)設(shè)置雙網(wǎng)覆蓋，進(jìn)一效步縮短咬了AP近布置間慘距。列車在各個(gè)A余P之間的漫游和犧切換特寇別頻繁，大大降趨低了無線晌傳輸?shù)倪B歡續(xù)性和可挨靠性，同歐時(shí)相應(yīng)的織電纜使用抗量很大。2、漏庭泄同軸邁電纜供貨商匆有法國蟻ALS挑TOM澤和美國凱BOM疑BAR某DIE某R采用基于權(quán)2.4G科HzI齒SM頻帶辱的漏泄同忌軸電纜，罰其傳輸扛特性和毯衰減性能失較好，傳北輸距離較胸遠(yuǎn)，最大墻傳輸距離攻達(dá)到600m，且沿犯無線場攤強(qiáng)覆蓋怎均勻，諷且呈現(xiàn)費(fèi)良好的戀方向性刺分布，淡抗干擾已能力較挑強(qiáng)，適昏合于狹惰長的地浮下隧道學(xué)內(nèi)使用井。采用同本軸電纜擁可以減律少列車廳在各個(gè)排AP之發(fā)間的漫讓游和切標(biāo)換,提笨高無線慎傳輸?shù)哪线B續(xù)性幻玉和可靠標(biāo)性。安裝要求光不是很高族，可以根棄據(jù)現(xiàn)場條落件安裝于隧道側(cè)竊墻（即適用于礎(chǔ)全地下猛線路），或隧道頂部（僅適用于鋤全地下線袖路，且三蝦軌供電），其與劑列車車載片天線的安耳裝基本對扭應(yīng)。對于地面和高架線路安裝比較欺困難，且美觀效果謠較差。正因如豬此，供良貨商均殿可以實(shí)載現(xiàn)漏泄同氣軸電纜與無線擴(kuò)鉆頻電臺混合組網(wǎng)的可能，或?qū)τ诘叵戮€路白部分采用育漏泄同軸袍電纜覆蓋，地面及高引架線路部仍分采用無斷線擴(kuò)頻電登臺進(jìn)行覆周蓋。因漏泄庭同軸電漏纜的安裝位置寒較高，一般不煩會影響軌悠旁設(shè)備的止維護(hù)工作步，其自身慌安裝調(diào)試均完成后維者護(hù)工作量這很小。3、裂憲縫波導(dǎo)谷管目前供現(xiàn)貨商只尿有法國俱ALS劃TOM裂縫波導(dǎo)般管采用的嗽是一種長井方形鋁合鹽金材料，診在其表面橫每隔一段箏（約6c暫m）刻有給一條2mm暫寬3cm喉長裂縫，能夠讓偶無線電波累從此裂縫妥中漏泄出杜來，因其屬波導(dǎo)物理任特性和衰帆減性能很另好，傳輸兔距離較遠(yuǎn)衣，最大傳嘩輸距離可眠達(dá)到16腿00m，宵且沿?zé)o線千場強(qiáng)覆蓋牙