列车自动控制系统施工技术研究

【摘要】随着科学技术水平的不断提高，基于无线通信的列车自动控制系统也得到了进一步的革新发展，并且其应用范围也在逐渐扩大。该系统代表着现阶段轨道交通信号系统未来的发展趋势，融合的最为先进的科学技术和设计理念，对我国轨道交通效率和安全有非常重要的作用和意义。基于此，论文对无线通信的列车自动控制系统进行研究，介绍了该系统的工作原理和应用优势，并提出基于无线通信的列车自动控制系统的核心内容。

【关键词】无线通信；列车自动系统；施工工艺

1引言

基于无线通信的列车自动控制系统，简称CBTC，是一种非常先进的列车控制系统，具有安全准时、超快速度以及运能大的优势，因此，针对该系统展开技术研究有重要意义。该系统凭借先进的列车定位技术以及无线通信技术改变了传统的信息传输方式，从单向传输变为双向传输，并且具有连续性和大容量的特点。CBTC是当代社会轨道交通主流的发展方向，具有非常良好的发展前景。该技术的产生，让我国城市化进程明显加快，交通拥堵问题得到有效缓解，人们出行得到了非常大的便利。

2无线通信列车自动控制系统的工作原理

目前，我国大部分现行CBTC系统都能在后备模式以及CBTC模式下运行。基于CBTC模式，轨道旁接入点上电启动后，会和无线接入控制器进行数据信息交换，交换的信息会作为维护轨旁接入点正常运作的关键内容，如果发现一些非法侵入的无线接入控制器（AC）和轨旁接入点（AP），系统将自动对其进行区分识别并停止服务。在实际工作中，轨旁接入点会间隔性地利用天线向外界发送信息，某个车载移动终端接收到信息并且该信号强度高于移动终端的接入阈值时，移动终端会传输一些与AP相关联的信息，另外，AP也会发送认证信息。通过烦琐的关联接入后，AP和MR得以建立通信。基于无线通信的CBTC系统，车载控制单元利用数据库中的数据判断列车的位置，再利用速度传感器测算列车的走行距离以及土建限度等[1]。另外，轨旁区域控制器（简称ZC）能够接收列车自动监视系统（ATS）的进路请求，结合列车目前的位置为后续追踪列车计算移动授权命令。ZC接收到指令后，会向轨旁连锁系统发送命令，改变信号机状态，变为允许信号。

3基于无线通信的列车自动控制系统的优势

3.1安全性。基于无线通信的CBTC系统继承了以往的信号传输系统设计理念，始终坚持安全可靠的设计原则。通过在网络入口安置安全网关的方式为整体网络安全性提供保障。通过发送认证信息的方式将非法信息隔绝在外，强化系统安全性，并利用动态加密的方式，确保密钥信息不被泄露。调频技术让车场以及其他线路存在交叉的地方都存在多个频率，使频率之间相互干扰的风险大大降低。通过实践测试，应用IEEE无线数据通信控制系统可以避免WiFi或者蓝牙等设备的干扰。3.2兼容性。在轨道交通信号范围内，采取开放式的信号标准能够缩减通信成本，并且有利于兼容性的实现，该方式已经成为当前社会技术发展的主流方向。在世界网络技术方面，IEEE标准应用最为广泛，为此，ISM组织开放3个自有应用的频段，而IEEE则应用2.0G以上频段，在此标准下，也为数据包在连续传输过程中的组合和无缝拆封提供技术支撑。现阶段所应用的信号开放标准和国际广泛应用的IEEE标准完全兼容。IEEE媒体介入控制层为无线移动功能提供支撑，可以实现移动无线信号的连接与在连接。经过实践可以发现，改变物理层来对5.8G频段进行应用是完全可行的。目前为止，全世界几个主流信号来源地的CBTC系统都是采用IEEE802.11的自由频段，但对2.4G没有限制[2]。所以，从理论意义上来讲，在确保IEEE802.11的同时可以应用其他任何有用的频段。3.3灵活性。CBTC系统的应用使列车定位不再依靠计轴区段和轨道电路，大大缩减了列车的运作间隔，减轻了设备的运行压力，并且数量也得以减少，让列车具有更为精确的定位。基于此，能够支撑不同模式下的列车同时运行，这些列车以移动闭塞或者固定闭塞的方式运行。在安装和部署无线设备方面，非常简单明了，每台车上都安置移动无线设备，建立车和地的通信。除一部分特殊设备需要定制外，其他设备都可以在市场中进行购买。数据传输于系统具有容量大的特点，在应用过程中，不仅可以满足现阶段列车控制系统的信息传输需求，还能为企业IP或者媒体IP通信提供其他的数据容量。

4基于无线通信的列车控制系统核心内容

4.1CBTC系统的原理和功能实现。基于无线通信的列车控制系统不再使用传统的闭塞分区作为列车定位的最小单元，而是引入新的技术，应用一种新型的移动闭塞技术。该技术不需要依靠轨道电路向列车车载设备以及控制系统传输指令信息，结合无线通信技术直接建立车地通信，另外，在列车行驶过程中，其位置信息会实时传输到控制中心。CBTC系统就是利用列车自动监控、自动运行、自动防护、数据传输以及联锁等多项子系统来实现对列车的实时控制。CI子系统，也叫作联锁子系统，主要功能是为列车的通信设备提供安全保障，从而实现列车在行使过程中轨道以及信号机等区段的准确联锁。ATO系统，也叫作的最高层次环节，能够有效提高列车整体的运行效率和运输安全性，进而提升列车的经济效益。ATS系统，也叫作列车自动监控系统。该系统是ATC系统的上层管理部分，主要功能是监管列车间的正常运行，也是确保铁路服务质量、运输效率的关键设施。4.2车地无线通信。首先，车地无线通信方案。作为CBTC系统的关键技术，车地通信承载着列车安全的重要信息。结合该技术的应用情况，对基于CBTC系统的车地通信提出几方面要求。可以采取WLAN技术的车地通信方式，利用ATC系统，建立车地通信局域网，开放公共信号频段用来双向传输列车运行信息。该方式具有设备体积小、建设成本低以及静止场景数据带带宽等多个优势特点，但是同样也存在覆盖困难以及安全性较低的缺陷。其次，采取TD-LTE技术，该技术应用国际通用标准，数据下载速度可到100Mbit/s。TD-LTE技术应用了多种先进技术，提高了数据传输速率，并且抗干扰性强，为无线通信业务的安全运转提供了有力保障。同时上述分析可以看出，应用TD-LTE技术非常符合信号系统车地通信功能的具体标准，随着时间的推移，该技术也在不断完善优化，逐渐成为城市轨道交通建设的重要技术手段。

5结语

总而言之，CBTC系统是一套非常高效健全的列车控制系统，对提高列车的综合效益有非常重要的作用。相比传统的信号系统，CBTC系统有建设成本低、维护管理工作量小以及数据传输效率高等优势特点，并且该技术也在不断地改进和发展，相信随着社会的发展以及城市化建设进程的加快，基于无线通信的列车控制系统将有无比广阔的发展空间。

【参考文献】

【1】栾维磊.基于无线通信的列车自动控制系统施工技术研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2018(4):153-154.

【2】陈智.城市轨道交通CBTC系统无线通信抗干扰技术探析[J].大科技,2018(12):115-116.

作者:尚俊 单位:中铁电气化局集团有限公司