城市轨道交通CBTC信号系统互联互通接口与调试分析

城市轨道交通CBTC信号系统互联互通接口与调试分析

裴小龙  徐炜

中车株洲电力机车有限公司          湖南株洲    412000

摘 要：CBTC信号系统是数字技术与城市建设相结合的具体体现。随着我国城市交通行业的发展规模逐渐增大，CBTC信号系统的互联互通必须打破现有的技术壁垒，针对CBTC信号系统的特点，对其进行调试分析，以期明确其技术实现方式，促进我国城市轨道交通CBTC信号系统各线路之间能够早日实现互联互通。

关键词：轨道交通；互联互通；CBTC

基于信号系统互联互通各个子系统的界面，在已有的研究成果的基础上，对未来线路与信号系统互联互通工程的实施提出必要的测试和验证意见，并对有关的安全许可问题进行了阐述。

1.信号系统互联互通各子系统接口

1.1应答器接口

“日标”“欧标”“美标”在设计中存在着很大的差异，因此，在进行互联互通时，应该采用统一的型号。由轨道交通协会主导制定的《车载电子地图技术规格》《应答器信息规格》等，都是以欧洲标准应答器为基础，并明确了不能在美国标准应答器中使用。鉴于欧洲应答器的通用性，在未来的每条互联线路中，可以统一使用欧洲标准应答器，并为实现点式备用方式的互联奠定基础。该系统采用车载 ATP与转发器传送模块进行通信。在列车通过地面应答器时，收发天线启动地面转发器，接收应答器循环传输的转发器信息。其中，地面应答器和信标编码器之间通过一根特殊的线缆相连，而车载应答器的天线则通过专用馈线与(应答器传输模块进行连接。信号编码器就可以由联锁装置或信号机的指示灯来进行控制，如果使用信号机的指示灯电路进行控制，则要考虑其能否符合线路的要求。

1.2计算机联锁 CI 间接口

CI和相邻站 CI传送分界线两侧的装置信息包含：道岔状态信息，物理区间信息，逻辑区间信息，信号机状态信息，站台门状态信息，站台紧急关闭按钮信息，照查状态信息，防淹门信息，上电锁定状态信息，临时限制速度信息。两个 CI互相传送各自的各自权限内的设备状况，并从彼此的 CI处收到设备的状态信息。在互联互通的界面文件中，必须与各个厂商的产品特性相适应，不同厂商的产品的内部逻辑要么是以物理区段的锁定、占用状态，要么是以逻辑段的占用、锁定状态。为了解决邻近联锁集中区内各车站状态的不一致，需要既传送物理段又传送逻辑段。

1.3列车自动监控系统（ATS）间接口

相邻 ATS之间的通讯应该采取周期性和非周期性的传输模式， ATS应该对通信网进行冗余接入，其网络拓扑是 A网- A网、 B网- B网，最好用防火墙将各接口之间隔离开来。ATS之间应该建立起对等的逻辑联系。如线路1,2的主机应该与线路2,1的 ATS主设备和备用设备在线路2,1中建立一个双向网络连接，用来传输本地线路中生成的信息。ATS之间传递的信息包括：站内显示信息包、列车运行调整信息包、列车运行调整信息包、列车进出站跳停单信息包和列车进出站跳停单信息包。

1.4车载控制器与ATS之间接口

车载控制系统和ATS之间的通讯是通过冗余的网络实现的。网络拓扑仍然采用了 A网， B网两种独立连接的方法。ATS向车内控制机发出的信息包括：下一个 ZC/CI/ATS的ID车组的线路号，车组号，车次号，目标线路号，目标线路号，计划行驶方向，跳停信息，站停信息，区间运行调整信息，扣车信息。车载控制器向自动驾驶系统发出的信息包括：自动驾驶系统（司机号， ATO工作模式，区间操作调整指令，跳停状态，扣车状态，下一站信息，站停信息，选通策略），列车信息（列车定位状态，行驶方向，启动端，车轮状态，列车位置，行驶模式，列车运行控制等级，列车完整性，紧急制动状态，速度信息，车门状态，停稳状态），车载设备报警信息。

1.5车载控制器与 CI 之间接口

车辆控制器和 CI之间的通讯是通过一个冗余的网络来实现的。CI和车内控制器间的网络结构是由 A- A和 B- B两条链路相连。车辆控制装置向驾驶员发出的指令包括：列车行驶方向，保护区区段解锁指令， ATP区段占用状态指令， PSD控制指令。CI向车辆控制单元传送的信息包括： PSD状态信息，信号机状态信息；

1.6各子系统信息传输需求

在实现信号系统互联互通以前，除了要将以上各个子系统界面间传递的信息逐一提炼，理清各个子系统的通讯内容之外，还要将车辆系统与轨道系统的通信功能都要满足并互联互通， DCS系统需要制定一个统一的公开规范与协议。当 ATS系统特别是与既有设备制造商存在差异时，需要解决与 ZC、 CI、 CC等信号间的信息交互和通讯信道的技术障碍，同时还要解决与综合监控系统、公共广播系统、封闭环路监控系统、时钟系统等外部接口，以及各个调度员的使用习惯等因素，需要对多个子系统进行升级和改造，比较困难。

2.城市轨道交通CBTC信号系统互联互通调试

2.1接口形式调节

冗余电网分区调整的首要环节，就是在 CBTC信号系统中，如何进行联动界面的选取。在城市轨道交通中，CBTC信号系统是当前一种主流系统模式，其可以采用树状拓扑的方式实现，也可以采用单层级的网络结构来实现。一般而言，当大区域进行信息交流时，通常会采取树状图表式的轨迹模式，而本地则会采取单一支路上的串联式模式。

2.2通信网络构建

在进行局部规划时，在保证通信系统完整和信息传输可靠性的同时，还应根据城区的基础要求，进行通信架构的设计。一是利用数字化的模式与城市的铁路系统进行交互。例如，建立基于大数据架构的轨道交通信息追踪与回馈体系，能够追踪并回馈车辆的运输状况与位置，并向旅客提供相关的交通服务资讯；二是建立健全的通讯网络体系。例如，在城市的轨道架构中，可以实现数据的传递和回馈。另外，在城市轨道运输系统中，因设备受损而不能正常工作的情况下，通过网络化的方式，系统可以通过系统的业务方式，发布事故应急信息，调度台对出现问题的汽车进行最迅速的救助。序列型的网络信息传递方法，可以把各环节联系起来，达到对信息传递的网络格局进行优化调整和科学分配。

结束语：

综上所述，对 CBTC信号系统的连通性进行分析，是对现代城市建设过程中多维过程因素的理论总结。信号系统互联互通标准已经为地铁网络互联互通操作搭建了基础架构，未来相关线路要实现 CBTC跨线运营，是要抓紧制订车辆、接口等的连接规范，保证从设计、建设、设备制造到运行管理上的一致性，并最终实现跨线互联的远景目标。

参考文献

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[3]郭艳亭.城市轨道交通基于CBTC信号系统互联互通实施方案研讨[J].信息周刊, 2020(08):112-114.