劉敏

摘要：本系統(tǒng)獨(dú)立于信號(hào)系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)，當(dāng)相鄰列車間距離達(dá)到預(yù)警條件時(shí)，向司機(jī)提供預(yù)警信息，提高列車非正常運(yùn)行模式下的安全性，防止追尾事故發(fā)生。

關(guān)鍵詞：列車自動(dòng)防護(hù)；行車安全預(yù)警；ATC自動(dòng)控制；波導(dǎo)信息網(wǎng)基站

本系統(tǒng)通過在相鄰的前、后列車間發(fā)送和接收無線射頻信號(hào)以建立查詢—應(yīng)答式測(cè)距機(jī)制。通過計(jì)算得出相鄰的前、后列車之間間距。

1 工作步驟

列車ATC自動(dòng)控制系統(tǒng)是通過車站和軌旁的設(shè)備交換車的位置信息實(shí)現(xiàn)的，設(shè)備能夠識(shí)別ATP切除信號(hào)，在ATP切除后，受控司機(jī)室（頭端）的設(shè)備發(fā)送主動(dòng)測(cè)距信號(hào)，在正線工作且ATP處于非切除狀態(tài)時(shí)，通過計(jì)算得出相鄰的前、后列車之間間距。后續(xù)列車根據(jù)事先定義的安全行車原則， 保持行車間距，解決了無線電臺(tái)在地鐵隧道中信號(hào)傳輸?shù)膯栴}。ATC自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)安全、可靠、先進(jìn)的信號(hào)系統(tǒng)，列車車載通信天線發(fā)送給軌道上的控制設(shè)備，車站控制設(shè)備再將這—信息轉(zhuǎn)發(fā)給后續(xù)列車，全線測(cè)距距離不小于300m，測(cè)距誤差不超過10%，最適合在地鐵環(huán)境中使用（圖 1）。

圖1中后車顯示終端實(shí)時(shí)顯示前車距離，實(shí)現(xiàn)若發(fā)現(xiàn)存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)則提前發(fā)出聲光預(yù)警，該方法需要經(jīng)過信號(hào)鑒別和數(shù)據(jù)校核，若符合預(yù)定通信協(xié)議，則向后車發(fā)送被動(dòng)應(yīng)答信號(hào)。后車接收前車發(fā)射的被動(dòng)應(yīng)答信號(hào)，波導(dǎo)信息網(wǎng)基站經(jīng)過信號(hào)鑒別和數(shù)據(jù)校核，數(shù)據(jù)若符合預(yù)定通信協(xié)議，則進(jìn)行距離解算。ATP根據(jù)前車所在的位置來生成目標(biāo)與速度曲線，從而控制列車的運(yùn)行狀態(tài)。

2 通信單元

系統(tǒng)中的ATO通信單元包含了一個(gè)顯示非關(guān)鍵信息的多媒體組件。列車與沿線設(shè)備共同組成的—個(gè)無線和有線相結(jié)合的通信網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行的列車與車站控制設(shè)備間發(fā)送和接收無線射頻信號(hào)，從而建立查詢與應(yīng)答式測(cè)距機(jī)制。列車運(yùn)行時(shí) ATP若被切除，由沿軌旁鋪設(shè)的追蹤預(yù)警設(shè)備主動(dòng)測(cè)距運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)距結(jié)果輸出相應(yīng)的預(yù)警信息。圖2為通信單元的基本組成圖。

圖2根據(jù)正線運(yùn)行列車位置信息及相應(yīng)的運(yùn)行時(shí)間，計(jì)算出列車當(dāng)前的速度，列車將速度信息和相對(duì)位置通過遠(yuǎn)程控制單元傳輸給控制中心。波導(dǎo)信息網(wǎng)基站負(fù)責(zé)接收處理車載計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)，發(fā)送處理數(shù)據(jù)采集卡采集的列車運(yùn)行數(shù)據(jù)管理。

3 通信組織管理方式

按照同樣的方法，使用ATP與TDMA作為系統(tǒng)作為列車通信組織管理方式。TDMA根據(jù)所有用戶使用同—射頻帶寬，采用直接序列擴(kuò)頻和跳頻來防止干擾。通過列車與軌旁單元的波導(dǎo)信息網(wǎng)基站，進(jìn)行信息數(shù)據(jù)交換，車載ATP/ATO數(shù)據(jù)控制列車的運(yùn)行并精確定位。一個(gè)ATO系統(tǒng)每秒N次對(duì)每輛列車的位置進(jìn)行檢測(cè)，利用TDMA方法對(duì)通信組織，交換的數(shù)據(jù)內(nèi)容包括列車的車次號(hào)、當(dāng)前相對(duì)位置、當(dāng)前運(yùn)行速度、運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行距離、到達(dá)時(shí)間、出清時(shí)間等多輛列車管理。用ATP與TDMA作為系統(tǒng)的通信組織管理方式，減少了安全關(guān)鍵系統(tǒng)的范圍，側(cè)重于關(guān)鍵系統(tǒng)組件的開發(fā)和驗(yàn)證，使得整體系統(tǒng)更為安全。

4 總結(jié)

ATP列車輔助追蹤預(yù)警系統(tǒng)對(duì)于停車庫內(nèi)列車，系統(tǒng)ATP追蹤預(yù)警設(shè)備處于靜默狀態(tài)，不發(fā)射也不接收任何信號(hào)。當(dāng)列車通過時(shí)，使用波導(dǎo)信息站向ATP發(fā)送其位置信息。因此，列車的絕對(duì)位置可以通過與TDMA系統(tǒng)的通信組織管理方式得到。

總之，本統(tǒng)獨(dú)立于信號(hào)系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)，通過無線射頻信號(hào)的發(fā)送和接收計(jì)算相鄰兩列車間的間距，可提高列車切除ATP后在非正常運(yùn)行模式下的安全性，對(duì)列車輔助預(yù)警系統(tǒng)的兩車距離計(jì)算具有指導(dǎo)參考意義。

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