城市轨道交通互联互通CBTC系统研讨

城市轨道交通互联互通CBTC系统研讨

作者：刘甫胜

来源：《中国科技纵横》2016年第09期

【摘 要】目前我国各城市轨道交通由单一线路向网络线网发展，越来越多的城市开展轨道交通的建设及城市轨道交通运营中单线运营存在的问题日益显著，网络化运营是适应城市轨道交通建设发展的新趋势，也是城市轨道交通必然要经历的新阶段。本文从城市轨道交通的发展趋势着手，分析城市轨道交通互联互通CBTC系统的目的，阐述设计原则，提出构成城市轨道交通CBTC系统几大子系统的初步构想。 【关键词】城市轨道交通 CBTC 互联互通

目前在国内，网络化运营理念尚未广泛运用于城市轨道交通建设与运营。随着城市轨道交通线网络规模的增大、城市发展和居民出行要求的提高，单一交通模式已不能满足乘客多样化的出行需要，网络化运营是适应乘客各种出行需要的必然趋势。本文重点针对轨道交通互联互通CBTC系统的目的、系统构成、系统设计等方面提出设想，期望对实现互联互通提供相关依据。

1 城市轨道交通互联互通的目的

实现不同线路的轨道、车辆、供电、信号、通信、屏蔽门及运营组织等相互兼容，从而节约资源、降低成本、提高资源使用效率和服务质量。对乘客来说是方便快捷；对运营单位来说是提高车辆及设备的运营效率，降低维护成本；对工程建设管理方来说是提高资金使用效率、减少投资。以互联互通的理念，平衡好近、中、远期，线路和路网，线网和周边资源，轨道和航空、铁路、地面公交等多方关系，建设绿色、科技、人文的城市轨道交通网络运营体系。 2 互联互通CBTC系统设计的原则

CBTC系统是利用高精度的列车定位，双向连续、大容量的车地数据通信，以及车载、地面的安全功能处理，实现的一种连续自动的列车运行控制系统，目前各大城市都存在着不同厂商的列车运行控制系统，要实现互联互通难度比较大，为了在未来实现多条线网的互联互通，必须对既有线路部分系统进行改造，新线建设从设计上提出统一的需求。

（1）规范不同厂商之间数据传输的接口协议。（2）相同系统不同厂家间的兼容性。（3）各条线路同类各子系统间交换的数据信息必须一致，线路数据库必须能被所有厂商子系统识别。（4）规范各类设备类型、控制模式、接口开放程度、互联互通程度，以及工程中如何验证、设计和规划等系列问题。 3 互联互通CBTC系统构成

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为实现城市轨道交通互联互通，将互联互通CBTC系统划分为几大模块。具体如下图1所示。

图1 互联互通CBTC系统构成图 3.1 互联互通线路系统

线路是实现互联互通的先决条件，采用理论分析和例案分析相结合的方法，分析研究城市轨道交通网络化运营的基本内涵及其实现方式，提出互联互通的先决条件，同时提出线路互联互通的实施条件，一条线路要满足不同结构形式的列车的运行。做好列车运行线路分析（如线路运行速度、曲线半径、坡度等参数）。 3.2 互联互通车辆系统

首先从地区气候特征出发，提出车辆适应本地区气候和地理环境的条件，通过研究分析车辆定距和车辆轴距在通过最小半径时对轮缘磨耗的影响，提高列车通过最小曲线半径线路的能力，通过线路的曲线半径、坡度、限界要求，折返能力、环境保护、节能减排、故障运行和救援能力、供电方式（接触网或三轨）等方面进行理论研究和技术分析，给车辆制造提供合理的技术参数。

3.3 互联互通信号系统

城市轨道交通的互联互通中信号系统是能否实现互联互通的关键因素，需要确保列车安全高效运行的前提下，实现不同厂商的同一制式信号设备互联互通，整个信号系统包括CBTC地面设备和车载设备，地面设备和车载设备通过数据通信网络连接起来，构成系统的核心。为实现系统的互联互通，将CBTC每个主要功能分配到不同的子系统中。开展列车速度防护车地接口安全研究、列车间隔防护接口安全研究、列车安全管理车地接口安全研究、车地通信安全通信协议研究，统一应答器报文、统一车地通信协议格式、统一车载电子地图等，按照先易后难、先点式后连续的方式，分级实现信号系统互联互通功能。 3.4 互联互通供电系统

目前城市轨道交通运行线路中，主要采用接触网或三轨的供电方式给列车供电，要实现轨道交通的互联互通，就必须采用相同制式的供电方式，要求在设计阶段提前做好互联互通的相关设计工作，设计相同的供电模式，不同线路的供电情况可以通过综合监控平台集中到控制中心，由控制中心实现统一调度管理。 3.5 互通互通通信系统

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通信系统是实现列车安全运行的安全保障，需要构建全网通信系统、中心数据库，制定专用的通信频段，统一接口协议和传输模式，建立网络化通信系统，实现车地通信、无线通信，能够在不通线路间自由转换和接收。 3.6 互联互通调度系统

调度系统是实现互联互通的大脑，通过模拟跨线运行、越线运营组织方案进行分析和研究，提出互联互通调度系统的前提条件，建立调度中心网络数据库、建立中心监控平台、建立中心ATS平台、建立中心调度平台、建立中心电调平台，实现各网线由中心统一调度管理，轨道交通线网调度指挥系统应具有可拓展性、开放性和可靠性特征，轨道交通线网调度指挥系统应具有三级实时控制和三层指挥管理的运营体制。 4 结语

随着城市轨道交通网络化的不断发展，互联互通将是未来城市轨道发展趋势，上述仅从系统机构面对互联互通提出要求和设想，要真正实现城市轨道交通互联互通还任重道远。