收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

城市轨道交通CBTC系统关键技术研究

刘晓娟  
【摘要】: 列车运行控制系统作为城市轨道交通控制系统的神经中枢,担当着保证行车安全、提高运行效率、缩短行车间隔的重任,同时还起到促进管理现代化、提高综合运输能力和服务质量的作用。随着通信技术的发展,尤其是无线通信技术的广泛应用,列车运行控制模式由传统的基于轨道电路的列车运行控制(Track-circuit Based Train Control, TBTC)演变成基于通信的列车运行控制(Communication Based Train Control, CBTC)。 CBTC系统实现了列车与地面设备间的全双工大容量双向连续信息传输,能够对列车实施更为精确的运行控制,显著提高了行车效率,同时大大减少了轨旁设备,节省了成本和维护费用,提高了运能与安全性。近年来,CBTC系统成为许多地铁、轻轨项目中列车运行控制系统的解决方案。国外一些大城市开始对原有的地铁、轻轨系统进行CBTC改造,我国的城市轨道交通也已开始设计和采用CBTC系统。因此,根据城市轨道交通列车运行控制系统的发展以及我国的运用情况,研发具有自主知识产权的城市轨道交通CBTC系统已成为迫切的需要,对提高城市轨道交通运输能力、降低运营成本具有重要的现实意义。 本文以城市轨道交通列车运行控制系统为研究对象,着重研究CBTC系统及其关键技术,旨在为我国CBTC的自主研发提供理论依据。主要研究内容为: (1)对CBTC系统进行了全面的分析,包括CBTC系统的定义、组成、结构及优点,CBTC系统的IEEE标准,CBTC系统工作原理,CBTC系统的通信方式。指出移动闭塞技术、列车定位技术和车地双向通信技术为CBTC系统的关键技术,说明了无线CBTC是未来城市轨道交通列车控制系统的发展方向。 (2)以形式化建模语言Petri网及其仿真工具CPN Tools为基础,对CBTC系统进行建模和仿真。建立了CBTC数据传输系统(Data Communication System, DCS)的地面通信子系统模型、DCS车载子系统模型及车载列车自动防护(Automatic Train Protection,ATP)子系统的模型。给出了城市轨道交通CBTC系统地面有线网络的最大传输延时、平均延时标准差与信息帧长度之间的关系、ATP速度控制曲线等仿真结果。 (3)研究了城市轨道交通中的移动闭塞技术及其建模和仿真。在比较固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞三种闭塞制式的基础上,着重对移动闭塞条件下列车追踪间隔控制问题进行了较深入的研究。建立了移动闭塞、准移动闭塞条件下的列车区间追踪模型和车站追踪间隔模型,给出了列车追踪间隔时间计算方法,并对最小列车折返间隔时间的确定进行了探讨。根据城市轨道交通中运行车辆的基本特性,应用MATLAB对列车追踪间隔时间进行了仿真,通过仿真进一步说明了移动闭塞的优越性。 (4)研究了基于无线扩频技术的列车定位方法。分析对比了目前使用的各种列车定位方法,指出了无线扩频定位方法的优越性。阐述了无线扩频技术的基本理论和扩频定位原理,给出了无线扩频定位系统的构成,并对无线扩频定位接收机进行了较为详细的设计。 (5)研究了无线局域网(WLAN)在CBTC系统中的可用性及安全性。根据无线局域网的组成、特点、传输方式及相关标准,提出了CBTC对无线局域网的安全需求,建立了CBTC无线传输系统的模型,分析了无线局域网在CBTC中的可用性。对WLAN的安全性及IPsec协议进行了分析,将IPSec应用于CBTC系统,给出了基于IPSec的CBTC数据传输系统的安全设计方案,并进行了测试和仿真。研究结果表明,基于空间自由波传输的无线局域网在CBTC中是完全可用的,使用IPSec协议作为城市轨道交通无线数据传输系统的安全加强措施是可行的。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李本刚;;CBTC移动闭塞和准移动闭塞列车运行安全间隔时间的计算[J];铁路通信信号工程技术;2008年06期
2 林海香;董昱;;无线CBTC系统车地通信方案研究[J];兰州交通大学学报;2010年06期
3 步兵;基于通信的列车控制系统的可靠性分析方法[J];交通运输工程学报;2001年01期
4 步兵,汪希时;用马尔可夫模型分析基于通信的列车控制系统(CBTC)的安全性[J];中国安全科学学报;2001年03期
5 安静,吴汶麒;基于通信的列车控制系统IEEE标准简介[J];城市轨道交通研究;2004年06期
6 汪希时;基于通信技术的列车控制技术[J];中国铁路;2001年08期
7 刘进,吴汶麒;基于扩频技术的列车定位[J];交通运输工程学报;2001年04期
8 肖宝弟,贾学祥;对我国城市轨道交通信号系统发展战略的思考[J];现代城市轨道交通;2004年02期
9 赵岩;;城市轨道交通信号系统实现互联互通的设想[J];铁路通信信号工程技术;2011年01期
10 冒一平;巴黎地铁签定基于通信的列车控制系统(CBTC)合同[J];现代城市轨道交通;2004年02期
11 毛建华;城市轨道交通的列车控制系统及其发展趋势[J];现代城市轨道交通;2004年04期
12 陈锋华;刘岭;徐松;;基于通信的列车控制(CBTC)系统[J];铁路通信信号工程技术;2005年01期
13 杨旭文;刘波;刘超;;信号机强制命令在国产CBTC系统中的运用[J];市政技术;2010年S2期
14 姜庆阳;卢佩玲;刘剑;;CBTC移动授权分配研究[J];中国铁路;2010年04期
15 李凤华;刘晓娟;;区域控制器仿真子系统的研究[J];铁道通信信号;2010年11期
16 李晋;付嵩;;CBTC无线传输方式性能分析及现场测试[J];现代城市轨道交通;2011年03期
17 杜平;;城市轨道交通信号系统的发展[J];铁道通信信号;2010年05期
18 张丽;;浅析地铁列车的定位过程和速度控制[J];科技信息;2010年29期
19 郑建宁;;国产CBTC系统在北京地铁亦庄线的应用研究[J];铁道勘测与设计;2010年04期
20 吴江娇;赵青;;基于无线通信的移动闭塞列控系统——SPARCS[J];现代城市轨道交通;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 施仲衡;;序言[A];中国城市轨道交通新技术(第三集)[C];2009年
2 付鹏;;城市轨道交通网络监控中心设计浅析[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年
3 ;《城市轨道交通研究》理事会[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年
4 王松涛;;CBTC车载VOBC技术及WSP丢失故障分析[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年
5 程谦;;基于工作过程的城市轨道交通行车组织项目课程开发[A];2011无锡职教教师论坛论文集[C];2012年
6 黄衛;;前言[A];中国城市轨道交通新技术(第三集)[C];2009年
7 朱蓓玲;;上海城市轨道交通网络化背景下车辆基地布局及功能特点[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年
8 金淮;黄伏莲;刘永勤;庞炜;;城市轨道交通建设的地质环境安全问题[A];第二届全国地下、水下工程技术交流会论文集[C];2011年
9 于松伟;;项目管理服务(PM)在我国城市轨道交通领域的实践及意义[A];中国城市轨道交通规划、建设及设备国产化论坛论文集[C];2003年
10 姚健;潘晓莉;郭海柱;;后建车站穿越运营车站施工技术分析[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘晓娟;城市轨道交通CBTC系统关键技术研究[D];兰州交通大学;2009年
2 王飞杰;城轨CBTC智能调度指挥系统关键技术的研究[D];北京邮电大学;2011年
3 王飞杰;城轨CBTC智能调度指挥系统关键技术的研究[D];北京邮电大学;2011年
4 陈荣武;CBTC系统列车运行仿真与优化策略[D];西南交通大学;2011年
5 王悦现;中国城市轨道交通投资管理研究[D];武汉理工大学;2011年
6 曹阳;城市轨道交通信息融合与决策方法研究[D];吉林大学;2012年
7 罗小强;城市轨道交通线网布局规划理论与方法研究[D];长安大学;2010年
8 张育南;北京城市轨道交通与城市空间整合发展问题研究[D];清华大学;2009年
9 刘剑锋;基于换乘的城市轨道交通网络流量分配建模及其实证研究[D];北京交通大学;2012年
10 五一;城市轨道交通网络系统效能问题研究[D];西南交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 董凯霞;城市轨道交通CBTC系统车载ATP的研究与仿真[D];兰州交通大学;2011年
2 毛振华;CBTC系统中区域控制器和外部联锁功能接口的设计[D];北京交通大学;2012年
3 陈志武;基于CBTC的ATS数据结构分析与设计[D];西南交通大学;2010年
4 刘炯;基于专家系统的城轨CBTC列车运行调整研究[D];北京交通大学;2007年
5 李凤华;城市轨道交通CBTC系统区域控制器的研究与仿真[D];兰州交通大学;2011年
6 董秋丽;基于规则的CBTC系统数据分析与验证的研究[D];北京交通大学;2012年
7 杨清雯;CBTC无线信道建模及链路仿真器研究[D];北京交通大学;2012年
8 杜菡萏;CBTC仿真系统的基础数据研究[D];西南交通大学;2011年
9 孔令宽;CBTC系统缝隙波导信号传输性能的研究[D];北京交通大学;2010年
10 陈君福;铁路客运站与城市轨道交通换乘衔接研究[D];北京交通大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 杨小强 乔地;城市轨道交通日益引人注目[N];科技日报;2003年
2 蔡立辉;城市轨道交通 2000亿蛋糕谁来分食[N];中国证券报;2002年
3 记者 王虹航 通讯员 黄波;我国城市轨道交通进入快速发展时期[N];中国建设报;2009年
4 记者 王立武;十六局集团:做强做好地铁大市场[N];中国铁道建筑报;2009年
5 记者 付晓海;水电十四局成为云南首获“城市轨道交通工程专业承包资质”的施工企业[N];昆明日报;2009年
6 方方;让经济飞驰在坚实的轨道上[N];中国经济导报;2011年
7 赵忻英;敢拼就会赢[N];中国铁道建筑报;2011年
8 王常珂;我城市轨道交通实现国产化[N];人民日报海外版;2000年
9 记者 亢振洲;优先发展城市轨道交通[N];团结报;2001年
10 本报记者 潘青青;我市谋划城市轨道交通[N];台州日报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978