互联互通条件下基于CBTC的ATS系统接口研究

摘要

随着城市轨道交通线路网的逐步形成，传统的单线建设及运营模式暴露出许多缺陷。如果在线路建设初期就以网络化的视角来规划建设，以实现互联互通为目标，这将大大降低城市轨道交通建设、运营及维护成本，提高服务质量。
　　城市轨道交通实现互联互通涉及线路、牵引供电、信号系统、车辆、运输组织等多个方面。具备统一标准的信号系统是实现互联互通的技术关键。所谓统一的技术标准即指统一的设计原则、系统架构、接口技术规格、通信协议等。基于通信的列车运行控制系统CBTC(Communication Based Train Control System)作为信号系统的发展趋势，因其采用国际通用标准而成为实现互联互通的首选。CBTC系统实现互联互通的实质是实现不同厂家的车载系统与联锁系统、区域控制器及ATS(Automatic Train Supervision)之间;相邻ATS之间、联锁系统之间、区域控制器之间的接口规范。
　　本文以“重庆互联互通项目”为依托，对互联互通条件下基于CBTC的ATS系统接口进行了研究。首先分析了ATS与车载系统、区域控制器及联锁系统之间的接口功能需求，对系统间的通信数据、通信协议、安全防御措施及安全通信过程等方面进行了研究，设计了通信接口的技术方案。然后采用面向对象的程序设计语言C++实现了在Linux操作系统下运行的ATS与VOBC、ZC及CI的接口服务软件。最后在项目平台下搭建测试环境，完成对系统接口软件的功能测试。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外发展现状

1．2．1 国外现状

1．2．2 国内现状

1．3 主要研究内容及论文结构

第2章 互联互通条件下基于CBTC的ATS系统需求

2．1 互联互通条件下CBTC系统

2．1．1 互联互通条件下CBTC系统结构

2．1．2 互联互通条件下CBTC系统功能分配

2．2 互联互通条件下ATS系统

2．2．1 互联互通条件下ATS系统结构

2．2．2 互联互通条件下ATS基本功能需求

2．3 互联互通条件下ATS系统接口需求分析

2．3．1 ATS与VOBC接口需求分析

2．3．2 ATS与ZC接口需求分析

2．3．3 ATS与联锁接口需求分析

2．4 本章小结

第3章 互联互通条件下ATS通信接口设计

3．1 ATS与VOBC通信接口设计

3．1．1 ATS与VOBC通信数据分析

3．1．2 ATS与VOBC通信帧格式

3．1．3 ATS与VOBC通信帧定义

3．1．4 ATS与VOBC通信安全防护措施

3．1．5 ATS与VOBC安全通信过程

3．2 ATS与ZC通信接口设计

3．2．1 ATS与ZC通信数据分析

3．2．2 ATS与ZC通信帧格式

3．2．3 ATS与ZC通信帧定义

3．2．4 ATS与ZC通信安全防护措施

3．2．5 ATS与ZC安全通信过程

3．3 ATS与联锁系统通信接口设计

3．3．1 ATS与联锁系统通信数据分析

3．3．2 ATS与联锁系统通信帧格式

3．3．3 ATS与联锁系统通信帧定义

3．3．4 ATS与联锁系统通信安全防护措施

3．3．5 ATS与联锁系统安全通信过程

3．4 ATS系统接口内部通信

3．5 本章小结

第4章 互联互通条件下ATS接口软件实现

4．1 开发环境

4．2 ATS系统接口测试环境

4．3 ATS系统协议

4．4 接口软件通用模型

4．5 ATS与VOBC接口软件实现

4．5．1 接口描述

4．5．2 类结构及类描述

4．5．3 配置文件

4．5．4 功能实现

4．6 ATS与ZC接口软件实现

4．6．1 接口描述

4．6．2 类结构及类描述

4．6．3 配置文件

4．6．4 功能实现

4．7 ATS与联锁接口软件实现

4．7．1 接口描述

4．7．2 类结构及类描述

4．7．3 配置文件

4．7．4 功能实现

4．8 本章小结

结论

致谢

参考文献