中低运量轨道交通信号系统

摘要

中低运量轨道交通信号系统，涉及轨道交通技术领域，本发明由下述部分组成：中央行调工作站、列车自动监控设备、列控/联锁一体化控制设备、中央联锁监控工作站，以上各部分设置于控制中心，并且中央行调工作站与列车自动监控设备连接，列控/联锁一体化控制设备与中央联锁监控工作站连接；设置于正线车站室内的目标控制(电子执行)设备，设置于正线车站室内的交换/基站设备，设置于车辆段室内的目标控制(电子执行)设备，设置于车辆段的交换/基站设备。本发明降低了信号系统的建设及运维成本，又减小对列车空间的占用。

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体地说是一种中低运量轨道交通新型信号系统架构。

背景技术

目前地铁等大运量城市轨道交通，其信号系统配置主要包括：控制中心设置一套中央列车自动监控设备，正线设备集中站和车辆段设置列车自动监控站级设备、联锁设备和列车自动防护设备(不纳入列车自动控制系统控制的车辆段不设置列车自动防护设备)，每列车配置冗余结构的车载列控设备。图1为传统大运量城市轨道交通信号系统架构示意图。

目前，在国铁、地铁等大运量轨道交通快速发展的同时，为适应社会发展和公众出行的多元化需求，多种中低运量新型轨道交通应运而生，如悬挂式单轨、山地齿轨等。这些新型轨道交通在线网规模、运量等级、行车组织、车辆构造等方面与国铁和地铁等大运量轨道交通存在较大差异；其显著特征是：线路适应性强，单向运能一般不超过1.5万人次/小时，其运营管理要求集约化、简洁化和扁平化。

信号系统作为保证中低运量新型轨道交通列车安全、可靠、有序运行的关键系统，不仅要满足安全运营的需求，还需要进一步优化系统架构以提高系统效率、控制工程投资。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种适用于中低运量轨道交通信号系统，在充分满足需求的同时，具有高效和低成本的特点。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，中低运量轨道交通信号系统，其特征在于，由下述部分组成：

中央行调工作站、列车自动监控设备、列控/联锁一体化控制设备、中央联锁监控工作站，以上各部分设置于控制中心，并且中央行调工作站与列车自动监控设备连接，列控/联锁一体化控制设备与中央联锁监控工作站连接；

设置于正线车站室内的目标控制(电子执行)设备，连接有车站应急控制盘，所述目标控制(电子执行)设备通过通信网络与列车自动监控设备和列控/联锁一体化控制设备形成通信连接，并且与正线轨旁的基础信号设备形成通信连接；

设置于正线车站室内的交换/基站设备，其通过通信网络与列车自动监控设备和列控/联锁一体化控制设备形成通信连接，并且与正线轨旁设备中的车地通信地面设备形成通信连接；

设置于车辆段室内的目标控制(电子执行)设备，连接有车辆段应急控制盘，所述目标控制(电子执行)设备通过通信网络与列车自动监控设备和列控/联锁一体化控制设备形成通信连接，并且与车辆段轨旁设备中的基础信号设备形成通信连接；

设置于车辆段的交换/基站设备，其通过通信网络与列车自动监控设备和列控/联锁一体化控制设备形成通信连接，并且与车辆段轨旁设备中的车地通信地面设备形成通信连接。

本发明具有下述有益效果：

1、采用区域联锁取代现有的分散联锁，实现联锁设备区域集中控制，完成其管辖区域内的列车运行进路逻辑运算和处理，建立列车进路，向目标控制器发送基础信号设备的监控命令等；大幅减少联锁计算机设备和机房面积，降低建设及运维成本。

2、将地面列车运行自动防护逻辑运算处理设备与联锁逻辑运算处理设备集成为列控/联锁一体化控制设备，并采用控制中心或区域集中部署，可优化二者间接口，减少列控和联锁硬件设备，减少机房面积，降低建设及运维成本。

3、将车辆段线路纳入列车自动控制系统，将大幅提高车辆段的行车效率和安全性。

4、采用目标控制设备(电子执行)取代现有的继电驱采方式，实现控制与监测一体化，即：既实现对基础信号设备的控制，又实现对基础信号设备的状态信息采集与监测；大幅减少执行、监测设备和机房面积，以及相应的施工、维护工作量，降低建设及运维成本。

5、车载列控主处理设备每列车仅部署一套，既降低信号系统的建设及运维成本，又减小对列车空间的占用。

6、对于线路不长的工程，采用控制中心集中监控，取消现有的车站/车辆段列车自动监控设备及现地/联锁控制工作站，在车站/车辆段室内配置应急控制盘实现转辙设备等的应急操控和监视。

附图说明

图1是现有技术的大运量城市轨道交通信号系统架构示意图。

图2是本发明的中低运量轨道交通新型信号系统架构示意图。

具体实施方式

本发明主要针对中低运量轨道交通，提出一种新型信号系统架构。下面结合图2对本发明进行详细描述。

本发明在控制中心配置列车自动监控设备(含中央行调工作站)，实现列车运行图/时刻表的编制和管理，完成其管辖线路的列车运行自动监控和自动调整。

在控制中心或区域设备集中车站配置列控/联锁一体化控制设备(含中央/区域联锁监控工作站)，实现列车运行及进路的安全逻辑运算和处理，完成建立列车进路、管理列车位置、计算列车移动授权并向列车发送其移动授权、向目标控制器发送基础信号设备发送监控命令等任务。

在正线车站和车辆段配置目标控制(电子执行)设备，实现对基础信号设备(信号机、转辙设备、轨道占用/空闲检查设备等)、站台门、紧急停车按钮、自动折返按钮等的控制输出，采集上述设备的状态信息并发送给控制中心或区域设备集中车站的列控/联锁一体化控制设备，实现上述设备的集中控制和监测。

在正线车站和车辆段配置应急控制盘，应急控制盘与目标控制(电子执行)设备连接，在应急或设备故障情况下，利用应急控制盘进行转辙设备的操控和状态监视，临时组织正线列车运行；另外，在维护转辙设备时，也可利用应急控制盘实现转辙设备的操控和状态监视。

在正线车站和车辆段配置交换/基站设备，实现地面列控设备产生的移动授权和车载列控设备产生的列车位置等信息的实时传送。

在正线轨旁配置车地通信地面设备，实现地面列控设备和车载列控设备的无线链接和信息交互。

在车载配置车地通信车载设备用于完成车载列控信息的发送和接收。

在车载配置车载列控设备，根据地面列控/联锁一体化控制设备提供的移动授权或限速信息，计算列车的限制速度，防护列车追踪运行间隔。

在车载配置测速定位设备，获取列车的实时速度与位置信息，为列车运行间隔防护以及速度防护提供控车依据。

各部分具体说明如下：

控制中心设备：列车自动监控设备(含中央行调工作站)、列控/联锁一体化控制设备(含中央/区域联锁监控工作站)；车站室内设备：车站目标控制(电子执行)设备(含车站应急控制盘)、交换/基站设备；车辆段室内设备：车辆段目标控制(电子执行)设备(含车辆段应急控制盘)、交换/基站设备；轨旁设备：车地通信地面设备、基础信号设备(信号机、转辙设备、轨道占用/空闲检查设备)、站台门、紧急停车按钮等；车载设备：车载列控设备、车地通信车载设备、测速定位设备、显示器等。

关于列车自动监控设备，原则上每条线在其控制中心设置一套，也可根据中低运量轨道交通的线网规划及系统规模，在多条线共用的控制中心合设一套；列车自动监控设备用于完成其管辖线路的列车运行图/时刻表的编制和管理，实现其管辖线路的列车运行的自动监控和自动调整。中央行调工作站通过控制中心冗余局域网与列车自动监控设备相连；中央行调工作站实现其管辖线路的列车运行状态、列车计划/实绩运行图、信号设备状态及报警等信息的显示；并可通过该工作站实现人工进路办理、基础信号设备操作、运行调整等功能，凡是在该工作站进行安全相关的操作，须履行必要的安全手续，并加以纪录。

所述列控/联锁一体化控制设备将区域联锁逻辑运算计算机和区域列车自动防护计算机集成，构成二乘二取二型或三取二型安全冗余结构的列控联锁一体化控制设备，实现其管辖区域内的列车运行及进路的安全逻辑运算和处理，完成建立列车进路、管理列车位置、计算列车移动授权并向列车发送其移动授权、向目标控制器发送基础信号设备的监控命令等任务。列控/联锁一体化控制设备的管辖区域视线路长度、车站配线、在线运行列车数量等因素而定，对于线路长度较短且列车配属较少的中低运量轨道交通，原则上在控制中心配置一套列控/联锁一体化控制设备；对于线路长且列车配属多的中低运量轨道交通，可在控制中心和沿线区域设备集中车站配置多套列控/联锁一体化控制设备。中央/区域联锁监控工作站通过串口直接与列控/联锁一体化控制设备相连；在中央列车自动监控功能失效后，调度人员可通过中央/区域联锁监控工作站实现列车进路的集中办理(设置、取消等)、基础信号设备集中操控等与联锁相关的操控，凡是在该工作站进行安全相关的操作，须履行必要的安全手续，并加以纪录；并可通过该工作站监视基础信号设备的状态及报警等。

所述正线车站目标控制(电子执行)设备，原则上正线车站目标控制(电子执行)设备设置在有道岔车站，该设备接收控制中心或区域列控/联锁一体化控制设备的控制指令，用于实现对本站和相邻无道岔车站基础信号设备(信号机、转辙设备、轨道占用/空闲检查设备等)、站台门、紧急停车按钮、自动折返按钮等的控制输出，采集上述设备的状态信息并发送给控制中心或区域列控/联锁一体化控制设备，实现上述设备的集中控制和监测；车站目标控制(电子执行)设备采用安全冗余结构，且符合故障导向安全原则。车站应急控制盘通过硬线直接与车站目标控制(电子执行)设备连接，在无法收到控制中心或区域列控/联锁一体化控制设备的进路排列及操控指令的情况下，以及控制中心或区域列控/联锁一体化控制设备故障情况下，可利用车站应急控制盘进行转辙设备的操控和状态监视，临时组织正线列车运行；另外，在维护转辙设备时，可利用应急控制盘进行正线相关转辙设备的操控和状态监视。

所述车辆段目标控制(电子执行)设备，该设备接收控制中心或区域列控/联锁一体化控制设备的控制指令，用于实现对车辆段基础信号设备(信号机、转辙设备、轨道占用/空闲检查设备等)的控制输出，采集上述设备的状态信息并发送给列控/联锁一体化控制设备，实现上述设备的集中控制和监测；车辆段目标控制(电子执行)设备采用安全冗余结构，且符合故障导向安全原则。车辆段应急控制盘通过硬线直接与车辆段目标控制(电子执行)设备连接，在无法收到控制中心或区域列控/联锁一体化控制设备的进路排列及操控指令的情况下，以及控制中心或区域列控/联锁一体化控制设备故障情况下，可利用车辆段应急控制盘进行转辙设备的操控和状态监视，临时组织车辆段内列车运行；另外，在维护转辙设备时，可利用应急控制盘进行车辆段内转辙设备的操控和状态监视。

所述交换/基站设备，该设备设置在正线车站信号设备室内，当车辆段纳入列车自动控制系统监控范围且需实现连续式ATP防护功能，则需在车辆段信号设备室内设置交换/基站设备，其中基站设备也可部署在轨旁；交换/基站设备用于实现地面列控设备产生的移动授权和车载列控设备产生的列车位置等信息的交互传送。

所述车地通信地面设备，该设备(如漏泄电缆、无线天线)部署在正线和车辆段的轨旁，实现地面列控设备和车载列控设备的连续无线链接和信息交互。

所述车地通信车载设备，该设备部署在列车首尾车上，首车和尾车的车地通信车载设备为车载列控系统提供两个完全独立的物理无线接入链路，用于车载列控信息的发送和接收，并向车载列控设备提供必要接口。

所述车载列控设备，原则上主处理设备每列车部署一套，该设备采用二乘二取二型或三取二型安全冗余结构，根据地面列控/联锁一体化控制设备提供的移动授权或限速信息，计算列车的限制速度，防护列车追踪运行间隔。

所述车载测速定位设备，在每列车的首尾车各部署一套，用于获取列车的实时速度与位置信息，为列车运行间隔防护以及速度防护提供控车依据。

所述列车自动监控设备与列控/联锁一体化控制设备之间的通信，若二者不在同一处所(如：控制中心信号设备室)，则二者通过光电传输转换设备经冗余光通信网络进行信息交互；若二者在同一处所(如：控制中心信号设备室)，则二者通过带安全隔离措施的接口方式进行信息交互；二者间数据通道的容量和速率满足列车运行监控的实时性要求。

所述列控/联锁一体化控制设备与目标控制(电子执行)设备之间的通信，若二者不在同一处所(如：车站信号设备室)，则二者通过光电传输转换设备经冗余光通信网络(为提高系统可靠性及可用性，可采用环形冗余自愈通道)进行信息交互，并采取安全通信措施；若二者在同一处所(如：车站信号设备室)，则二者通过安全、冗余总线进行信息交互；二者间数据通道的容量和速率满足联锁控制的实时性要求。

所述目标控制(电子执行)设备与基础信号设备之间采用硬线连接，实现联锁控制指令和基础信号设备状态信息的互传。

说明书已经充分说明本发明的必要技术内容，普通技术人员能够依据说明书实施本发明，故不再赘述各单元内部结构等细节。