系统级异构的热备冗余信号系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种系统级异构的热备冗余信号系统，包括基于通信的列车控制系统CBTC、基于轨道电路的列车控制系统TBTC以及切换单元，所述的CBTC和TBTC分别通过切换单元与列车通信连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有提高了系统的可用性，降低了故障对运营的影响等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种轨道交通信号系统，尤其是涉及一种系统级异构的热备冗余信号系统。
技术介绍
目前信号系统基本上都是采用设备级冗余的方式，如关键控制机器采用双机互备、2乘2取2、3取2甚至M取N的方式，而整个信号系统层级并没有冗余，只有备用降级模式如对于CTCS-3的线路可能会同时配置CTCS-2，CBTC线路上会配置点式后备模式，但这些都不能称为系统级热备冗余的信号系统。对于设备级冗余方式并没有解决设备切换装置故障时对信号系统造成的影响，而降级的备用模式也会因降级带来的切换时间的增加和功能的减少，最终会影响正常的运营。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种系统级异构的热备冗余信号系统。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种系统级异构的热备冗余信号系统，包括基于通信的列车控制系统CBTC、基于轨道电路的列车控制系统TBTC以及切换单元，所述的CBTC和TBTC分别通过切换单元与列车通信连接。所述的切换单元包括继电器，该继电器的线圈串联在CBTC回路中；所述的CBTC的工作接点闭合，驱动切换单元中的继电器得电，列车通过继电器与CBTC建立通信连接；当CBTC故障时，其工作接点断开，切换单元的继电器失电，接点切换到TBTC，该TBTC与列车建立通信连接。所述的CBTC包括CBTC车载设备、CBTC轨旁设备和CBTC无线网络，所述的CBTC车载设备通过CBTC无线网络与CBTC轨旁设备连接；所述的TBTC包括TBTC车载设备、TBTC轨旁设备、轨道电路和TBTC无线网络，所述的TBTC车载设备分别通过轨道电路和TBTC无线网络与TBTC轨旁设备连接。所述的车地无线网络包括WLAN和或LTE。所述的CBTC车载设备和TBTC车载设备均设有EB接点，两EB接点并联入列车EB回路。所述的TBTC车载设备设有FSB接点，所述的CBTC车载设备设有EB接点，所述的FSB接点和EB接点并联入列车的FSB回路。所述的CBTC和TBTC均包括车载ATO。在司机台设有CBTC/TBTC切换开关。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1)不仅在设备级进行冗余设计，还实现了系统级的异构热备冗余。2)切换自动进行，不需要人工干预。3)提高了系统的可用性，降低了故障对运营的影响。4)对于改造项目可复用既有的基于轨道电路的系统，有效利用既有投资。附图说明图1为本技术的系统结构示意图；图2为本技术中的ATP控制电路图；图3为本技术中的列车辅助驾驶控制图；图4为本技术中的车辆输入控制图；图5为本技术中的车载输出控制图；图6为本技术中的司机人机单元切换控制图；图7为本技术异构冗余车载配置举例示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本技术保护的范围。本技术将CBTC(基于通信的列车控制系统)和TBTC(基于轨道电路的列车控制系统)进行了有机的组合及接口设计，保证任何一套系统故障时均不会影响列车的正常运行，由于两者之间完全异构且热备冗余，大大提高了系统的可靠性，如图1所示，本系统由CBTC设备与TBTC设备组成，两者共用ATS和联锁设备。CBTC轨旁设备和TBTC轨旁设备分别独立工作，各自提供移动授权信息和速度码的方式用以控制列车。CBTC设备中车地无线网络使用两套不同的无线系统Wlan和LTE，CBTC通过无线红蓝网与CBTC车载进行列车控制信息交互。TBTC通过轨道电路与TBTC车载进行列车控制信息交互。CBTC车载设备和TBTC车载设备采用如图2所示装置对列车进行ATP防护，CBTC和TBTC车载各自提供EB接点，并联入车辆EB回路，两套系统都输出EB时，列车才执行紧急制动。TBTC车载提供FSB接点，CBTC系统提供另外一个EB接点，并联入车辆FSB回路，当CBTC系统输出EB时，TBTC系统输出的FSB才会被车辆执行。列车辅助驾驶部分采用如图3所示装置进行CBTC车载ATO和TBTC车载ATO的切换，正常工作时由CBTC车载ATO控制列车运行，当CBTC车载设备完全故障或CBTC输出紧急制动或CBTC-ATP/ATO模式不可用时将自动切换到TBTC的车载ATO控制列车运行。列车的输入输出接口采用自动控制方式。车辆输入如驾驶模式、车门状态和ATC切除等状态采用如图4所示装置进行并行采集。信号功能输出，如牵引制动命令，开关门命令，两套系统同时输出，但通过如图5所示切换单元进行切换。系统正常情况下，CBTC车载的工作接点闭合，驱动切换单元中的继电器，车辆接收到的功能命令来自于CBTC车载。当CBTC车载故障时，工作接点断开，切换单元的继电器失电，接点切换到TBTC系统，车载接收到的功能命令来自于TBTC车载，切换由系统自动执行。司机人机单元切换控制如图6所示，司机台上设置一个CBTC/TBTC切换开关，有“自动位”和“TBTC”两个位置，可以人工强制断开工作接点，使继电器接点切换到TBTC车载。正常情况下，切换开关在自动位，CBTC车载控制DMI和机械速度表的显示，DMI上将显示当前控车的系统是CBTC还是TBTC。当CBTC车载故障时，系统通过切换单元自动切换到TBTC，由TBTC车载控制机械速度表。本技术轨旁部分除ATS和联锁外其它设备TBTC和CBTC分别独立设置，因此无论是单一的TBTC故障还是CBTC故障均不会影响系统运行。车载部分实施示意图如图7所示的。其中CBTC车载头尾冗余，每一端外挂设备包括测速装置x1、信标天线x1、无线通信天线(一套LTE，一套Wlan)；TBTC车载单端冗余，每一端外挂设备包括速度传感器x2、轨道电路接收天线x2、TWC天线x1、停车线圈天线x1、标志线圈天线x1。当发生CBTC车地无线通信设备及天线故障、轨旁CBTC设备故障、列车失位或CBTC测速设备故障障时，列车控制自动切换到TBTC系统，不会触发紧急制动。同样当TBTC设备故障时，列车控制自动切换到CBTC系统，也不会触发紧急制动。以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统级异构的热备冗余信号系统，其特征在于，包括基于通信的列车控制系统CBTC、基于轨道电路的列车控制系统TBTC以及切换单元，所述的CBTC和TBTC分别通过切换单元与列车通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种系统级异构的热备冗余信号系统，其特征在于，包括基于通信的列车控制系统CBTC、基于轨道电路的列车控制系统TBTC以及切换单元，所述的CBTC和TBTC分别通过切换单元与列车通信连接。2.根据权利要求1所述的一种系统级异构的热备冗余信号系统，其特征在于，所述的切换单元包括继电器，该继电器的线圈串联在CBTC回路中；所述的CBTC的工作接点闭合，驱动切换单元中的继电器得电，列车通过继电器与CBTC建立通信连接；当CBTC故障时，其工作接点断开，切换单元的继电器失电，接点切换到TBTC，该TBTC与列车建立通信连接。3.根据权利要求1所述的一种系统级异构的热备冗余信号系统，其特征在于，所述的CBTC包括CBTC车载设备、CBTC轨旁设备和CBTC无线网络，所述的CBTC车载设备通过CBTC无线网络与CBTC轨旁设备连接；所述的TBTC包括TBTC车载设备、TBTC轨旁设备、轨道电...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪小勇，徐烨，
申请(专利权)人：卡斯柯信号有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31