一种CTCS系统与CBTC系统叠加的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种CTCS系统与CBTC系统叠加的方法，在不影响CTCS系统和CBTC系统原有车载设备配置的条件下，通过在重叠区域的轨旁同时部署CTCS‑2轨旁设备和CBTC轨旁设备两套不同制式的设备，让不同制式的信号系统共存，保障CBTC列车和CTCS列车能够在重叠区域安全可靠的混跑混行，提升重叠区域线路运输能力。

【技术实现步骤摘要】
一种CTCS系统与CBTC系统叠加的方法
本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种CTCS系统与CBTC系统叠加的方法。
技术介绍
当今交通拥堵问题十分严峻，不管是城市内部的道路交通还是大城市间的市域交通，都存在一定程度的拥堵。面对高速发展的城市化进程和日益增加的交通压力，国内外诸多城市选择以轨道交通系统为主要客运模式的公共运输网络系统来解决交通堵塞问题。目前，我国的轨道交通形式主要有高铁/客运专线、城际铁路、市郊铁路、地铁/轻轨等，其系统制式分为：主要面向干线铁路的CTCS系统(中国列车运行控制系统)、以及主要面向城市轨道交通的CBTC系统(基于通信的列车自动控制系统)两种。我国干线铁路的目标速度值均在160km/h以上，客运专线和高铁的设计速度分别为250km/h和350km/h，主要服务于长距离、大运量的客流，其服务半径一般在70km以上，因此国铁干线无法解决单一城市内部的交通运输问题。而在城市内部，城市轨道交通的速度目标值一般不超100km/h，主要服务于中心城区的通勤客流，其服务半径一般不超过35km。越来越多的干线铁路需要面临穿越城市中心区域的问题，其目的是为主城和卫星城、组团城区之间以及沿途城镇的客流出行提供快速、大容量、公交化运营的公共交通服务，满足大型城市的经济发展需求，促进城乡统筹发展，带动沿线经济及社会进步。这也使得国铁干线铁路与城市轨道交通相互衔接的需求得到社会各界广泛的关注。为适应公交化运营需求，我国现行的市域铁路信号系统主要方案是CTCS2+ATO，是指在CTCS-2(CTCS2级)的基础上叠加了列车自动驾驶(ATO)功能，来实现站间自动运行、车站定点停车、自动折返、列车运行自动调整、车门站台门防护及联动控制、列车节能运行等功能。相比传统的CTCS-2系统，CTCS2+ATO系统在地面增加了精确定位应答器实现列车进站精确停车，增加通信控制服务器(CCS)设备实现屏蔽门联动控制和运行计划下发。车载设备则增加了GSM-R无线通信单元和列车自动驾驶ATO设备，实现无线通信和列车自动驾驶。CTC(铁路调度集中)增加运行调整功能以配合ATO功能的应用。TCC(轨道交通线网指挥中心)增加了屏蔽门、站台紧急关闭的采集驱动功能。CTCS2+ATO系统主要应用在城际铁路中，其特点是能够提高列车自动化等级，实现列车精确停车，并且不影响国铁网络。CTCS2+ATO系统的优点在于：系统成熟、可靠，自动化程度高；工程造价低，适应低密度运营的市域轨道交通线路，性价比高；可以依据CTCS标准可实现线网内部的互联互通。但应用在国铁干线铁路与城市轨道交通相互衔接的场景中，其缺点在于：轨旁设备较多，后期维护量较大；其中ATO功能是基于GSM-R的平台开发，地方业主难以取得GSM-R的频率资源；CTCS平台尚无3min以内的运营业绩，不确定是否能适应线路远期的运营需求。此外，因为目前城际铁路中使用的CTCS-2系统还并不是一种连续的信号，CTCS2+ATO系统虽然提高了列车进站停车的精度，但是该系统设计的最小列车追踪间隔并不能满足大城市对于城市轨道交通快速疏散大量人流的需求。因此，目前国铁干线铁路与城市轨道交通的衔接问题的主要的研究方向不再是融合ATO，而是进一步将应用于市域铁路的CTCS-2系统和应用于城市轨道交通的CBTC系统有机结合，在不影响线路安全性和互通性的条件下，提高线路容量，满足居民的出行需求；但是，目前还没有较为有效的方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种CTCS系统与CBTC系统叠加的方法，通过在重叠区域配置区域控制设备和列车精确停车应答器，部署车地无线通信等兼容性改造方案，提升重叠区域线路运输能力。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种CTCS系统与CBTC系统叠加的方法，包括：应用国铁干线铁路与城市轨道交通相互衔接的区域，也即重叠区域；在重叠区域的轨旁同时部署CTCS-2轨旁设备、CBTC轨旁设备以及配套的车地无线通信网络，构成相应的CTCS-2轨旁层与CBTC轨旁层；CBTC列车和CTCS列车既有的车载设备，构成相应的CBTC车载层与CTCS-2车载层，通过配套的车地无线通信网络与对应的CBTC轨旁层、CTCS-2轨旁层通信；重叠区域内还设有由既有的轨旁设备构成的轨旁信号层供CTCS系统与CBTC系统共同使用；重叠区域内CBTC列车和CTCS列车混跑混行时，后方列车通过轨旁信号层与相应的轨旁层，计算移动授权与相应的列车控制曲线。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，在不影响CTCS系统和CBTC系统原有车载设备配置的条件下，通过在重叠区域的轨旁同时部署CTCS-2轨旁设备和CBTC轨旁设备两套不同制式的设备，让不同制式的信号系统共存，保障CBTC列车和CTCS列车能够在重叠区域安全可靠的混跑混行，提升重叠区域线路运输能力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的CTCS与CBTC系统叠加技术方案示意图；图2为本专利技术实施例提供的CTCS-2系统叠加CBTC系统的层级示意图；图3为本专利技术实施例提供的CBTC列车追踪CBTC列车场景示意图；图4为本专利技术实施例提供的CTCS-2列车追踪CTCS-2列车场景示意图；图5为本专利技术实施例提供的CBTC列车追踪CTCS-2列车场景示意图；图6为本专利技术实施例提供的CTCS-2列车追踪CBTC列车场景示意图；图7为本专利技术实施例提供的通信列车工作流程示意图；图8为本专利技术实施例提供的非通信列车监测管理流程示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例提供一种CTCS系统与CBTC系统叠加的方法，主要应用于国铁干线铁路与城市轨道交通相互衔接的场景，能够在不影响CTCS系统和CBTC系统原有车载设备配置条件下，通过在重叠区域的轨旁同时部署CTCS-2轨旁设备和CBTC轨旁设备两套不同制式的设备，让不同制式的信号系统共存，保障CBTC列车和CTCS列车能够在重叠区域安全可靠的混跑混行，提升重叠区域线路运输能力，并且将重叠区域纳入干线铁路网络统一管理。如图1所示，本专利技术提出的CTCS与CBTC叠加方法，是指在CTCS线路的特定区域增加CBTC轨旁设备，即重叠区域内的轨旁包括CTCS轨旁设备和CBTC轨旁设备两套，CBTC列车通过自动折返的方式仅在重叠区域内运行，CTCS列车可以直接通过重叠区域。在重叠区域内，CTCS轨旁设备和CBTC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CTCS系统与CBTC系统叠加的方法，其特征在于，包括：应用国铁干线铁路与城市轨道交通相互衔接的区域，也即重叠区域；/n在重叠区域的轨旁同时部署CTCS-2轨旁设备、CBTC轨旁设备以及配套的车地无线通信网络，构成相应的CTCS-2轨旁层与CBTC轨旁层；CBTC列车和CTCS列车既有的车载设备，构成相应的CBTC车载层与CTCS-2车载层，通过配套的车地无线通信网络与对应的CBTC轨旁层、CTCS-2轨旁层通信；重叠区域内还设有由既有的轨旁设备构成的轨旁信号层供CTCS系统与CBTC系统共同使用；/n重叠区域内CBTC列车和CTCS列车混跑混行时，后方列车通过轨旁信号层与相应的轨旁层，计算移动授权与相应的列车控制曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种CTCS系统与CBTC系统叠加的方法，其特征在于，包括：应用国铁干线铁路与城市轨道交通相互衔接的区域，也即重叠区域；
在重叠区域的轨旁同时部署CTCS-2轨旁设备、CBTC轨旁设备以及配套的车地无线通信网络，构成相应的CTCS-2轨旁层与CBTC轨旁层；CBTC列车和CTCS列车既有的车载设备，构成相应的CBTC车载层与CTCS-2车载层，通过配套的车地无线通信网络与对应的CBTC轨旁层、CTCS-2轨旁层通信；重叠区域内还设有由既有的轨旁设备构成的轨旁信号层供CTCS系统与CBTC系统共同使用；
重叠区域内CBTC列车和CTCS列车混跑混行时，后方列车通过轨旁信号层与相应的轨旁层，计算移动授权与相应的列车控制曲线。


2.根据权利要求1所述的一种CTCS系统与CBTC系统叠加的方法，其特征在于，重叠区域内CBTC列车和CTCS列车混跑混行包括如下场景：CBTC列车追踪CBTC列车场景、CTCS-2列车追踪CTCS-2列车场景、CBTC列车追踪CTCS-2列车场景、以及CTCS-2列车追踪CBTC列车场景。


3.根据权利要求2所述的一种CTCS系统与CBTC系统叠加的方法，其特征在于，对于CBTC列车追踪CBTC列车场景：
CBTC车载层能够通过配套的车地无线通信网络与CBTC轨旁层实现双向通信，CBTC轨旁层向CBTC车载层发送移动授权；后方CBTC列车追踪前方CBTC列车的移动授权终点为前方CBTC列车的尾端；
轨旁信号层与CBTC轨旁层同时检查线路的占用与空闲状态。


4.根据权利要求2所述的一种CTCS系统与CBTC系统叠加的方法，其特征在于，CTCS-2列车追踪CTCS-2列车场景：
轨旁信号层的轨道电路进行CTCS-2列车占用检查，连续向CTCS-2车载层传送行车许可相关信息；轨旁信号层设备中的应答器向各CTCS-2车载层提供列车定位、线路数据、进路数据和临时限速信息；各CTCS-2车载层将应答器提供的列车定位信息作为列车定位的校准辅助信息，并根据列车参数和轨旁信号层与CTCS-2轨旁层提供的轨道电路信息、线路数据、进路数据和临时限速信息，按照目标-距离模式生成控制曲线，监控列车...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄苏苏，邢科家，郜洪民，开祥宝，赵阳，贾学祥，李辉，孟军，郝韬，孙旺，许硕，孙磊，
申请(专利权)人：中国国家铁路集团有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所，北京华铁信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11