新一代城市轨道交通信号系统研究

分析了城市轨道交通传统CBTC(基于通信的列车控制)系统的系统架构、各子系统的安全完整性等级,以及存在的主要问题。提出了基于车-车通信和基于联锁列控一体化两种不同系统设计理念的CBTC系统。对两种系统从系统结构、性能、成本、维护、后备模式、兼容性等6个方面进行了分析比较,认为基于联锁列控一体化的CBTC系统更适合成为我国新一代城市轨道交通信号系统。     

JeRail~CBTC城市轨道交通信号系统的安全开发和认证历程

CBTC(基于通信的列车控制)系统是城市轨道交通的关键系统,对其安全性有着决定性影响。富欣智控基于成熟高效的安全产品开发体系,从流程、组织架构、安全和质量保障方面确保自主知识产权的JeRail~CBTC城市轨道交通信号系统满足功能安全要求,并最终通过第三方权威机构认证。富欣智控制定合理的策略,从易到难,从子系统到系统集成,从产品认证到工程项目认证一步一个台阶,顺利完成了自主化JeRail~CBTC系统的安全开发和认证。介绍了JeRail~CBTC城市轨道交通信号系统的安全开发和认证历程。     

基于跳频扩频技术的无线CBTC系统抗干扰能力研究及建议

车地无线通信系统是无线CBTC(通信的列车控制)系统中的关键子系统,其抗干扰能力、在各种恶劣的无线电磁环境下的使用能力是CBTC系统能否高效、安全地执行列车控制功能的基础.针对无线CBTC系统对于无线通信的需求,详细分析了无线跳频扩频技术应用于CBTC系统中的技术优势:通过使用无线跳频扩频技术,在使无线频谱资源最优化利用的同时,为无线CBTC系统抗干扰研究提供了一个可供选择的技术参考途径.     

JeRail(R) CBTC城市轨道交通信号系统的安全开发和认证历程

CBTC(基于通信的列车控制)系统是城市轨道交通的关键系统,对其安全性有着决定性影响.富欣智控基于成熟高效的安全产品开发体系,从流程、组织架构、安全和质量保障方面确保自主知识产权的JeRail(R) CBTC城市轨道交通信号系统满足功能安全要求,并最终通过第三方权威机构认证.富欣智控制定合理的策略,从易到难,从子系统到系统集成,从产品认证到工程项目认证一步一个台阶,顺利完成了自主化JeRail(R) CBTC系统的安全开发和认证.介绍了JeRail(R) CBTC城市轨道交通信号系统的安全开发和认证历程.     

基于通信的列车控制(CBTC)系统中轨旁控制子系统一体化研究

分析了国内外CBTC(基于通信的列车控制)系统的结构特点.针对典型CBTC系统存在的问题,着重分析了CBI(计算机联锁)和ZC(区域控制器)均采用同一硬件和同一软件的轨旁控制子系统一体化方案,给出了该方案下轨旁控制子系统为列车计算行车许可的方法.最后对一体化的CBTC系统与典型CBTC系统下开放信号机、关闭信号机、人工解锁进路、解锁保护区段及CBI采集列车包络占用区段延时检测等功能的实现方式进行对比.对比结果表明,采用轨旁控制子系统一体化方案的CBTC系统可以减少子系统间的接口,降低ZC和CBI间的功能耦合度,提高系统的运行效率.     

基于UPPAAL的城市轨道交通CBTC区域控制子系统建模与验证

CBTC(Communication Based Train Control)系统可有效提高轨道交通的列车运营效率,降低系统建设和维护费用.在系统研发过程中需对系统进行建模、仿真和验证,发现系统设计缺陷,以保证系统的安全性.CBTC区域控制子系统是一实时控制系统,它要求控制时间的精确性和控制过程的准确性.本文通过分析城市轨道交通CBTC区域控制子系统的结构,给出满足该子系统安全性的功能和性能要求,并结合时间自动机理论方法提出包含列车、速度距离控制器、区域控制器和多车控制队列的时间自动机网络模型.同时,应用UPPAAL验证工具对CBTC区域控制子系统进行仿真建模,并验证该子系统功能和性能要求,从而保证了系统模型的安全性和受限活性.     

上海城市轨道交通既有数据通信子系统优化研究

DCS(数据通信子系统)为CBTC(基于通信的列车控制)信号系统内其他子系统提供安全、可靠的数据交换服务,是CBTC的通信基础.对上海城市轨道交通CBTC信号系统线路进行了研究,首先介绍了既有DCS的功能和基本网络架构,阐述了DCS在CBTC系统中的重要性;然后结合实际城市轨道交通信号项目的 现状,分析了既有DCS在上海城市轨道交通系统中的应用及存在的问题,提出了DCS在冗余性、网络性能和可扩展性的优化方案,建立优化后的DCS网络架构;最后,结合研究成果,指出了未来DCS的发展方向.     

城市轨道交通CBTC列车自动监控子系统设计与创新

从系统设计与实现角度,描述了国产MTC-I型CBTC列车自动监控子系统的系统硬件、软件结构构成及其主要功能;通过与国家铁路CTC系统以及国外ATS系统比较,结合国产MTC-I型CBTC列车自动监控子系统的技术特点,以城轨交通运营需求为目标,自主研制出了新一代国产ATS子系统。     

CBTC数据通信系统性能分析模型及应用研究

数据通信系统DCS(Data Communication System)是影响CBTC系统的控制精度、效率和安全性的主要因素,其通信性能的仿真、验证对于CBTC系统的研发和改进有重要意义。本文介绍利用OPNET模拟自主研发的安全通信协议和构建DCS性能仿真研究平台的方法,给出安全通信协议有限状态机模型和可配置的通信子系统节点通用模型,研究平台可用于分析安全协议在整个通信网络上的总体性能。给出利用节点模型建立整个DCS通信网络的算例和网络性能的仿真结果,实验结果表明,通信周期不完全同步可以减小报文时延,网络出现故障后,改变生成树根节点位置使最大报文时延增加近34%。     

CBTC ZC子系统功能实现简介

对CBTC系统中的ZC子系统进行研究,介绍CBTC系统的构成及ZC子系统的结构,重点描述ZC功能的实现。     

关于城市轨道交通CBTC计算机联锁子系统的研究

近年来,基于通信的列车控制技术(CBTC)以其显著优势,逐渐成为城市轨道交通信号系统的首选方案。传统的联锁技术无法支撑CBTC信号系统的安全、高效、高自动化的要求。CBTC信号系统中的联锁子系统不仅要提供联锁逻辑保障,还要支持移动闭塞、点式ATP控制、以及不同模式列车的混跑等需求。文章简要介绍了基于CBTC技术的国产化联锁系统的架构、功能方面的创新和技术特点等。     

基于无线通信的列车控制系统中的数据通信子系统分析

运用无线通信实现车地数据传输的列车自动控制才是真正意义上的移动闭塞。在基于无线通信的列车控制(CBTC)系统中,数据通信子系统承载的数据直接关系到行车安全。结合西安地铁2号线一期工程信号系统,对其数据通信子系统的构成、作用、安全措施、抗干扰措施及主要性能等进行分析。     

城市轨道交通无人驾驶信号系统设计需求分析

城市轨道交通无人驾驶系统是一种代替司机行使列车控制和驾驶功能的信号系统。分析了无人驾驶技术在成本和节能方面的优势,就无人驾驶系统对车载子系统、轨旁子系统、停车场、日常运营服务的设计需求进行了分析。从设计层面看,CBTC(基于通信的列车控制)系统是最接近无人驾驶系统的信号系统,以CBTC系统为基础设计的无人驾驶系统或直接由CBTC改造升级为无人驾驶系统的方案是最为合理也最经济的选择。     

城市轨道交通CBTC系统互联互通测试平台的设计与实现

针对不同厂商研制的CBTC(基于通信的列车控制)系统,如何验证其是否符合互联互通规范要求,已成为产品在工程上应用推广的瓶颈。定义了互联互通型CBTC系统架构,分析了CBTC系统互联互通的测试需求,提出了CBTC系统互联互通测试验证平台的技术要求。在此基础上,设计并实现了互联互通型CBTC系统测试验证平台。实际应用表明,该平台可对互联互通型CBTC系统及所包含的子系统进行全面的功能、性能和接口测试,解决了CBTC系统互联互通验证的技术难点。     

CBTC制式下的ATS子系统研究

基于通信的列车控制系统（CBTC）给城市轨道交通信号制式带来了巨大的变化,而这种变化也对城轨信号系统的各个子系统均产生了影响;通过与传统轨道电路制式的信号系统进行比较,探讨了CBTC制式下ATS子系统的主要结构、功能以及特点。     

基于贝叶斯攻击图的CBTC系统安全风险评估

先进的无线通信技术、计算机技术在城市轨道交通中的应用,在促使列控系统快速发展的同时,也使得其面临的信息安全风险日益严峻。目前,应用于传统IT和工控领域的信息安全分析方法不能很好地满足基于通信的列车自动控制系统(Communication Based Train Control System, CBTC)对信息安全分析的需求。为了提出对CBTC系统安全进行评估的方法,在分析传统工控系统信息安全标准后,从资产、脆弱性、威胁源三个角度分析CBTC系统的信息安全风险,将贝叶斯攻击图(Bayesian Attack Graph, BAG)应用到CBTC系统风险评估建模中,并以ATS子系统为例,从入侵的攻击路径和对组件脆弱性的利用方式两个方面进行考虑,构建攻击模型,通过扩充BAG模型的节点来更好地描述系统特点。最终得到ATS子系统最易发生的信息安全事件以及在考虑黑客和内部恶意工作人员的入侵时,CBTC系统的风险等级。从构建的模型可以看出,CBTC系统处于安全状态。     

基于通信的列车控制系统中无线传输系统的安全性研究

在基于无线通信的城市轨道交通列车控制系统中,无线传输系统的安全性至关重要.分析了采用无线局域网的城市轨道交通基于通信的列车控制(CBTC)系统及其可能存在的安全问题;提出了基于IPSec协议的安全加强措施,设计并实现了基于IPSec的安全方案,建立了仿真测试平台.测试结果表明,IPSec安全方案具有较高的安全性和可用性,是提高城市轨道交通CBTC系统数据传输安全性的一种有效措施.     

地铁数据通信系统三种主要无线通信制式的比较

介绍了目前国内城市轨道交通基于通信的列车控制系统中数据通信所采用的无线子系统的三种制式,对这三种制式的特点分别作了描述,着重介绍了TD-LTE(时分-长期演进)制式的一些特点。对这三种主要的无线通信制式,从频率资源、抗干扰性、产品成熟度、自主化程度、成本、数据速率和设备安装等方面进行了对比。     

无线CBTC信号系统时间同步机制分析

无线CBTC信号系统作为一种实时安全列车自动控制系统,时间同步机制为列车运行记录、系统报警、故障日志提供统一的时间基准。系统地描述了信号系统时间同步机制,不仅包括信号系统的外部时钟源和内部时钟源,也包括信号系统内部各子系统的时间同步机制,同时分析了信号系统作为时钟源对外部系统的影响。     

基于车-车通信的新型CBTC系统分析

根据IEEE1474定义的CBTC系统,经过实际的运营情况分析,发现存在一些不足和问题。为了解决这些不足和问题,降低系统的复杂度和耦合性,以ALSTOM在法国里尔1号线上实施的CBTC系统为原型,提出了一种基于车-车通信的新型CBTC系统,并对这种新型的CBTC系统的架构和关键功能,以及各个子系统之间的数据交互特征,进行了分析和研究。最后,说明了这种基于车-车通信的新型CBTC系统所具有的优势和特征。