CN104196398A - 一种后备模式下的屏蔽门控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种后备模式下的屏蔽门控制系统，包括：与列车VOBC连接的PCU车载无线单元、屏蔽门控制专用网络、通过所述屏蔽门控制专用网络与所述PCU车载无线单元无线连接的至少两个PCU轨旁无线设备以及连接所述PCU轨旁无线设备的PCU，该PCU在所述CBTC DCS数据通信系统故障时，通过所述PCU车载无线单元、屏蔽门控制专用网络和PCU轨旁无线设备构成的网络接收所述列车VOBC发送的开/关屏蔽门命令，驱动继电器控制屏蔽门的动作。本发明以独立于CBTC DCS数据通信系统，提供后备模式下的列车对屏蔽门的控制功能。

Description

一种后备模式下的屏蔽门控制系统
技术领域
本发明涉及一种应用于地铁CBTC(Communication Based Train Control，基于通信的列车控制)系统下属的DCS(Data Communication System，数据通信系统)子系统的一种后备模式下的屏蔽门控制系统。
背景技术
在地铁CBTC系统中，ATP(列车自动防护)系统实现对屏蔽门(PSD)的监督与控制功能，在CBTC正常工作的情况下，系统将工作在CBTC模式，轨旁MAU(移动授权单元)处于工作状态，列车VOBC(车载控制单元)通过CBTC DCS通信网络建立了与轨旁MAU的通信。如图1所示，为CBTC DCS数据通信系统，其中，MAU和屏蔽门通过继电器接口，PMI是Poste de Manoeuvre Informatisé(ComputerBased Interlocking system)，计算机联锁子系统。此时VOBC能够实现以下功能：
1)实时监督车站屏蔽门的状态，在屏蔽门失去关闭锁闭状态时，阻止列车进入屏蔽门区域，或者紧急制动列车，防止列车在该区域移动；
2)列车在车站停稳后，从列车向屏蔽门发送开门使能和开门信号；
3)停站结束后，从列车向屏蔽门发送使能和关门信号。
如上屏蔽门功能的准确实施完全依赖于车—地之间通过CBTC DCS通信网络的可靠通信。在如下的各种故障情形下，都有可能造成屏蔽门控制功能不能正常实施：
1)车载无线通信单元故障，不能建立VOBC—MAU的通信；
2)轨旁无线设备故障，不能建立VOBC—MAU的通信；
3)MAU故障，不能建立VOBC—MAU的通信。
由于屏蔽门控制功能在整个列车的运行过程中非常重要，所以为了确保在如上设备故障的情况下不影响列车到站后开关屏蔽门，需要设计一套独立于CBTC DCS数据通信系统的屏蔽门控制用专用网络方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种后备模式下的屏蔽门控制系统，以独立于CBTC DCS数据通信系统，提供后备模式下的列车对屏蔽门的控制功能。
实现上述目的的技术方案是：
一种后备模式下的屏蔽门控制系统，并列于CBTC DCS数据通信系统，包括：
PCU(屏蔽门控制单元)车载无线单元，与列车VOBC连接；
屏蔽门控制专用网络(PCU DCS)；
至少两个PCU轨旁无线设备，分别布置在站台的两个端头，通过所述屏蔽门控制专用网络与所述PCU车载无线单元无线连接；以及
PCU，连接所述PCU轨旁无线设备，在所述CBTC DCS数据通信系统故障时，通过所述PCU车载无线单元、屏蔽门控制专用网络和PCU轨旁无线设备构成的网络接收所述列车VOBC发送的开/关屏蔽门命令，驱动继电器控制屏蔽门的动作。
在上述的后备模式下的屏蔽门控制系统中，所述PCU还通过继电器接收屏蔽门的状态输入，并通过所述PCU车载无线单元、屏蔽门控制专用网络和PCU轨旁无线设备构成的网络向所述列车VOBC反馈屏蔽门的状态。
在上述的后备模式下的屏蔽门控制系统中，所述PCU车载无线单元通过以太网连接所述列车VOBC；所述PCU通过以太网交换机连接所述PCU轨旁无线设备。
在上述的后备模式下的屏蔽门控制系统中，所述列车VOBC与所述PCU车载无线单元之间采用UDP/IP协议。
在上述的后备模式下的屏蔽门控制系统中，所述PCU轨旁无线设备与CBTC中轨旁无线设备采用不同的跳频序列。
在上述的后备模式下的屏蔽门控制系统中，所述PCU轨旁无线设备距离站台两端边缘长度为15m-20m。
本发明的有益效果是：本发明针对CBTC DCS数据通信系统故障时(VOBC和MAU无法进行正常通信)，列车可以通过一套独立于CBTC工作的PCU DCS通信网络，使列车进站后VOBC可以及时和PCU建立后备通信，进而使列车进站后可以控制屏蔽门。即通过增加最小的设备实现了故障情况下的后备方案，是一种较为经济、有效的优化方案。
附图说明
图1是CBTC DCS数据通信系统的结构图；
图2是本发明的后备模式下的屏蔽门控制系统的结构图；
图3是本发明中PCU通信区域的计算模型；
图4是本发明中PCU起始里程的计算模型；
图5是本发明中PCU终止里程的计算模型。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的屏蔽门控制系统并列于CBTC DCS数据通信系统，以在CBTC DCS数据通信系统故障时，提供后备模式下的列车对屏蔽门的控制。
请参阅图2，本发明的后备模式下的屏蔽门控制系统，包括PCU车载无线单元1、屏蔽门控制专用网络(PCU DCS)2、至少两个PCU轨旁无线设备3和PCU 4，其中：
PCU车载无线单元1通过以太网与列车VOBC连接。
PCU轨旁无线设备3通过屏蔽门控制专用网络2与PCU车载无线单元1无线连接；PCU轨旁无线设备3分别布置在站台的两个端头，本实施例中，各个PCU轨旁无线设备3距离站台两端边缘长度为15m，以确保覆盖整个车站范围。
PCU 4通过以太网交换机与这些PCU轨旁无线设备3进行通信，同时通过继电器来控制屏蔽门。列车VOBC与PCU车载无线单元1之间采用UDP/IP协议，信息交换的周期为500毫秒。
在CBTC DCS数据通信系统由于任何故障，造成VOBC不能建立与MAU的通信并控制屏蔽门时，VOBC会通过PCU车载无线单元1与PCU轨旁无线单元3建立无线通信，进而使列车和轨旁的屏蔽门控制单元(PCU)4建立通信。当列车停准后具备开门条件时，VOBC通过这张独立于CBTC工作的PCU DCS通信网络(PCU车载无线单元1、屏蔽门控制专用网络2和PCU轨旁无线设备3构成的网络)向PCU 4发送屏蔽门使能及开/关屏蔽门命令。PCU 4收到开/关屏蔽门命令后，驱动继电器控制屏蔽门的动作。同时，PCU 4还通过继电器接收屏蔽门的状态输入，并通过PCU DCS通信网络向列车VOBC反馈屏蔽门的状态，VOBC监督屏蔽门的状态。
请参阅图3，计算后备模式下的VOBC-PCU通信区域：
通过大量测试，PCU轨旁无线设备(PCU AP)3和PCU车载无线单元1之间建立通信的时间小于1秒，同时通过计算得知列车进站时的限速为13-17km/h，这样预留5米的无线缓冲带就足以为列车进站时和PCU轨旁无线设备3建立无线通信，如此：
PCU通信区域＝站台长度+(PSD_AP距离站台边缘长度–5m)*2＝140m
请参阅图4和图5，计算后备模式下的VOBC-PCU通信起始、终止里程：
PCU通信区域起始里程＝站台中心里程–1/2*站台长度–(15m-5m)
PCU通信区域终止里程＝站台中心里程+1/2*站台长度+(15m-5m)
将如上PCU通信区域、起始里程、终止里程写入PCU和VOBC的数据库，并进行定义。
根据如上计算结果，在轨旁布置PCU轨旁无线设备3，为了避免和CBTC无线设备产生同频干扰，需确保PCU AP使用和CBTC的轨旁无线设备完全不同的跳频序列。
当CBTC DCS数据通信系统由于任何原因故障，或者是MAU以及其他故障，造成VOBC不能建立与MAU的通信并控制屏蔽门时，当列车完全进站(列车尾部完全进入PCU通信区域起始里程)后，VOBC将会首先触发和PCU 4的数据通信，待屏蔽门对该命令进行回复后，进而开始控制屏蔽门。
当列车尾部完全出清(列车头部开始离开PCU通信区域的终止里程)后，VOBC会触发和PCU 4的通信终止命令，进而结束之前整个屏蔽门控制流程.
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (6)

1.一种后备模式下的屏蔽门控制系统，并列于CBTC DCS数据通信系统，其特征在于，包括：
PCU车载无线单元，与列车VOBC连接；
屏蔽门控制专用网络；
至少两个PCU轨旁无线设备，分别布置在站台的两个端头，通过所述屏蔽门控制专用网络与所述PCU车载无线单元无线连接；以及
PCU，连接所述PCU轨旁无线设备，在所述CBTC DCS数据通信系统故障时，通过所述PCU车载无线单元、屏蔽门控制专用网络和PCU轨旁无线设备构成的网络接收所述列车VOBC发送的开/关屏蔽门命令，驱动继电器控制屏蔽门的动作。
2.根据权利要求1所述的后备模式下的屏蔽门控制系统，其特征在于，所述PCU还通过继电器接收屏蔽门的状态输入，并通过所述PCU车载无线单元、屏蔽门控制专用网络和PCU轨旁无线设备构成的网络向所述列车VOBC反馈屏蔽门的状态。
3.根据权利要求1所述的后备模式下的屏蔽门控制系统，其特征在于，所述PCU车载无线单元通过以太网连接所述列车VOBC；所述PCU通过以太网交换机连接所述PCU轨旁无线设备。
4.根据权利要求1所述的后备模式下的屏蔽门控制系统，其特征在于，所述列车VOBC与所述PCU车载无线单元之间采用UDP/IP协议。
5.根据权利要求1所述的后备模式下的屏蔽门控制系统，其特征在于，所述PCU轨旁无线设备与CBTC中轨旁无线设备采用不同的跳频序列。
6.根据权利要求1所述的后备模式下的屏蔽门控制系统，其特征在于，所述PCU轨旁无线设备距离站台两端边缘长度为15m-20m。
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