[發明專利]基于CTC的列車追蹤間隔實時預警系統及預警方法

有效

• 申請號: 201110436231.3
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN102514601A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王俊峰;王婉蓉
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: B61L27/04
• 分類號: B61L27/04;B61L23/14
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

技術領域

本發明屬于高速列車安全控制技術領域，尤其涉及一種基于CTC的列車追蹤間隔實時預警系統及預警方法。

背景技術

列車追尾和冒進信號事故經常發生，在中國有，在國外也有。而且此類事故在全部鐵路事故中，占有較高比例。

在中國發生的列車追尾和冒進信號事故包括：

2011年7月23日北京南開往福州的D301次動車組列車運行至甬溫線永嘉至溫州南間，與前行的杭州開往福州南D3115次動車組列車發生追尾事故。事故造成72人死亡，210余人受傷。

2005年7月31日西安開往長春的K127次旅客列車與前行的33219次貨物列車發生追尾，造成5節客車脫軌，6人死亡，30人受傷。

1993年7月10日，北京開往成都的163次旅客列車，運行至京廣線新鄉南場至七里營間，與前行的2011次貨車發生尾追沖突，造成40人死亡，48人受傷。

1971年12月7日，451次近郊旅客列車和837次貨車在京廣線琉璃河站發生尾追相撞的重大行車事故，死亡14人，傷22人。

在國外發生同類鐵路事故包括：

2007年11月30日，一列客車和另一列貨車在美國芝加哥發生追尾事故，造成至少5人重傷、數十人輕傷。

2005年7月13日，一列?？吭诎突固鼓喜啃诺率「裉鼗浇牧熊嚤涣硪涣熊囎肺?，造成數節車廂出軌后被另一條軌道上的第三列客車撞上，造成更多的車廂出軌。事故造成150人死亡，約1000人受傷。

以上僅列舉了部分典型事故，顯然列車追尾和冒進事故，是世界鐵路運營中普遍存在的問題。只有這個問題得到有效解決，列車運行安全才有保證，這一點對高速鐵路尤為重要。防止列車追尾和冒進信號事故，就是要保證列車與列車間的安全追蹤間隔和列車與禁止信號機間安全距離。在信號設備故障情況下，調度指揮和ATP(Automatic?Train?Protection?System，列車自動超速防護系統)信號設備的故障安全設計能否發揮應有的作用，能否控制列車停車和保證列車安全追蹤間隔，是個重要問題。根據各地區列車事故情況分析，完全依靠ATP難以保證列車安全追蹤間隔，特別是當出現ATP故障等非正常情況時更是如此。上述列舉的鐵路事故中，盡管當事列車也安裝了ATP超速防護或其它監控設備，但是仍未能避免追尾事故的發生。

中國高鐵信號系統包括列控系統(CTCS)、聯鎖系統(CBI)、調度集中(CTC，Central?Traffic?Control)三個子系統，以及一些信號輔助系統，如：信號微機監測系統(MMS)、列控動態監測系統(DMS)、調度命令無線傳輸系統、電源系統等。目前，中國高速鐵路采用CTCS-2和CTCS-3兩種列車控制系統。CTCS-2適用于控制時速200km/h～250km/h線路的列車，CTCS-3適用于控制時速350km/h及以上線路的列車。追蹤間隔是能夠保證司機舒適駕駛和追蹤列車前后行車之間的最小間隔距離。追蹤間隔直接影響列車通過能力和運行安全。決定列車追蹤間隔的主要因素包括：司機確認信號和列控設備應變時間內列車走行的附加距離，列車全制動距離，設備及操作者存在誤差的安全防護距離，司機舒適駕駛距離，列車長度，車站道岔限速，車站咽喉長度，車站作業辦理時間，車站股道有效長度等。

防止列車追尾和冒進信號，必須保證前后行車之間的間隔距離及列車與禁止信號之間的距離大于列車運行的安全間隔。

高鐵信號系統中，設計CTC追蹤間隔超限預警的必要性包括以下幾個方面：

(1)高鐵信號系統是各種信號設備和子系統及其輔助設備的集成。系統集成是高鐵信號關鍵技術之一，直接關系到系統的安全性。列控系統功能需求規范(FRS)、系統需求規范(SRS)和系統接口規范(FIS)是進行系統集成的主要依據。當前高鐵信號系統集成側重于不同設備或系統之間的接口技術，以及不同信號廠商的信號設備在構成系統時的互聯互通。由于這些信號設備和子系統是不同時期開發并疊加到信號系統中的，所以在此基礎上構成的信號系統，非一次性按照系統工程理論整體設計，難于發揮系統總體和系統層面的優勢。這種簡單疊加式的集成缺少系統內數據共享和融合，缺少各子系統之間相互監督和預警，缺少新增無線通信和應答器等設備綜合利用，缺少在系統層面實現“故障-安全”的統籌設計。