[發(fā)明專利]基于車車通信的CTCS安全疊加列車碰撞防護(hù)系統(tǒng)及方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210164949.6
• 申請(qǐng)日: 2012-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN102700571A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林俊亭;黨建武;任靜梅;李翠然;王曉明;肖蒙;鄭云水;董昱;李茂青;陳永剛;武曉春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B61L23/00
• 分類號(hào): B61L23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種基于車車通信的CTCS安全疊加列車碰撞防護(hù)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

2011年我國軌道交通領(lǐng)域發(fā)生了兩起嚴(yán)重的列車碰撞事故。雖然我國軌道交通領(lǐng)域已經(jīng)投入大量建設(shè)成本，完善中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)(CTCS)，但仍無法完全避免列車間的碰撞問題。

碰撞防護(hù)系統(tǒng)在海事、航空、公路交通領(lǐng)域已得到應(yīng)用。2006年德國航空航天中心啟動(dòng)了鐵路防撞系統(tǒng)的課題研究，2009年美國阿拉斯加鐵路公司啟動(dòng)了此類系統(tǒng)研發(fā)，2011年印度起草了列車碰撞防護(hù)規(guī)范草案，我國該領(lǐng)域研究尚處于起步階段。

CTCS是在借鑒ETCS的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國鐵路現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃，以分級(jí)形式滿足不同線路運(yùn)輸需求的列車控制系統(tǒng)。系統(tǒng)目的是適應(yīng)中國既有信號(hào)裝備現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)之間互聯(lián)互通，滿足最高速度160～350km/h列車運(yùn)行控制需求，控制等級(jí)分為5級(jí)。CTCS五級(jí)分級(jí)中，CTCS-3和CTCS-4采用車地?zé)o線通信系統(tǒng)GSM-R，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)完善的冗余覆蓋，可有效保證列車安全間隔。

CTCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)分為車載子系統(tǒng)和地面子系統(tǒng)，車地之間經(jīng)由鐵路GSM-R(GSM?for?Railway，鐵路專用數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng))進(jìn)行信息實(shí)時(shí)交互。列車將自身運(yùn)行狀態(tài)信息經(jīng)由GSM-R網(wǎng)絡(luò)發(fā)給地面無線閉塞中心，無線閉塞中心根據(jù)軌道電路、聯(lián)鎖進(jìn)路等信息生成行車許可，通過GSM-R無線通信系統(tǒng)將行車許可、線路參數(shù)、臨時(shí)限速傳輸給CTCS-3級(jí)車載設(shè)備；車載設(shè)備根據(jù)無線閉塞中心的行車許可，生成連續(xù)速度控制模式曲線，實(shí)時(shí)監(jiān)控列車安全運(yùn)行；軌道電路實(shí)現(xiàn)列車占用檢查，在降級(jí)使用是可作為發(fā)送行車許可信息的備用系統(tǒng)；CTCS安全計(jì)算機(jī)根據(jù)地面設(shè)備提供的行車許可、線路參數(shù)、臨時(shí)限速等信息和列車參數(shù)，按照目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式生成動(dòng)態(tài)速度曲線，監(jiān)控列車的安全運(yùn)行；調(diào)度集中系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)列車調(diào)度指揮的中樞，對(duì)列車進(jìn)行集中控制，具有站場(chǎng)表示、車次號(hào)顯示、車次號(hào)管理、列車記點(diǎn)等功能，并兼具下達(dá)臨時(shí)限速命令，保障列車運(yùn)行間隔的作用。(1)系統(tǒng)運(yùn)行過度依賴地面基礎(chǔ)設(shè)施和調(diào)度中心，投資成本高；(2)司機(jī)無法自主判斷前行列車運(yùn)行狀態(tài)，無法及時(shí)主動(dòng)進(jìn)行碰撞防護(hù)操作。(3)列車和列車之間無法直接通信，本車無法判斷前行列車和隨行列車的運(yùn)行狀態(tài)，有無碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

中國專利申請(qǐng)?zhí)?00620078858，一種鐵路列車全方位立體化自動(dòng)識(shí)別預(yù)警和避碰防護(hù)裝置，該實(shí)用新型公開了一種鐵路列車自動(dòng)識(shí)別預(yù)警和避碰防護(hù)裝置。主機(jī)上分別連接一根800M天線和一根GPS天線，同時(shí)還分別連接兩個(gè)終端控制器，所述主機(jī)是由通信單元和主處理器單元構(gòu)成。該裝置采用SOTDMA(自組織時(shí)分多址)技術(shù)，結(jié)構(gòu)合理，制式統(tǒng)一，能夠隨時(shí)收集本車、列尾、他車、道口和施工現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)信息，可實(shí)現(xiàn)列車間接近安全預(yù)警和避碰、列車尾部安全防護(hù)、上道作業(yè)人員對(duì)接近列車的防護(hù)、道口故障列車二次事故防護(hù)和線路施工時(shí)限速預(yù)警；還可以避免列車安全防護(hù)系統(tǒng)與無線列調(diào)的相互干擾，避免防護(hù)設(shè)備重復(fù)投資和建設(shè)，應(yīng)用于鐵路列車安全防護(hù)，也可以應(yīng)用于特種車輛和水上交通的安全防護(hù)和管理。(1)該設(shè)備采用800M獨(dú)立頻段，與鐵路專用GSM-R頻段接近，易于車地安全通信系統(tǒng)造成相互干擾，造成誤碼率偏高；(2)系統(tǒng)獨(dú)立安裝，且無法形成閉環(huán)實(shí)時(shí)傳輸。

縮略語和關(guān)鍵術(shù)語定義

(1)CAS-T：Collision?Avoidance?System?for?Train，列車碰撞防護(hù)系統(tǒng)(簡稱：列車避碰系統(tǒng))

(2)CTCS：Chinese?Train?Control?System，中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)

(3)SOS：Safety?Overlay?System，安全疊加系統(tǒng)，

(5)V2V：Vehicular?to?Vehicular，車車通信

(6)ETCS：European?Trai?n?Control?System，歐洲列車運(yùn)行控制系統(tǒng)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種基于車車通信的CTCS安全疊加列車碰撞防護(hù)系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于車車通信的CTCS安全疊加列車碰撞防護(hù)系統(tǒng)，包括：

測(cè)速定位子系統(tǒng)，設(shè)置于列車上，精確獲知列車在線路上的速度信息、位置信息和方向信息；