城市軌道交通基于通信的CBTC系統
列車運行控制系統是確保列車行車安全和高效運營的核心技術和關鍵裝備。基于通信的列車運行控制系統(CBTC)是列控技術的發展方向。 該成果應用之前,此項關鍵技術裝備全部依賴引進。在國家有關部委及北京市持續支持下,本項目瞄準城軌交通安全高效運營的重大需求,歷經十多年努力,突破了CBTC核心技術,為城軌交通建設、安全高效運營提供了技術支撐。 主要創新點: 1.提出了基于列車運行復雜場景的失效傳播模型和涵蓋全生命周期的系統設計開發方法,構建了滿足CENELEC標準的最高安全完善度等級SIL4的安全保障管理體系和集成研發平臺,研制了車載和地面兩個信號專用、可移植的安全計算機平臺以及CBTC整套技術裝備。整套產品和應用工程均通過了國際獨立第三方SIL4級安全認證,屬我國首次。 2.提出了基于移動閉塞的CBTC系統設計理論與方法,攻克了列車安全防護技術和最佳化自動駕駛技術,實現了列車最小間隔90秒的安全追蹤、平穩運行和精確停車。 3.提出了多模通信方式的融合方法、通信參數自適應優化策略、專用安全通信協議(SFP)和數據傳輸冗余網絡結構,在世界上首次研制了兼容無線自由波、漏泄波導管、漏泄電纜等三種傳輸方式的車地通信設備,實現了不同傳輸媒質間無縫切換,保證了復雜線路條件下安全數據的可信傳輸。 4.構建了覆蓋全生命周期的完備性測試案例庫(包含12.4萬條測試案例),提出基于最小系統的仿真測試方法,開發了硬件在環的CBTC系統仿真測試平臺,實現了虛實互換和虛實互控的系統功能與故障注入測試驗證,降低了現場調試安全風險,減少了現場測試工作量。 項目共形成國家標準2項;申請發明專利50項,其中已授權25項;軟件著作權111項;獲2010年度北京市科技進步一等獎。 自2008年,先后在大連快軌3號線、北京亦莊線、昌平線及重慶單軌3號線運用,所控制的79組列車已累計安全運行1974.6萬公里。運營考核表明,自主研發的CBTC系統技術先進、安全可靠,各項性能指標均達到或超過國際標準,填補了國內空白,使我國成為世界第四個掌握該項技術的國家,迫使引進系統降價30%。
北京交通大學
2021-04-13