摘要: 介紹了上海地鐵二號(hào)線A TC 信號(hào)系統(tǒng)中TWC 子系統(tǒng)硬件設(shè)備, 分析了通信傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式以及TWC 子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)列車程序停車功能的過(guò)程。
關(guān)鍵詞: 列車自動(dòng)控制 車地通信 非安全仿真邏輯 連續(xù)發(fā)送模式
車地通信(TWC) 是在A TC 信號(hào)系統(tǒng)中, 實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備與軌旁設(shè)備之間數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)姆前踩?BR>1 通信格式通信子系統(tǒng), 分為車載TWC 和軌旁TWC 。
1.1 NVL E 與軌旁串行通信控制板之間的通信要功能: ① 保持大部分信息在軌旁TWC 和車載NVL E 與軌旁車地串行通信控制板之間的通信TWC 之間的通信過(guò)程中不變; ② 支持列車在ATO 信息。
上海格式包括: 信息頭、TWC 地址、車輛永久編號(hào)息結(jié)束符。NVL E 至軌旁TWC 的控制數(shù)據(jù)包括: 軌道編號(hào)、目的地編號(hào)、主控時(shí)鐘、A TP 命令(靜態(tài)出發(fā)測(cè)試、車門測(cè)試) 、A TO 命令(跳停本站、跳停下一站、取消跳停、惰行設(shè)置、惰行取消、關(guān)門、運(yùn)行等級(jí)設(shè)置、停站時(shí)分、軌旁TWC 與NVL E 的鏈路狀態(tài)、站臺(tái)停車制動(dòng)率) 。軌旁TWC 至NVL E 的表示數(shù)據(jù)包括: 軌道編號(hào)、A TP 報(bào)警(緊急制動(dòng)、溜車檢測(cè)、制動(dòng)釋放故障、摩擦制動(dòng)故障、A TP 故障、備用模式、非計(jì)劃停車、失去機(jī)車信號(hào)、允許開門、耦合狀態(tài)、緊急全常用制動(dòng)命令) 、A TO 報(bào)警(輪徑不符、TWC 鏈路故障、超過(guò)或低于限速、A TC 模式改變) 、A TP 狀態(tài)(開門、關(guān)門、運(yùn)行方向、位置、時(shí)鐘、下一區(qū)段頻率、A TC 遙控串行鏈路故障、A TC 模式、全常用制動(dòng)) 、A TP 診斷(靜態(tài)測(cè)試狀態(tài)、門循環(huán)測(cè)試狀態(tài)) 、目的地編號(hào)、A TO 狀態(tài)(運(yùn)行等級(jí)、A TO 釋放保持、列車原始編號(hào)輸入、跳停本站、跳停下一站、停站制動(dòng)率、惰行模式、列車停站、司機(jī)編號(hào)、列車長(zhǎng)度) 。
NVL E 以250ms 為查詢周期, 通過(guò)RS2485 串行接口發(fā)送數(shù)據(jù)信息(信息頭FC) , 輪詢每個(gè)軌旁TWC 。軌旁TWC 根據(jù)地址碼響應(yīng)對(duì)應(yīng)的正確信息, 并且存入緩沖器, 作為下一個(gè)發(fā)送給車載TWC 的信息。同樣它發(fā)送相應(yīng)的響應(yīng)信息(信息頭F1 或F2) 時(shí), NVL E 接收來(lái)自相關(guān)單元的有效信息。當(dāng)NVL E 要求軌旁TWC 與車載TWC 通信時(shí), NVL E 發(fā)送1 個(gè)轉(zhuǎn)換到半雙工通信模式的信息(信息頭FE) , 強(qiáng)迫軌旁TWC 轉(zhuǎn)換到半雙工通信模式。
1.2 軌旁TWC 與車載TWC 之間的通信
軌旁TWC 與車載TWC 之間的通信, 通過(guò)軌旁環(huán)線和車載天線完成, 信息內(nèi)容遵循表1所示的信息頭定義。
表1 軌旁TWC 與車載TWC 之間的信息頭定義
軌旁TWC 通過(guò)其接收/ 發(fā)送板、耦合單元、TWC 環(huán)線, 與車載串行通信控制板之間進(jìn)行信息交換。車載串行通信控制板通過(guò)車載TWC 接收/ 發(fā)送板、接收/ 發(fā)送天線與軌旁串行通信控制板之間進(jìn)行信息交換。軌旁TWC 與車載TWC 之間的通信采用基于線圈感應(yīng)的移頻鍵控半雙工通信方式, 傳輸速率為4800b/ s , 信號(hào)載頻為64 kHz 。軌旁TWC 的串行通信控制板將收到來(lái)自NVL E 的信息, 經(jīng)過(guò)緩沖、編碼和格式化后, 由軌旁Rx/ Tx 板把RS2232 串行數(shù)據(jù)變成移頻鍵控信號(hào), 再通過(guò)耦合單元發(fā)送到軌旁TWC 環(huán)線上。軌旁TWC 發(fā)送給車載TWC 的信息格式包括: 信息頭、PV ID 、控制數(shù)據(jù)、CRC16 位校驗(yàn)碼及信息結(jié)束符等, 其中控制數(shù)據(jù)包括軌道編號(hào)、目的地編號(hào)、主控時(shí)鐘、A TP 命令和A TO 命令。
來(lái)自車載TWC 天線的串行數(shù)據(jù), 在列車通過(guò)軌旁TWC 環(huán)線時(shí), 經(jīng)由耦合單元傳送到軌旁Rx/ Tx 板, 轉(zhuǎn)換成RS2232 極性數(shù)碼序列, 送到軌旁串行通信控制板, 再通過(guò)RS2485 接口傳送到NVL E 。車載TWC 發(fā)送給軌旁TWC 的信息格式包括信息頭、ETA (用于啟動(dòng)軌旁雙向通信的預(yù)定到達(dá)時(shí)間) 、PV ID 、表示數(shù)據(jù)、CRC16 位校驗(yàn)碼、信息結(jié)束符, 其中表示數(shù)據(jù)包括軌道編號(hào)、A TP 報(bào)警和A TP 狀態(tài)。
2 程序停車功能
上海地鐵二號(hào)線的車地通信系統(tǒng)支持列車的自動(dòng)程序停車功能。當(dāng)列車進(jìn)入站臺(tái)接近區(qū)段時(shí),軌旁TWC 啟動(dòng)連續(xù)傳輸模式(CTM) ,這樣,當(dāng)列車經(jīng)過(guò)軌旁TWC 環(huán)線的交叉位置時(shí),車載TWC 就能檢測(cè)到環(huán)線磁路的變化。每個(gè)環(huán)線的交叉位置都記錄在車載A TC 的數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)列車進(jìn)入站臺(tái)區(qū)域并且車載TWC 天線檢測(cè)到軌旁TWC 環(huán)線時(shí),車載A TC 系統(tǒng)通過(guò)車載TWC 發(fā)送1 個(gè)預(yù)定時(shí)間(ETA) 。在ETA 不為零的時(shí)間段,軌旁TWC 保持連續(xù)傳輸模式, 車載A TC 系統(tǒng)根據(jù)程序停車曲線啟動(dòng)自動(dòng)停車程序, 通過(guò)環(huán)線固定交叉位置的坐標(biāo)。不斷地修正程序停車曲線。在這期間, 如果NVLE 控制軌旁TWC 改變發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),ATO 命令會(huì)通過(guò)軌旁TWC 立即傳送給列車,并且強(qiáng)迫軌旁TWC 轉(zhuǎn)換到半雙工通信模式。如果軌旁TWC 沒(méi)有改變發(fā)送數(shù)據(jù),那么它將一直保持連續(xù)傳輸模式, 車載TWC 不能改變軌旁TWC 正在運(yùn)行的發(fā)送模式。當(dāng)ETA 為零時(shí),軌旁TWC 在下一個(gè)250ms 的通信周期內(nèi)改為半雙工通信模式,車載A TC 系統(tǒng)將在此周期內(nèi),完成列車的定點(diǎn)對(duì)位停車。
綜上所述, 上海地鐵二號(hào)線TWC 系統(tǒng)車地通信的信息量比較大, 特別是車載A TC 的狀態(tài)信息、故障信息和診斷信息發(fā)送到軌旁后, 可以讓行車和維護(hù)人員及時(shí)了解車輛信息, 更好地進(jìn)行運(yùn)營(yíng)組織和設(shè)備維護(hù)。特別在支持列車程序停車功能方面, 與其他通過(guò)標(biāo)志線圈、對(duì)位天線修正的程序停車系統(tǒng)相比較, 軌旁TWC 能保持連續(xù)傳輸模式, 實(shí)現(xiàn)列車程序停車功能, 提高了列車對(duì)位停車的精確度和列車程序停車曲線的平滑度, 使乘客在列車自動(dòng)程序停車時(shí)更加感到舒適。
參考文獻(xiàn)
1 吳汶麒. 國(guó)外鐵路信號(hào)新技術(shù)〔M〕. 北京: 中國(guó)鐵道出版社, 2000.
2 宋文濤, 羅漢文. 移動(dòng)通信〔M〕. 上海: 上海交通大學(xué)出版社, 1996.
3 上海地鐵2 號(hào)線信號(hào)專業(yè)技術(shù)規(guī)格書.
4 肖雅君, 吳汶麒. 用于軌道交通列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的通信技術(shù)〔J〕. 城市軌道交通研究, 2002 (5): 2 .
