摘要闡述了移動閉塞技術的原理。介紹了典型的基于無線通信的移動閉塞系統的系統結構。分析了移動閉塞相對于傳統閉塞方式的優勢。指出基于通信的列車控制將是未來列車控制技術的發展方向。

關鍵詞移動閉塞,數據通信,車載控制器,區域控制器

基于通信的移動閉塞(MB)技術,是全球鐵路及軌道交通信號界公認的最先進的信號產品。以Sel2Trac為代表,該技術已經被應用將近20年,并且給運營商們帶來了良好的經濟和社會效益。本文將從闡述移動閉塞技術的原理入手,分析其系統結構和優勢,供國內同仁參照。

1移動閉塞技術的原理

1.1地鐵信號和列車自動保護系統

在輪軌交通中,為保證列車運行安全,須保證列車間以一定的安全間隔運行。早期,人們通常將線路劃分為若干閉塞分區,以不同的信號表示該分區或前方分區是否被列車占用等狀態,列車則根據信號顯示運行。不論采取何種信號顯示制式,列車間都必須有一定數量的空閑分區作為列車安全間隔。

1移動閉塞技術的原理

1.1地鐵信號和列車自動保護系統

在輪軌交通中,為保證列車運行安全,須保證列車間以一定的安全間隔運行。早期,人們通常將線路劃分為若干閉塞分區,以不同的信號表示該分區或前方分區是否被列車占用等狀態,列車則根據信號顯示運行。不論采取何種信號顯示制式,列車間都必須有一定數量的空閑分區作為列車安全間隔。

地鐵的信號原理也基于此。但由于地鐵的特殊條件,對安全的要求更加嚴格,因此必須配備列車自動保護(ATP)系統。ATP通過列車間的安全間隔、超速防護及車門控制來保證列車運行的安全暢通。在固定劃分的閉塞分區中,每一個分區均有最大速度限制。若列車進入了某限速為零或被占用的分區,或者列車當前速度高于該分區限速,ATP系統便會實施緊急制動。ATP地面設備以一定間隔或連續地向列車傳遞速度控制信息。該信息至少包含兩部分:分區最高限速和目標速度(下一分區的限速)。列車根據接收到的信息和車載信息等進行計算并合理動作。速度控制代碼可通過軌道電路、軌間應答器、感應環線或無線通信等傳輸,不同的傳遞方式和介質也決定了不同列車控制系統的特點。為了保證安全,地鐵ATP在兩列車之間還增加了一個防護區段,即雙紅燈區段防護(見圖1)。后續列車必須停在第二個紅燈的外方,保證兩列車之間至少間隔一個閉塞分區。

圖1地鐵ATP的雙紅燈防護

1.2移動閉塞-基于通信的列車控制系統

CBTC(communicationbasedtraincontrol)技術為現代軌道交通的列控技術，能實現連續的自動列車控制．對于CBTC系統的原理和相關的關鍵技術［1-4］，國內外已有諸多的研究，其相比于傳統的基于軌道電路的列控技術來說，CBTC系統實現了移動閉塞［5-6］，從而達到更優的系統表現．同時，也應該看到，對于CBTC系統來說，雖然具有諸多優點，但也不是萬能系統．在實際應用中，考慮到系統故障或線路開通初期不具備CBTC的運行條件，為系統增設了后備模式［7-8］，提高了CBTC系統的安全可靠性和完整性，確保列車運行高速、高效的同時，實現絕對的安全可靠．對于列控系統來說，追蹤間隔為最重要的性能指標之一．相關追蹤間隔的算法［9-11］已有諸多研究，文獻［12-15］是對于軌道交通列車保持安全追蹤間隔進行追蹤運行的研究．本文模型基于IEEE的CBTC推薦模型［16-17］，對CBTC系統移動閉塞模式及其后備模式下追蹤間隔這一指標進行算法的研究和仿真．

1CBTC系統概述

1．1CBTC系統的原理CBTC系統為“利用高精度的列車定位(不依賴于軌道電路)，雙向連續、大容量的車-地數據通信，車載、地面的安全功能處理器實現的一種連續自動列車控制系統”．其利用調度控制中心控制多個車站控制中心，實現相鄰車站控制中心之間的控制交接．車站控制中心又控制其管轄范圍內的多個基站，基站與覆蓋范圍內的車載設備實現實時雙向的通信．列車在管轄區段內時，車載設備將定位和速度等信息通過無線方式傳輸給基站，基站再傳輸給控制中心，同時車站控制中心通過基站周期地將相關運行信息發送給后行列車．列車車載設備根據收到的數據和前車與本車的運行狀態(位置、速度、工況)和線路參數(曲線、坡道)、列車參數等，采用車載安全計算機計算或地面控制中心計算或同時計算，并根據故障-安全原則，確定合理的駕駛策略，實現列車高速、平穩地以最優間隔追蹤運行．基于通信的列控系統原理如圖1所示．

1．2移動閉塞技術移動閉塞即指列車間的運行間隔由列車在線路上的實際運行位置和運行狀態決定，前后兩列車之間的最小安全追蹤距離不受固定閉塞分區的影響，而是動態變化的，隨前一列車的移動而移動．移動閉塞原理如圖2所示．在CBTC系統中，無線數據通信通過可靠的無線數據通信網，列車不間斷地將采集到的數據(如機車信息、車輛信息、現場狀況和位置信息)發送給區域控制器ZC(zonecontroller)．ZC根據來自列車的信息計算、確定列車的安全行車間隔，并將相關信息(如現行列車位置、移動授權等)傳遞給列車，控制列車運行．其中，ZC計算給后行列車的移動授權(movementauthority)必須大于列車在該位置最不利情況的制動距離．

1．3CBTC系統后備模式CBTC系統實現了移動閉塞制式，為先進的列控模式，但是在通信失效和設備故障時，為了保證系統的安全可靠性，常考慮使用后備模式來接管控制行車安全．后備模式為CBTC系統的降級備用模式，后備模式的設置，增加了CBTC系統的安全性、完整性、通用性和靈活性．

1．3．1后備模式的設置后備模式在下列情況下發揮作用:(1)移動閉塞系統正式開通前的臨時過渡期間的列車運行;(2)車-地通信單元、中央控制單元等設備故障，而聯鎖完好時;(3)非CBTC列車(車載CBTC完全故障的列車或未安裝CBTC的列車，如工程車、不兼容本線信號系統的列車等)進入運營線路運行時;(4)中央ATS(automatictrainsupervision)、車站ATS故障情況下．

【摘要】目的探討步進數字減影技術在下肢動脈造影中的價值。方法選擇外科疑診為下肢動脈疾病患者32例，采用Seldinger技術經皮股動脈穿刺，透視下將導管送至目的位后行步進下肢動脈造影。結果步進血管造影顯示下肢動脈硬化閉塞癥27例，動靜脈瘺3例，血管畸形2例。結論步進數字減影技術是目前下肢動脈造影中，觀察下肢動脈血管解剖和形態改變的較先進的檢查技術，與分段下肢動脈造影相比有以下優點：連續的動態血管及血流圖像；減少造影次數及造影劑劑量；減輕造影劑對患者刺激引起的疼痛及毒性反應；減少患者輻射劑量；縮短檢查時間。因此值得推廣應用。

【關鍵詞】步進血管造數字減影下肢動脈

各類下肢動脈疾病是血管外科常見病，發病率高。其診斷及治療均要借助于數字減影血管造影來完成［1,2］，而步進血管造影技術是目前較為先進的造影方法［3,4］。我院使用這一方法診斷治療32例病人，均取得良好效果。

1資料與方法

1.1一般資料全組32例患者中，男21例（占65.6%），女11例（占34.4%）;年齡17～86歲，平均61.5歲。其中18例患者有間歇性跛行，7例有靜息痛，3例有下肢潰瘍及壞疽，5例有局部腫脹壓痛，10例有高血壓史，3例有糖尿病史。

1.2儀器采用SIEMENSmultistar心血管造影機，C臂床及40cm影像增強器，SIEMENSFluorospotH影像處理系統，MarkVProVis高壓注射器，KODAK2180激光相機。

【摘要】隨著科學技術水平的不斷提高，基于無線通信的列車自動控制系統也得到了進一步的革新發展，并且其應用范圍也在逐漸擴大。該系統代表著現階段軌道交通信號系統未來的發展趨勢，融合的最為先進的科學技術和設計理念，對我國軌道交通效率和安全有非常重要的作用和意義。基于此，論文對無線通信的列車自動控制系統進行研究，介紹了該系統的工作原理和應用優勢，并提出基于無線通信的列車自動控制系統的核心內容。

【關鍵詞】無線通信；列車自動系統；施工工藝

1引言

基于無線通信的列車自動控制系統，簡稱CBTC，是一種非常先進的列車控制系統，具有安全準時、超快速度以及運能大的優勢，因此，針對該系統展開技術研究有重要意義。該系統憑借先進的列車定位技術以及無線通信技術改變了傳統的信息傳輸方式，從單向傳輸變為雙向傳輸，并且具有連續性和大容量的特點。CBTC是當代社會軌道交通主流的發展方向，具有非常良好的發展前景。該技術的產生，讓我國城市化進程明顯加快，交通擁堵問題得到有效緩解，人們出行得到了非常大的便利。

2無線通信列車自動控制系統的工作原理

目前，我國大部分現行CBTC系統都能在后備模式以及CBTC模式下運行。基于CBTC模式，軌道旁接入點上電啟動后，會和無線接入控制器進行數據信息交換，交換的信息會作為維護軌旁接入點正常運作的關鍵內容，如果發現一些非法侵入的無線接入控制器（AC）和軌旁接入點（AP），系統將自動對其進行區分識別并停止服務。在實際工作中，軌旁接入點會間隔性地利用天線向外界發送信息，某個車載移動終端接收到信息并且該信號強度高于移動終端的接入閾值時，移動終端會傳輸一些與AP相關聯的信息，另外，AP也會發送認證信息。通過煩瑣的關聯接入后，AP和MR得以建立通信。基于無線通信的CBTC系統，車載控制單元利用數據庫中的數據判斷列車的位置，再利用速度傳感器測算列車的走行距離以及土建限度等[1]。另外，軌旁區域控制器（簡稱ZC）能夠接收列車自動監視系統（ATS）的進路請求，結合列車目前的位置為后續追蹤列車計算移動授權命令。ZC接收到指令后，會向軌旁連鎖系統發送命令，改變信號機狀態，變為允許信號。

摘要分析了基于無線通信的列車控制系統的技術經濟發展促進了ATC系統從一個以硬件為基礎向以軟優勢。采用基于無線通信的列車控制系統可實現互聯互通,并有利于設備的國產化。結合國外實施互聯互通的經驗和中國國情,指出該技術對于上海新線建設及將來的互聯互通是一種可行的方案。

關鍵詞列車自動控制,無線通信的列車控制,互聯互通

基于通信的列車控制(Communication2BasedTrainControl,簡為CBTC)系統采用先進的通信、計算機技術,對列車實現連續控制。它擺脫了軌道電路對列車占用的判別方式,突破了固定閉塞的局限性,可以實現移動閉塞。本文將從列車控制技術的發展著手,探討無線CBTC的技術經濟優勢及對于實現互聯互通和項目設備國產化的優越性,并對其在國內的應用前景提出了看法。

1列車控制技術的發展和CBTC

列車自動控制(ATC)系統的發展依賴于市場的需求以及各種新興的技術基礎。過去25年中微處理器的發展以及過去5年中移動通信的發展,對ATC技術的發展產生了重要的影響。微處理器的件為基礎的系統的演變,而移動通信技術的發展也將極大影響ATC系統發展的進程(見圖1)[2]。

圖1列車控制技術的發展

摘要分析了基于無線通信的列車控制系統的技術經濟發展促進了ATC系統從一個以硬件為基礎向以軟優勢。采用基于無線通信的列車控制系統可實現互聯互通,并有利于設備的國產化。結合國外實施互聯互通的經驗和中國國情,指出該技術對于上海新線建設及將來的互聯互通是一種可行的方案。

關鍵詞列車自動控制,無線通信的列車控制,互聯互通

基于通信的列車控制(Communication2BasedTrainControl,簡為CBTC)系統采用先進的通信、計算機技術,對列車實現連續控制。它擺脫了軌道電路對列車占用的判別方式,突破了固定閉塞的局限性,可以實現移動閉塞。本文將從列車控制技術的發展著手,探討無線CBTC的技術經濟優勢及對于實現互聯互通和項目設備國產化的優越性,并對其在國內的應用前景提出了看法。

1列車控制技術的發展和CBTC

列車自動控制(ATC)系統的發展依賴于市場的需求以及各種新興的技術基礎。過去25年中微處理器的發展以及過去5年中移動通信的發展,對ATC技術的發展產生了重要的影響。微處理器的件為基礎的系統的演變,而移動通信技術的發展也將極大影響ATC系統發展的進程(見圖1)[2]。

圖1列車控制技術的發展

如今已進入信息社會，通信技術正以前所未有的速度不斷發展、更新，特別是移動通信。它作為一個科技密集型高新技術產業，在現代市場經濟條件下，在滿足人們任何時間、任何地點、任何人之間進行通信的愿望下占據著舉足輕重的地位。但隨著移動用戶數的增加以及網絡運營商之間日趨激烈的競爭，用戶對通信質量也有了較高的要求。由于通信網絡在建設或擴容時周期短、速度快、缺乏經驗，使網絡存在不少問題，如掉話率高；接通率低；頻率利用率低；越區切換失敗率高；通話質量低、有串音；中繼電路的配置與實際話務不相符、電路群的每線話務量差別較大等，因此必須做好網絡優化工作，最大限度地發揮網絡的潛能和追求完善的通信質量。

一、提高網絡覆蓋的方法

主要分析覆蓋過小導致信號盲區問題，解決信號盲區的方法很多，下面將分別加以闡述。

(一)微蜂窩．與傳統的宏蜂窩相比，微蜂窩的主要特點是：

1、天線一般安裝在屋頂上，受周圍建筑物環境的影響大；

2、覆蓋范圍小，一般為100m—lkm：

各鄉（鎮）人民政府、縣屬各有關單位：

我縣自去年8月份在全縣范圍內開展“農村移動信息富民工程”建設項目以來，進一步提高了農村信息化水平，促進了社會主義新農村建設，為全縣經濟社會發展作出了積極貢獻。經研究，決定年度在全縣繼續實施“農村移動信息富民工程”，現將有關事項通知如下：

一、充分認識繼續開展“農村移動信息富民工程”的重要意義

農村信息化建設是社會主義新農村建設的重要組成部分，繼續實施“農村移動信息富民工程”建設項目，是通過在年摸底調查農村信息化水平的基礎上，開展農村信息化知識培訓，加強村通基站建設，提高通訊信號的覆蓋和質量，并通過構建農村移動惠農網，加大農村信息化產品推廣普及力度，提高項目村農戶使用通訊率，進一步拓寬農村信息渠道，改變農村信息閉塞的現狀，以信息化推動農業發展、農民增收和新農村建設的一項重要工作。各鄉（鎮）、縣屬有關部門要從全面貫徹落實科學發展觀，構建社會主義和諧社會的高度，充分認識開展“農村移動信息富民工程”建設的重要性和必要性，進一步加強領導、密切配合、認真實施，努力把我縣農村信息化工作推上新的臺階。

二、建立健全組織機構

組長：

1引言

隨著經濟的快速發展，我國進入城市化和機動化的加速發展階段，高速鐵路和城市軌道交通得到空前發展。基于無線通信的列車自動控制系統(CBTC)作為一種先進的列車控制系統，具有速度快、運能大、安全準時等優點，進行CBTC應用技術研究具有必要性[1]。

2基于無線通信的列車控制系統概述

基于無線通信的列車控制系統（CBTC）是利用連續、大容量的車地間雙向數據通信實現的一種新型連續自動列車控制系統。CBTC借助先進的列車定位技術、無線通信技術，從根本上將基于軌道電路的單向信息傳輸，改變為基于無線的雙向、連續、大容量信息傳輸[2]。CBTC系統的運用有著廣泛的前景，但是CBTC系統目前核心技術一直被國外公司掌握，我國對CBTC系統的研究起步較晚，2002年開始籌劃自主的CBTC關鍵核心技術研發、工程化開發和示范應用等問題，并于2004年正式啟動,目前CBTC的國產化程度不高。

3基于無線通信的列車控制系統核心內容

3.1CBTC系統的原理和功能實現。CBTC系統不以閉塞分區作為列車追蹤的最小單元，而是采用一種移動閉塞技術。移動閉塞是基于通信技術的列車控制系統，該系統不依靠軌道電路向列控車載設備傳遞信息，而是利用通信技術實現“車地通信”并實時地傳遞“列車定位”信息。CBTC主要通過列車自動防護（ATP）、列車自動運行（ATO）、列車自動監控（ATS）、聯鎖（CI）、數據傳輸（DCS）子系統來實現列車控制功能。ATP列車自動防護子系統是ATC系統的安全核心，主要負責保證列車的運行安全。CI子系統聯鎖設備是保證列車運行安全的設備，實現列車進路上道岔、信號機、軌道區段正確的聯鎖，因此必須滿足故障———安全原則。ATO是自動控制列車運行的設備。ATO系統是列車運行自動化系統中的高層次環節，對提高運行效率，提高列車運行的準點率和安全性，實現列車經濟運行等具有重要作用。ATS子系統是ATC系統的上層管理部分，負責監督、控制和調整列車間的有效運行，是保證地鐵運輸效率、提高服務質量的重要設備。DCS子系統是一個獨立于其他應用系統的網絡，是完全透明與開放的。DCS子系統的主要作用是在各個信號子系統之間傳輸列車控制信息、ATS信息和維護信息等。3.2車地無線通信。3.2.1車地無線通信的通信方案。車地通信是CBTC關鍵技術之一，傳輸的是涉及行車安全的重要數據信息。基于目前車地通信技術的應用情況，針對CBTC系統的車地通信提出以下兩種方案：方案一：采用WLAN技術的車地通信方案。基于無線通信技術的移動閉塞ATC系統，其車地通信采用無線局域網技術構建，WLAN技術在開放的2.4GHZISM公共頻段中傳輸車地雙向數據通信信息，其主要優點是成本低、設備小、靜止場景數據帶寬寬、應用比較成熟，但同時存在安全性差、覆蓋難、切換頻繁、干擾源多等問題。方案二：采用TD-LTE技術的車地通信綜合業務通信方案。LTE是基于OFDMA(正交頻分復用多址接入)技術，由3GPP（第三代合作伙伴計劃）組織制定的全球通用標準，具有100Mbps的數據下載能力。LTE采用了OFDM(正交頻分復用)、MIMO(多輸入多輸出)、HARQ(混合反饋重發)等先進技術有效提高數據速率、頻譜效率和抗干擾性，提供綜合業務承載的優先級調度和高速移動性支持，并通過抗干擾技術和安全機制保證無線數據業務的安全可靠傳輸。由此可看出，采用LTE技術作為車地通信方案完全能夠滿足信號系統車地通信功能及工程實施進度要求，由LTE作為車地無線通信系統承載地鐵業務已成為城市地鐵建設的趨勢。綜上所述，推薦采用基于TD-LTE技術的車地通信綜合業務通信方案。3.2.2車地無線通信的傳輸方案。CBTC系統全線可以單獨采用天線方式、漏泄同軸電纜方式或者波導管方式進行無線信息傳輸，也可以采用其中的兩種相結合的方式。方案一：無線電臺天線方式是指通過天線把符合IEEE802.11標準的無線接入點所發出的信號輻射出去，無線信號在空間的傳播特性符合自由空間的傳播特性。天線方式傳輸的最大距離約為400米，由于軌道交通線路多穿行于城市區域，其彎道和坡道較多，增加了無線場強覆蓋的難度。無線電臺的體積較小，安裝比較靈活，但是存在干擾問題，需要現場場強測試。方案二：漏泄同軸電纜采用漏泄同軸電纜的方式，就是把AP發出的無線信號局限在漏泄同軸電纜內傳輸。漏泄同軸電纜方式的傳輸特性和衰減特性較好，傳輸距離較遠，沿線無線場強覆蓋均勻，且呈現良好的方向性分布，抗干擾能力較強。漏泄同軸電纜的安裝要求不是很高，其自身安裝調試完成后維護工作量很小。方案三：波導管采用波導管的方式，就是把AP發出的無線信號局限在波導管內傳輸。波導管上有開孔，通過開孔泄露出來的無線信號與車載的無線設備通信。波導管因其波導管物理特性和衰減特性很好，傳輸距離較遠，且沿線無線場強覆蓋均勻，呈現良好的方向性分布，抗干擾能力較強。其傳輸距離要優于漏泄同軸電纜，減少列車在各個AP之間的漫游和切換，提高了無線傳輸的連續性和可靠性。由于青島地鐵11號線屬于高架線，信號干擾大，站與站距離長，所以正線傳輸媒介采用波導管。3.3CBTC故障情況下的降級運行模式及安全性分析。信號系統降級能力，是信號系統在部分故障狀態下實現功能后退的能力，是在自己系統構成基礎上的功能降級運用，是提高系統利用率的重要途徑。信號系統的降級運營模式主要有兩種：聯鎖級降級控制方案；點式ATP/ATO降級控制方案。在聯鎖級的降級模式下，列車在通過當前開放的信號機后司機無法獲取前方信號機的確切位置及顯示，也就無法知道具體的移動授權信息（前行列車的位置或運營停車點），列車駕駛完全由司機控制，這就給行車安全埋下了一定隱患。在點式ATP/ATO降級模式下，列車采用AM或CM模式運行，車載ATP對列車實行全功能監控，車載ATP計算列車運行的速度防護曲線，列車在ATO或司機的控制下按照速度防護曲線運行。相較于聯鎖級模式，列車運營的安全、效率以及乘客乘坐的舒適度將顯著提升。