❶ 信息与计算科学专业毕业论文范文
摘 要 基于广州地铁1、2号线屏蔽门系统工程,分析、介绍了由车载和轨旁设备支持实施的LZB连续自动列车控制系统的控制和监督功能,从安全、合理的角度综述了信号系统与屏蔽门系统之间的接口控制关系。
关键词 屏蔽门,列车自动防护,接口控制
屏蔽门(Platformscreendoors,简称PSD)系统是现代化轨道交通工程的必备设施,它沿轨道交通站台边缘设置,将轨道区与站台候车区隔离,具有节能、环保和安全等功能。安装屏蔽门系统后,不仅可以防止乘客跌落轨道而发生危险,确保乘客安全,减少人为引起的停车延误,提高列车准点率,而且可以减少站台区与轨道区之间冷热气流的交换,从而降低环控系统的运营能耗,节约运营成本。
信号系统与屏蔽门系统相结合是屏蔽门系统工程的重要环节。此外,要更好地确保乘客的安全以及奠定无人驾驶的技术基础,就必须实现屏蔽门与列车车门的连动,并确保屏蔽门系统与信号系统的列车自动防护(ATP)之间建立联锁关系。根据世界各城市轨道交通工程的成功先例,屏蔽门普遍由信号系统进行控制。广州于2004年10月开始对正在运营的地铁1号线加装屏蔽门系统。该项工程预计总投资金额为1.484亿元人民币,是目前我国最大的一项轨道交通屏蔽门系统工程。本文主要对广州地铁2号线及1号线加装屏蔽门系统工程中的西门子信号系统与屏蔽门系统的接口进行分析。
1 屏蔽门系统所需信号系统的条件及功能
(1) 信号系统与屏蔽门系统的接口仅考虑线路上的列车的正向运行,但要满足屏蔽门对停车精度的要求。只有停车精度要求被满足,信号系统才允许自动或人工向列车和站台屏蔽门系统发送开门命令。目前,用于广州地铁2号线的LZB700M型中,ATP和ATO(列车自动运行)系统是由德国西门子公司提供的,其列车定点停车的精度ATO系统为±0.3m,成功率99.99%,ATP系统为±0.5m,已满足屏蔽门对停车精度的要求。广州地铁1号线同样采用LZB700M型ATP、ATO,目前列车停车的精度ATO系统为±0.5m,成功率99.5%,ATP系统为±1m。由此可见,要安装屏蔽门首先必须改善列车的停车状况,停车精度至少要达到ATO系统为±0.4m,成功率99.5%,ATP系统为±0.5m的要求;并要保证在列车停车精度为±400mm情况下,列车乘客门净开度≥1200mm(屏蔽门门开宽度为2000mm)。
(2)只有屏蔽门关闭的情况下列车才能运行。ATP轨旁单元通过故障安全型继电器输入接点接收当前屏蔽门的状态(PSD开门或PSD关门)。如果屏蔽门是开门状态,ATP轨旁单元会设置一个安全停车点,不让任何列车驶入相应的车站站台。
(3)PSD的状态通过ATP报文传输给列车。当列车接近运营停车点,且屏蔽门的状态由“PSD关闭”变化为“PSD开门”时,ATP轨旁单元会产生紧急制动让列车停车。
(4)确保当列车停在停车窗位置范围内时才连通列车到轨旁的通信通道。当列车在站台范围内移动时,ATP通过不激活“PTI(positivetrainidentifi cation,有车标志)释放”切断PTI通道。如果列车停到指定的ATP停车窗位置时,则通过ATP激活“PTI释放”让PTI通道连通。当列车车门打开时,这些报文会通过PTI通道传输到轨旁单元,屏蔽门会随之而打开。
(5)屏蔽门控制系统向信号系统提供全部门“关闭及锁定”和“互锁解除”信息,接口采用安全型干接点双断硬线连接,接口分界点在屏蔽门控制设备外的线端子排。
(6)列车在ATP停车窗范围内停稳后,ATP车载单元会发出打开列车车门的信号。当列车车门打开,ATP车载单元一个持续的故障安全输出则会切断列车的牵引系统。这是为了防止列车在车门开启的情况下人为地启动列车。
(7)PTI MUX(PTItracksideunit)根据接收来的2个不同的PSD编码(对应PSD开门的编码)驱动2个继电器输出,它们是表示“PSD开门”命令的接口。为了产生一个持续的控制信号,ATO需不断发送“PSD开门”命令,直到屏蔽门被请求关闭为止。
(8)如果列车车门关闭(人工或自动),屏蔽门也随之关闭,这些报文会通过PTI通道传输到轨旁单元。目前广州1、2号线列车只有人工关闭车门功能。
(9)ATP车载单元在关闭车门的同时,输出关闭屏蔽门命令。只有收到列车车门关闭好,且通过ATP报文接收到屏蔽门的“关闭及锁定状态”信息后,列车牵引系统才被释放,ATP才允许启动列车。
(10)开左门或开右门应与站台的位置和列车运行方向相符合。如在换乘站(如公园前站),屏蔽门的开关要根据有利于乘客导向的原则来进行设计:先开下客侧的屏蔽门,后开上客侧的屏蔽门。
(11)屏蔽门系统发生故障,或屏蔽门实际已关闭但因故不能有效地把“关闭及锁定状态”信号传送给ATP系统时,司机只有按“PSD互锁解除”按钮,屏蔽门系统才能给ATP系统送出“互锁解除”的信号,用以切断屏蔽门系统和信号系统间的联锁关系,ATP才允许启动列车。且司机必须在每次发车前都按下“PSD互锁解除”按钮,直到故障修复为止。
(12)屏蔽门系统应为每侧站台提供一组接口与信号系统连接,因此,岛式站台和侧式站台有两组接口,一岛两侧式站台有四组接口(如公园前站)。
(13)由于广州地铁1、2号线的列车编组方式相同,在信号系统中没有考虑采用不同的列车编组来开启对应的屏蔽门。
2 信号系统与屏蔽门系统的接口控制
2.1 接口信号描述
信号系统与屏蔽门控制系统之间使用信号控制电缆连接,使用继电、双断、安全型干接点等方式的接口电路。两系统接口信号的描述见表1。
2.2 ATP子系统对PSD打开状态时的保护联锁设计
屏蔽门的状态通过ATP报文传输给列车。ATP子系统在屏蔽门不同的打开情况下监督列车的移动,并最终控制列车导向安全。其出现的情况有图1中给出的5种。
图1中:情况1和2若PSD打开,轨旁ATP会生成一个安全停车点让列车不能进入相应车站的站台。在情况1中,当列车制动距离小于列车与安全停车点的接近距离时,列车实施正常制动让列车在停车点前停车。而在情况2中,当列车制动距离大于列车与安全停车点的接近距离时,列车则要被实施紧急制动。在情况3中,列车在站台区域移动,同时收到“PSD关闭”改变为“PSD开门”的信息时,车载ATP单元会产生一个紧急制动。同样,在情况4中,车载ATP单元也会产生一个紧急制动,这是因为列车尾部还在站台区域内。在情况5中,列车已出清站台区域时PSD打开,这时列车不会产生紧急制动。通过上述的5种情况,确保在PSD打开的情况下禁止列车在站台区段移动,防止危及乘客的安全。
2.3 接口硬线连接的安全设计
简单的故障会导致屏蔽门错误地开、关门,这是必须要防止的。现说明接口故障的安全设计。
2.3.1 PTI MUX和PSD控制器之间的继电器盒
PTI MUX和PSD控制器之间采用继电器进行隔离,防止电气干扰影响信号系统。同时为提高安全性,接口电路采用4线双切线路。一个正常的PSD命令是由4个PTI MUX输出继电器组合确定的,可以避免“PSD开门”和“PSD关门”两个信号同时出现的错误。这些继电器会安装在PTI MUX上,通过复合的接点关系防止“PSD开门”和“PSD关门”命令的错误输出。其原理见图2。继电器盒的继电器输出状态与逻辑结果见表2。
通过其继电器控制电路逻辑结果分析,16种继电器可能的动作组合中,只有2种组合会产生正确的输出(PSD开门和PSD关门)。这样的设计也是为了防止继电器失误而产生错误的输出命令。
2.3.2 报文容错
车载ATO通过PTI信标到PTI-MUX的整个传输通道的报文都有CRC(循环冗余码校验)进行校验。另外,列车停在停车窗位置范围时,整个PTI传输通道才连通,以确保其它情况下没有任何的报文接收,影响到PSD的功能。
2.4 两侧都有屏蔽门的设计
该情况是列车可以打开左侧、右侧或者同时都要打开两侧车门的情况。
这里使用了6个继电器,其功能分别是:允许开门,允许关门,两侧门都开,开左门,开右门,关闭所有门。通过这6个继电器的接点组合控制PSD的命令输出:①开右侧屏蔽门,允许开门和开右门的继电器吸起;②开左侧屏蔽门,允许开门和开左门的继电器吸起;③开两侧屏蔽门,允许开门和两侧门都开的继电器吸起;④关闭屏蔽门,允许关门和关闭所有门的继电器吸起。继电器的输出状态和逻辑结果见表3。
如表3所述,只有上述的情况会产生命令输出,其它的组合是无效的。通过其继电器的互锁关系,确保不会因继电器错误动作产生有效的屏蔽门控制命令。如在公园前站这个需要两侧开门的换乘站,在设计上要考虑屏蔽门对乘客的导向作用,两侧屏蔽门要先开下客门再开上客门,而关门时要先关下客门再关上客门。这就需要在车载软件中设置两侧车门的开关延时时间。同样两侧屏蔽门开关的时间也应作对应的设置。
2.5 车门与屏蔽门的同步
屏蔽门和列车车门的开门时间,会在小于1s内同步启动。屏蔽门和列车门关闭的时间应大致相同。同步要求的延误,主要是因为启动指令要从信号系统的车载设备传送到信号系统的地面设备,传送过程中会产生延误。关门同步实现起来比较容易。列车车门及屏蔽门收到关门命令也不是立即关闭的,而是都有一个延时时间。根据实际情况各自确定一个关门的延时时间即可。
3 结语
屏蔽门系统与信号系统的结合提高了屏蔽门的自动性和安全性,在保证列车和乘客安全,实现快速、高密度、有序运行等功能的同时,为乘客提供了一个舒适安全的乘车环境。通过了解信号系统与屏蔽门系统之间的控制与监督,就能更深入了解屏蔽门系统的运作过程。
参考文献
1 孙增田.广州地铁屏蔽门系统的方案比选.地铁与轻轨,2002(6):28
2 邬宽明.广州地铁屏蔽门系统与现场总线技术.现场总线技术应用选编(上).北京:北京航空航天大学出版社,2003:141
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❷ 地铁和轻轨有何相同有何不同
目前，城市轨道交通分为地铁、轻轨两种制式。
两者的区别，有人认为，地面下的轨道交通叫地铁，反之就是轻轨；也有人认为，钢轨轻的就是轻轨，重的就是地铁。
这两种划分方式都是不科学的，两者主要区别在于：无论是轻轨还是地铁，都可以建在地下、地面或高架桥上；虽然地铁的轨重一般要大于轻轨，但为了增强轨道的稳定性，减少养护和维修的工作量，增大回流断面和减少杂散电流，地铁和轻轨都趋向选用重型钢轨。划分两者的依据应是单向最大高峰小时客流量的大小。地铁能适应的单向最大高峰小时客流量为3-6万人次，轻轨能适应的单向最大高峰小时客流量为1-3万人次。由此设计的地铁和轻轨，它们的区别首先表现在地铁的轴重普遍大于13吨，而轻轨要小于13吨，其次，一般情况下，地铁的平面曲线半径不小于300米，而轻轨一般在100米到200米之间，另外，地铁每列车的编组数也要多于轻轨，车辆定员亦多。从运输能力、车辆设计以及建设投资等方面来看，轻轨与地铁均有所差别。其实归根结底的区别，或者说本质的区别还是运量，地铁线在高峰小时内，其单向运输能力分别达到3万至7万人次，而轻轨的运力为0.6万至2万人次。运量的大小决定了编组数（地铁列车编组可达4-10节，轻轨列车编组为 2-4节），决定了车辆，决定了轴重，决定了站台长度（很重要，牵涉到预留用地，地下车站的面积直接牵涉到造价，因此客流预测很重要）。划分两者区别的依据是所选用列车的规格，按照国际标准，城市轨道交通列车可分为A、B、C三种型号，分别对应3米、2.8米、2.6米的列车宽度。 凡是选用A型或B型列车的轨道交通线路称为地铁，采用5～8节编组列车；选用C型列车的轨道交通线路称为轻轨，采用2～4节编组列车，列车的车型和编组决定了车轴重量和站台。地铁已经不局限于运行线在地下隧道中的这种形式，而是泛指采用高规格电客列车同时高峰小时单向运输能力在3万至7万人的大容量城市轨道交通系统。运行线路多样化，地下、地面、高架三者有机结合。国内外众多城市已用“轨道交通”代替“地铁”这一传统称呼。
❸ 地铁与轻轨区别
1、运送能力不同：
地铁的高峰小时单向最大客运量为3-7万人次，轻轨的高峰小时单向最大客运量为1-3万人次。
2、车辆轴重不同：
地铁车的轴重普遍大于13吨，而轻轨车普遍小于13吨。
3、尺寸不同：
地铁车宽度一般为2.8-3米，轻轨车宽度一般为2.3-2.6米。
(3)广州地铁与轻轨论文扩展阅读：
一、地铁运营体系：
1、由政府或自治团体来营运，被称为公营，在中国大陆较常见。
2、由民营企业营运，是为民营，在亚洲除中国外的国家较常见。
3、由公营团体出资，民营企业经营，在欧洲较常见。
二、轻轨特点
1、部分轻轨系统使用自动化信号系统。
2、列车运行使用专用轨道和车站。
3、列车设计最高速度可达每小时120公里，运行最高时速是根据站与站之间的距离重心定的。
❹ 地铁与轻轨的区别
你好，无论是轻复轨还是地铁，都是制城轨的分类，都可以建在地下、地面或高架桥上;虽然地铁的轨重一般要大于轻轨，但为了增强轨道的稳定性，减少养护和维修的工作量，增大回流断面和减少杂散电流，地铁和轻轨都趋向选用重型钢轨。
划分两者的依据应是
（1）单向最大高峰小时客流量的大小。地铁能适应的单向最大高峰小时客流量为3-6万人次，轻轨能适应的单向最大高峰小时客流量为1-3万人次。
（2）轴重.它们的区别首先表现在地铁的轴重普遍大于13吨，而轻轨要小于13吨，其次，一般情况下，地铁的平面曲线半径不小于300米，而轻轨一般在100米到200米之间.
（3）编组数。其实归根结底的区别，或者说本质的区别还是运量，地铁线在高峰小时内，其单向运输能力分别达到3万至7万人次，而轻轨的运力为0．6万至2万人次。运量的大小决定了编组数（地铁列车编组可达4－10节，轻轨列车编组为2－4节）。
希望我的回答可以帮助到你，望采纳，谢谢。
❺ 地铁与轻轨有什么不同
目前，城市轨道交通主要有地铁和轻轨两种形式。对于两者的区别，有人认回为，地面下答的轨道交通叫地铁，反之就是轻轨；也有人认为，钢轨轻的就是轻轨，重的就是地铁。这两种区分方式都是不科学的。
其实，无论轻轨还是地铁，都可以建在地下、地面或高架桥上；而对于钢轨重量，虽然地铁的轨重一般要大于轻轨，但为了增强轨道的稳定性，减少养护和维修工作量，增大牵引供电回流断面和减少杂散电流，地铁和轻轨都趋向选用重型钢轨。
那么地铁和轻轨的区别主要在哪里呢？首先是运送能力的不同，用高峰小时单向最大客运量来表示，地铁的高峰小时单向最大客运量为3-7万人次，轻轨的高峰小时单向最大客运量为1-3万人次。其次，还表现在车辆的轴重和尺寸的不同，地铁车的轴重普遍大于13吨，而轻轨车要小于13吨；地铁车宽度一般为2.8-3米，轻轨车宽度一般为2.3-3.6米。此外，地铁和轻轨车辆对线路转弯半径的要求有所不同，地铁正线的最小转弯半径一般要求不小于300米，困难地段可不小于250米，而轻轨一般要求正线最小转弯半径不小于100米，困难地段可不小于50米。另外，地铁与轻轨在列车编组数量、车辆定员、最高运行速度等方面也存在区别。
❻ 轻轨和地铁的优缺点是什么
目前同时存在轻轨和地铁的混合轨交交通方式的城市不多，主要有武汉重庆等城市。
无论是轻轨还是地铁，都可以建在地下、地面或高架桥上；划分两者的依据应是单向最大高峰小时客流量的大小。地铁能适应的单向最大高峰小时客流量为3-6万人次，轻轨能适应的单向最大高峰小时客流量为1-3万人次。
其次，地铁的平面曲线半径不小于300米，而轻轨一般在100米到200米之间，地铁每列车的编组数也要多于轻轨，车辆定员亦多，所以，地铁的常规运能要大于轻轨。
再从运输能力、车辆设计以及建设投资等方面来看，轻轨与地铁均有所差别。其实归根结底的区别，或者说本质的区别还是运量，地铁线在高峰小时内，其单向运输能力分别达到3万至7万人次，而轻轨的运力为0．6万至2万人次。运量的大小决定了编组数（地铁列车编组可达4－10节，轻轨列车编组为2－4节），车辆，轴重和站台长度（很重要，牵涉到预留用地，而土地对城市而言就是钱，地下车站的直接牵涉到造价，因此客流预测很重要）。
轻轨和地铁在造价方面，轻轨通常采用地面高架的方式建立，成本只有隧道地铁的三分之二，且轻轨不太受地形的限制，山地，洼地都可以建设，适合一般的有大型山地和江流的城市。
补充：现如今的地铁已经不局限于运行线在地下隧道中的这种形式，而是泛指高峰小时单向运输能力在3万至7万人的大容量轨道交通系统。运行线路多样化，地下、地面、高架三者有机结合。多半用于各城市的新建地铁线路中。而事实上在国外一些城市中，地铁已经改名，比如纽约、旧金山、香港等地，已经称之为‘大容量铁路交通’（Mass Transit Rail）或者‘快速交通系统’（Rapid Transit System）。这种轨道交通系统通常的建造规律是在市中心为隧道线，市区以外为地面或高架线（武汉，苏州，厦门拟建的轻轨也是采用这种形式，但是就是差别在运量上，所以还是要称为轻轨）。”
❼ 地铁、轻轨和城际铁路区别
城际列车是直达抄型火车，如上海到北京的Z字头列车，运行中一站都不停靠。国内正在建设高速铁路，这种铁路运行方式就会采取城际列车的优点，实现大中城市之间快速连接。火车是常规型列车，如上海到成都，中间停靠很多城市车站。
轻轨是城市内部轨道交通，运送能力较小，车体内部宽度较大，适合中小城市内部交通利用。如无锡、苏州，上海有轨道三号线就是轻轨明珠线。
地铁也是城市内部轨道交通，运送能力比轻轨大一倍多，车体内部较窄，适合大型城市高峰时段人流量大的使用。上海北京广州都有地铁。
❽ 地铁和轻轨的本质区别是什么
主要区别有，来运送能力源不同、车辆的轴重和尺寸的不同、对路线转弯半径的要求不同、列车编组数量不同，具体如下：
一、运送能力不同
1、地铁
地铁的高峰小时单向最大客运量为3-7万人次。
二、车辆的轴重和尺寸的不同
1、地铁
地铁车的轴重普遍大于13吨，车宽度一般为2.8-3米。
2、轻轨
轻轨车普遍小于13吨，车宽度一般为2.3-2.6米。
三、对路线转弯半径的要求不同
1、地铁
地铁正线的最小转弯半径一般要求不小于300米，困难地段不小于250米。
2、轻轨
轻轨一般要求正线最小转弯半径不小于100米，困难地段不小于50米。
四、列车编组数量不同
1、地铁
采用4～8卡编组列车。
2、轻轨
采用2～6卡编组列车。
❾ 地铁与轻轨的区分是什么
一、运客量不复同
地铁单向高制峰每小时客运量3－6万人，载客量300人以上，采用6组以上的编为一列，车辆长度120米以上。称为大运量城市客运。
轻轨单向高峰每小时客运量1－3万人次，有很多城市轻轨线路采用地铁车。2－6辆编一组，车辆长度为30－120米，称为中运量城市客运。轻轨一般以地面和高架为主，为全封闭线路，或大部分封闭。
二、车辆的轴重不同
地铁：地铁车的轴重普遍大于13吨
轻轨：轻轨车的轴重普遍小于13吨
三、申报条件不同
申报建地铁的城市地方财政一般预算收入在100亿元以上，国内生产总值达到1000亿元以上，城区人口在300万人以上，规划线路的客流规模达到单向高峰小时3万人以上。
申报建设轻轨的城市应达到下述基本条件：地方财政一般预算收入在60亿元以上，国内生产总值达到600亿元以上，城区人口在150万人以上，规划线路客流规模达到单向高峰小时1万人以上。