应答器在地铁信号通信中的应用.doc

1、1应答器在地铁信号通信中的应用摘要:随着近年来城市轨道交通事业的高速发展，以无线通信为基础的 CBTC 列车控制技术已日趋成熟。作为这一系统的核心轨旁设备，应答器不仅负责为点式控制级 ITC 下提供车-地通信，并且也为连续式移动闭塞 CTC 提供列车定位和精确停车的服务。本文介绍了应答器的基本工作原理、分类、功能以及内部报文格式，然后通过图例介绍了不同类型应答器布置原则和方法。旨在帮助地铁信号工程人员和相关领域提供理论依据与实际参考。从而更好地为人们的现代化社会生活而服务。 Abstract: Recently by the rapid development of Mass Transit

2、business market, it is getting more advanced for the CBTC train control system and technology which is based on radio communication. As one of core way equipments, it not only provides the Train-Track communication under ITC level, but also serves for function of localization and train precise stopp

3、ing. The article mainly focused on the basic working principle of balise, the clarification and function , and also internal telegram of it. Then with diagram the design principle and method for balise layout is also described. Aiming at providing theoretical grounding and realistic reference for th

4、e engineers and relative staffs in metro signalling field. And in 2order to give better service to our modern living of society. 关键词: balise 连续列车控制/点式列车控制 移动授权 车载数据库 报文 Key words: balise, CTC/ITC Movement AuthorityTDBTelegram 中图分类号：U231+.7 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 作为车地通信的一种传输设备, 应答器在列车控制系统中起着关键的

5、作用。在现代列车信号控制领域有着广泛的应用。故开展应答器的探讨和研究对城市轨道发展有着重要意义。 1.基本介绍 1.1 应答器的工作原理 移动闭塞 CBTC 系统采用基于无线通信的连续式列车控制级(CTC)和作为后备模式的点式列车控制级（ITC） 。前者需要固定应答器(Fixed Balise)来提供位置参考同时降低误差；后者不但使用固定应答器，还需要可变应答器(Switchable Balise)提供移动授权(MA)。图 1 为应答器作为轨旁设备的工作原理图： 图 1 应答器工作原理图 1.2 应答器的类型 按照报文和移动授权的不同，可以将应答器分为不同类型，不同类3型的应答 器为系统提供不

6、同的功能。 图 2 应答器分类 图 2 中的两种分类既有所区别又相互关联, 其中填充应答器和主信号机应器 属于可变应答器；而在特定方向上，重定位的功能又可以通过报文包的形势存在于可变应答器的内部。 逻辑接口和通信原理 应答器的报文主要由线路数据和工程数据组成，前者包括如轨道长度，坡度, 道岔位置,速度曲线；后者包括信号设备里程，系统参数等。经过设计人员设计，最终由工具生成应答器报文。再由工程师 通过专业工具将报文录入应答器。 固定与可变应答器的区别在于，前者无电缆连接，其功能为：(1)作为列车速度传感器的参考点; 2)向车载单元发送轨道信息。列车将获得的信息与车载数据库（TDB）中的信息进行比

7、对从而获取列车当前所在位置。 可变应答器通过电缆以及轨旁电子单元(LEU)与信号机相连，其报文根据 信号机实时显示而对应变化，为车载设备提供实时有效的行车移动4授权。由轨旁连锁系统排列进路，同时发出的数据信息，经过线路电子单元（LEU）解码，并把对应的 MA 发送给可变应答器并通过应答器天线接受转发至车载设备，从而完成从轨旁到车载的通信流程。应答器、LEU以及信号机的逻辑接口和通信原理如图 3 所示： 图 3 连接信号机与可变应答器的 LEU 工作原理 1.4 报文结构 应答器报文(telegram)以二进制数据为单位。一条报文每个报文包括报文头，报文内容，以及报文结束位。其中报文头包括一个项

8、目中的唯一 ID 以供车载设备进行识别，从而进行与轨旁的通信。报文内容以报文包(packet)来划分，不同 packet 可实现不同功能。依照线路工程设计具体信息，对应答器的报文可进行选择性编写。报文格式如下： 需要说明的是，应答器基于线路方向因报文不同可实现不同功能，如：在上行方向作为主信号机工作的可变应答器，根据需要可以在下行方向用作重定位应答器使用。 2. 关于应答器设计的方法 2.1 主信号机应答器 主信号机应答器的位置在信号机和列车停车点之间，同时满足列车在停车时应答器不在应答器天线读取范围内。如下图: 5图 4 主信号机应答器的布置 2.2 填充应答器 填充应答器（Infill B

9、alise）也是可变应答器的一种（位于主信号机之前约一个制动距离） ，发送与主信号机应答器相同的移动授权信息。其功能是为了提前将移动授权发送至列车从而提高运营效率。如图 5 所示: 图 5 填充应答器的布置 2.3 重定位应答器 在想对复杂的线路部分，如临时存车线线、折返线、停车场和车辆段入口附近通常会需要布置重定位应答器。如下图，对于经过道岔侧向的进路，信号机只有“黄灯”一种显示，从而只能通过主信号机应答器发送一种报文，而侧向进路不只一条，这时列车无法从起始信号机处获得授权信息。于是，填充应答器功能应运而生。 图 6 重定位应答器的布置 如图 6 所示，主信号机中存有一个最大距离信息(Max_Distance)，此距离为到最远重定位应答器距离, 当进路设置在侧向, 包括进路：SS1 6或者 SS2 时，列车从主信号机应答器中读入“黄灯”移动授权后，车载设备无法识别其进路方向是去往 S1 还是 S2, 在读取重定位应答器中储存的移动授权后才能获得终端信号机信息，即 S1 或者 S2。