汪杰 杨金雨 朱佳琪

摘要：基于通信的列车运行控制（CBTC，Communi-cation-Based-Train-Control）系统是一个复杂的分布式控制系统，主要用于辅助列车运行和驾驶、保护和辅助乘客、保障行车安全，并为城市轨道交通的发展提供技术支持。CBTC系统主要由列车自动监督、计算机联锁、车载/地面列车自动防护和数据通信等子系统构成，其系统场景繁多，功能庞大。本文对通信的列车运行控制系统测试进行分析，以供参考。

关键词：CBTC系统;ZC移交;研究

引言

通信信号设备与系统是轨道交通运输的基础设施，是轨道交通科技创新核心领域，作为轨道交通运输的“大脑和神经中枢”，是保障轨道交通运输安全、提高运输效率和服务质量的重要系统。标准为轨道交通持续快速高质量发展提供统一技术规范，为我国轨道交通设备与系统的设计、制造、检验、使用和监管提供技术依据。

1线路资源管理方案

1.1线路资源划分

对于线路轨道元素，由于TACS系统不依赖轨道区段次级检测设备，不存在物理区段划分，影响行车的主要元素为标志线路起终点的车挡，以及影响运行方向的道岔，须将这两种元素纳入线路资源管理。车挡状态相对固定，而线路道岔具有定位、反位、四开等3种状态。道岔区域是行车安全防护的重点，也是线路资源管理的重点。站台门、防淹门具有开、闭两种状态，站台门、防淹门状态均影响到行车安全，需将其纳入线路资源管理。信号设备均与行车安全相关，应纳入线路资源管理范围，而TACS系统不依赖联锁设备，因此，信号设备中作为线路资源的设备不包括信号机和计轴器。

1.2非通信列車的线路资源管理

TACS采用地面列车管理设备统一管理非通信列车，地面列车管理设备承担非通信列车的线路资源申请功能。经司机向行车调度员确认非通信列车位置，由行车调度员根据列车运行计划，在人机界面输入非通信列车位置、目的地等信息后，由列车管理设备为非通信列车申请当前位置到目的地之间所需的线路资源。对于已分配的线路资源，经人工确认出清后，系统根据人工输入的非通信列车位置自行释放非通信列车的线路资源。

2 5G技术在城市轨道交通中的应用

2.1车车通信

设备到设备通信是5G的关键技术之一，D2D通信是一种近距离数据直接传输技术，会话数据可直接在终端之间传输，不需要通过基站转发，而相关的控制信令仍由网络负责。5G网络引入D2D通信，可以有效减轻基站负担，降低端到端的传输时延，降低终端发射功率。当无线通信基础设施损坏，或者在无线网络的覆盖盲区，终端仍可借助D2D实现端到端通信甚至接入蜂窝网络。在城市轨道交通中，列车运行间隔是衡量列车控制系统性能的关键指标之一，通信时延会导致车-地信息不同步，影响列车运行效率与运行安全，在实际生产中通常会增大列车运行间隔以保证安全。5G通信技术中引入了设备到设备通信技术，可以实现列车与列车之间的数据通信而无需经过基站，这样就大大降低了传输时延，在实际运行过程中可有效缩短列车运行间隔。

2.2智慧出行

智慧出行是城市交通的发展趋势，城市轨道交通也应该紧跟这个趋势，向智能化、自动化迈进。高速率、低时延的5G通信技术可以使乘客随时随地查询列车运行状态、到站信息、人流密度、车流密度等信息，通过大数据感知乘客出行需求，合理推荐出行时间、路线等，提供精准的一对一服务，从智能购票到无感知进站，从自动行程规划到自动票务结算，覆盖乘客地铁出行的全流程，大幅提升城市轨道交通的服务水平，提高乘客出行满意度。

3 ZC移交测试

3.1测试需求

（1）列车未越过移交边界时的测试需求，列车进入移交重叠区后，未越过移交边界时，VOBC同时与移交、接管线路的ZC设备建立通信，此时列车采用移交线路的ZC设备发送的MA;移交、接管线路上的ZC设备互传线路状态、列车位置等信息，移交、接管线路的ZC设备均向列车发送MA。（2）列车越过移交边界时的测试需求，列车越过移交边界后，VOBC断开与移交线路的ZC设备的通信，只与接管线路的ZC设备通信，并采用其MA;移交线路的ZC设备不再向列车发送MA。

3.2测试案例运行

（1）列车未进入移交ZC与接管ZC重叠区范围，仅与移交ZC建立通信，移交流程未启动。列车只受移交ZC的控制，使用移交ZC发送的MA运行。移交ZC开始向接管ZC发送列车的信息。（2）列车的最大安全前端进入重叠区范围，仅与移交ZC建立通信，移交流程未启动。（3）车的最大安全前端完全进入重叠区范围后，列车给移交ZC发送注册申请，同时与移交ZC和接管ZC建立通信，此时MA终点尚未到达移交边界，移交流程未启动。（4）列车的MA终点到达移交边界，移交流程启动。（5）接管ZC收到移交ZC的移交状态信息中包含列车的“列车移交”状态，则接管ZC为列车计算MA，若MA可延伸进入接管ZC的管辖范围，接管ZC向移交ZC发送的“列车移交接管状态”为“列车接管”，移交ZC将列车的MA延伸至接管ZC的管辖范围，最远不能超过接管ZC的重叠区范围，且不能越过接管ZC计算的MA终点。（6）列车向前运行，最大安全前端驶出移交ZC的管辖范围，移交ZC和接管ZC互发列车的移交状态信息和移交列车信息，并向列车发送MA。（7）列车驶过移交边界，完全驶出移交ZC的管辖范围，列车给移交ZC发送注销请求，断开与移交ZC的通信。至此，列车完成控制权由移交ZC向接管ZC的切换。

结束语

线路资源管理属于基于车车通信的列车自主运行系统的核心功能，其对于城市轨道交通的行车安全防护、行车效率均有重大影响。本文系统阐述了线路资源管理的基础方案，以及其在信号系统中的主要功能。

参考文献

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