2009年世界轨道交通论坛-牛英明

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1、北京市轨道交通建设管理有限公司 牛英明,2009.10,列车控制系统的先进性,与 轨道交通控制的最佳化,北京地铁4号线、奥运支线、10号线、机场线4条新线的信号系统以及北京地铁2号线既有信号系统，相继在短短的3年时间分别完成建设或改造并投入运营，在2008奥运会和60年大庆期间发挥了发挥了极其重要作用，为解决交通问题作出了突出贡献。因此，北京城市轨道交通已成为老百姓欢迎、政府认可的，是从根本上缓解北京市交通拥堵唯一出路。,一. 先进列车控制系统的在城市轨道交通中的突出贡献,2008年7月19日，北京地铁10号线一期及奥运支线工程全线投入载客商业试运营。该项工程采用了先进的CBTC列车自动控制系

2、统，系统运行安全、可靠、稳定，支撑了两线混合运行、独立运营的管理模式，开通即实现了3分钟列车运行间隔、列车自动驾驶，高速、高密度移动追踪运行，开创了一次性全功能开通CBTC信号系统的先河。,十号线24.684km,奥运支线4.5km,26座车站, 1座车辆段，1座控制中心,备用控制中心，维修中心、培训中心,40列车,0.88Km试车线,10号线一期,奥运支线,一. 先进列车控制系统的在城市轨道交通中的突出贡献,重要作用,首选交通工具,运送大量乘客,不间断运营,车上赛事直播,北京地铁奥运支线是惟一直接进入奥运中心场馆区的地铁线路，其地下轨道从国家体育场“鸟巢”和“水立方”两个奥运标志性场馆中间穿

3、过，是到“鸟巢”、“水立方”等场馆的首选交通工具。4.5公里长、只有站的奥运支线在从月日至24日奥运期间共开行列车1.1万列，客运量近350万人次。,一. 先进列车控制系统的在城市轨道交通中的突出贡献,奥运期间 两线运送乘客 741万人次,实现开闭幕式当日70分钟疏散全部场馆乘客的壮举,一. 先进列车控制系统的在城市轨道交通中的突出贡献,系统特点,高速、小间隔,一个中心兼容两条线路,两线混合运行、独立运营,三级列车控制,主备系统自动转换,自动建立或转换驾驶模式,强大的后备系统,高精度定点与安全门联动,一. 先进列车控制系统的在城市轨道交通中的突出贡献,一. 先进列车控制系统的在城市轨道交通中的

4、突出贡献,奥运支线和10号线之所以能为奥运做出如此大的贡献，得益于其信号系统的强大，来自于先进的CBTC列车控制系统的支撑。,北京地铁10号线一期及奥运支线工程信号合同于2006年3月签订合同，2008年7月通车试运营，历时2年4个月的时间。,一. 先进列车控制系统的在城市轨道交通中的突出贡献,一. 先进列车控制系统的在城市轨道交通中的突出贡献,依托北京地铁强大的建设团队，在工程中解决了大量的技术问题，克服了众多工程难点。,车地通信IP地址 动态分配算法缺陷,紧急制动防护不能 直至列车停车,应答器设定数据溢出,多普勒雷达串扰 造成ATP死机问题,应答器重复读取 导致紧急制动问题,解决的技术问题

5、， 克服的工程难点。,土建工期不满足， 信号交叉调试,工期紧张，签合同 到开通约2年半,为稳定无线性能， 优化了无线网络结构,一. 先进列车控制系统的在城市轨道交通中的突出贡献,面对十号线开通时间和整体工程进展情况以及现场的调试条件，我们采取了相应措施以应对工程建设所面临的困难。,应对措施,一. 先进列车控制系统的在城市轨道交通中的突出贡献,实践表明：列车自动控制技术的先进性不再是从前大家所认为的，是缺乏实际价值、高精尖、价格昂贵、可望不可即的，而是能给轨道交通系统带来安全、高效、节能，给乘客带来快捷、舒适的，可创造突出社会效益和经济效益的、特别适用的控制产品。列车自动控制系统先进性应具有8大

6、特征。,二. 列车自动控制系统先进性的特征,先进性特征,安全性强,自动控制功能完善,最佳化控制,友好的人机界面,可靠性、可用性高,易于实施、易于维护,标准化、易于扩展,建设、运营成本低,二. 列车自动控制系统先进性的特征,二. 列车自动控制系统先进性的特征,1、安全性强 先进的列车控制系统必须具备完善的安全的列车控制功能，并且经过安全风险矩阵分析、通过严格的产品和项目系统两个层面的独立安全认证。证明系统能够在设定的条件下能够准确实施规定的列车运行防护功能，屏蔽错误操作指令，并且满足故障安全原则。 项目安全认证应按调试阶段进行，不但确保运营后的行车安全，也应确保系统调试中的行车安全。,二. 列车

7、自动控制系统先进性的特征,2、自动控制功能完善 自动控制列车进出车辆段、自动无人折返、自动按照计划运行图调整列车运行间隔、自动建立或转换驾驶模式、自动控制列车运行速度、自动驾驶列车运行、自动驾驶列车精准停车、实现节能控制；自动控制车门与安全门联动、向无线通信系统、车辆、综合监控、广播、旅客服务信息系统、路网指挥中心等系统上传列车运行车次、目的地、列车位置等信息，自动跟踪列车运行、自动驱动到站广播等信息并自动执行防灾自动报警系统发布的紧急控制指令等。,二. 列车自动控制系统先进性的特征,3、列车控制的最佳化 城市轨道交通运输的特点是：线路短、车站多、站间距小、坡道多、线路曲线半径小、客流不均匀、

8、车辆密度大、折返作业和进出段作业频繁、行车组织灵活、客运服务标准高等。如何在这样的条件下，在确保安全的基础上，最大可能地提高列车旅行速度，缩小运行间隔、提高线路通过能力、高效率、低能耗、少污染并且为乘客提供便捷、舒适的乘车环境，是列车自动控制系统实现最优化控制所追求的目标。,二. 列车自动控制系统先进性的特征,4、友好的人机界面 友好的人机界面设置也是系统先进性的特征之一。因为轨道交通运输情况复杂，轨道交通系统设备必须适应不同的行车组织、客运组织和维修管理模式的需求。再完善的自动控制系统也需要在特定的条件下的人工介入和调控。友好的人机界面有易于人工快速判断、准确操作。,二. 列车自动控制系统先

9、进性的特征,5、可靠性、可用性高 良好的可靠性和可用性对于列车自动控制系统是极其重要的性能要求。因为，列车自动控制系统每天都在连续地、实时地、安全地控制着高速度、高密度、高精度运行的客运列车，任何一个细小的系统功能缺失，都会造成列车运行的不稳定，有时还会中断运营。在此过程中列车运行的安全风险，转移到运营人员身上，不但降低了轨道交通系统的安全性，而且给乘客带来旅途延误、甚至恐慌。先进的系统应该是故障率低、故障影响范围小、易于恢复的系统。,二. 列车自动控制系统先进性的特征,6、易于实施、易于维护 随着轨道交通现代化的实现，设备系统越来越多，安装空间紧张、施工交叉作业、专业间协调工作难度也越来越大

10、。系统设备先进性应具有优良的可实施性，系统结构简单、合理，尽量少造成系统间的相互影响、适应性强、并且具有效的维护支持系统，为维修人员提供准确系统运行、故障诊断信息。,二. 列车自动控制系统先进性的特征,7、标准化、易于扩展 目前，列车自动控制系统基本依靠技术引进，各供货商的产品不兼容，直接影响着系统兼容、扩容、维修支持，而且价格昂贵。面对我国国产列车自动控制技术正处于起步阶段，应着力抓好标准化，研究能够互通互换的信号系统，实现不同线路、装备不同信号供货商提供的CBTC系统的车辆的互通互换，即装备一种CBTC车载设备的列车，可在装备不同供货商提供的CBTC轨旁设备的其它线路上正常运行。,二. 列

11、车自动控制系统先进性的特征,8、建设、运营成本低 先进的列车控制系统应具有最佳综合效益，以最小投入获得最大效益。任何技术在研发初期，总是需要大的投入，但先进技术可以做到系统结构简单、设备数量少、小型化、计算机化、网络化、软件智能化。一旦完成调试则可以依靠最大程度的自动化操作，减少操作人员和维修工作量；以最佳化控制提高运行效率和经济运行。,北京地铁历经40多年的建设，运营里程为200公里，但目前的轨道交通远不能满足北京高速发展的需要。为此，北京市制定了2015年轨道交通线网规划。,三环、四横、五纵、七放射格局,三. 进一步提高系统先进性的设想,三. 北京地铁的发展规划,M5,M10,M13,M8

12、,昌平线,机场线,M4,大兴线,M9,三环、四横、五纵、七放射格局,三. 进一步提高系统先进性的设想,三. 进一步提高系统先进性的设想,新北京 轨道交通,人文轨道建设,绿色轨道建设,科技轨道建设,三. 进一步提高系统先进性的设想,推广10号线和环线列车自动驾驶，实现全自动驾驶 配置列车自动驾驶系统，可在保证安全的前提下，最大限度的提高列车旅行速度，确保行车隔，降低司机劳动强度，达到提高运输效率的目的。,三. 进一步提高系统先进性的设想,实现以行车为核心的综合监控系统 以行车为核心的综合监控系统可通过构建综合自动化平台，提高地铁运营指挥自动化水平，实现系统间联动和快速反应、进一步提高轨道交通监控

13、能力，真正做到为运营指挥服务，最大可能的规避人工控制所产生的风险，提高列车运行效率和地铁经营效益。,2011年完成亦庄线国产CBTC示范工程 研究出基于通信的列车控制信号系统，集成出一套完整的国产信号列车自动控制系统；制订一套CBTC系统技术规范和标准；探索建立一个安全认证体系；促进一个信号系统的核心技术产业链形成；锻炼出一批优秀工程技术人员和管理人员。,三. 进一步提高系统先进性的设想,轨道交通系统控制最佳化研究 通过该项目研究，可以对限制运输效率与能力的因素进行综合性的研究与分析，开发一套影响轨道交通运行效率的综合分析与评价平台；从分析全自动驾驶与综合自动化理念基础上，进行全自动驾驶与综合

14、自动化系统的核心技术攻关研究与开发；从研究、设计、验证等一个安全控制系统全生命周期角度，开发出一套基于模型开发的安全控制系统设计、仿真与验证系统，对引进系统进行综合的实际验证与评估，提升我国的轨道交通研究、设计、仿真、验证与评估综合系统技术水平。,三. 进一步提高系统先进性的设想,研究课题,设计规范； 运行规范； 需要完善支持 系统运行的安 全相关的内容,信号系统的 中国安全认证,信号系统与PIS 的共建,资源共 享,带宽分配,信号工期； 信号边界条件 和作业流程； 验收标准； 信号开通标准,系统工程设计 标准 准移动闭塞 移动闭塞,安全认证,资源共享,管理技术规范,技术标准,无人驾驶,根据北京轨道交通发展的实际情况和需求，我们将在新一轮的建设中开展相关课题研究。,三. 进一步提高系统先进性的设想,感谢各位同仁 对北京地铁的关注和支持！,