列車運行控制系統(tǒng)是確保列車行車安全和高效運營的核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備。基于通信的列車運行控制系統(tǒng)(CBTC)是列控技術(shù)的發(fā)展方向。
該成果應(yīng)用之前,此項關(guān)鍵技術(shù)裝備全部依賴引進。在國家有關(guān)部委及北京市持續(xù)支持下,本項目瞄準城軌交通安全高效運營的重大需求,歷經(jīng)十多年努力,突破了CBTC核心技術(shù),為城軌交通建設(shè)、安全高效運營提供了技術(shù)支撐。
主要創(chuàng)新點:
1.提出了基于列車運行復(fù)雜場景的失效傳播模型和涵蓋全生命周期的系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)方法,構(gòu)建了滿足CENELEC標準的最高安全完善度等級SIL4的安全保障管理體系和集成研發(fā)平臺,研制了車載和地面兩個信號專用、可移植的安全計算機平臺以及CBTC整套技術(shù)裝備。整套產(chǎn)品和應(yīng)用工程均通過了國際獨立第三方SIL4級安全認證,屬我國首次。
2.提出了基于移動閉塞的CBTC系統(tǒng)設(shè)計理論與方法,攻克了列車安全防護技術(shù)和最佳化自動駕駛技術(shù),實現(xiàn)了列車最小間隔90秒的安全追蹤、平穩(wěn)運行和精確停車。
3.提出了多模通信方式的融合方法、通信參數(shù)自適應(yīng)優(yōu)化策略、專用安全通信協(xié)議(SFP)和數(shù)據(jù)傳輸冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在世界上首次研制了兼容無線自由波、漏泄波導(dǎo)管、漏泄電纜等三種傳輸方式的車地通信設(shè)備,實現(xiàn)了不同傳輸媒質(zhì)間無縫切換,保證了復(fù)雜線路條件下安全數(shù)據(jù)的可信傳輸。
4.構(gòu)建了覆蓋全生命周期的完備性測試案例庫(包含12.4萬條測試案例),提出基于最小系統(tǒng)的仿真測試方法,開發(fā)了硬件在環(huán)的CBTC系統(tǒng)仿真測試平臺,實現(xiàn)了虛實互換和虛實互控的系統(tǒng)功能與故障注入測試驗證,降低了現(xiàn)場調(diào)試安全風(fēng)險,減少了現(xiàn)場測試工作量。
項目共形成國家標準2項;申請發(fā)明專利50項,其中已授權(quán)25項;軟件著作權(quán)111項;獲2010年度北京市科技進步一等獎。
自2008年,先后在大連快軌3號線、北京亦莊線、昌平線及重慶單軌3號線運用,所控制的79組列車已累計安全運行1974.6萬公里。運營考核表明,自主研發(fā)的CBTC系統(tǒng)技術(shù)先進、安全可靠,各項性能指標均達到或超過國際標準,填補了國內(nèi)空白,使我國成為世界第四個掌握該項技術(shù)的國家,迫使引進系統(tǒng)降價30%。
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