城市軌道交通列車自動控制系統(tǒng)維護 課件 3.1 ZC系統(tǒng)認知

列車運行控制系統(tǒng)維護ZCsystemcognitionMAINTENANCEOFTRAINOPERATIONCONTROLSYSTEM3.1ZC系統(tǒng)認知主講教師：楊絢ZC系統(tǒng)認知ZCsystemcognitionPART01區(qū)域控制器(ZC)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（DCS）電源設(shè)備列車自動控制系統(tǒng)車站設(shè)備3.1ZC系統(tǒng)認知3.1ZC系統(tǒng)認知情景某區(qū)域內(nèi)所有列車突發(fā)信號故障，導致該區(qū)域內(nèi)列車全部緊急制動，通信信號人員即刻對該區(qū)域ATC設(shè)備進行檢查，中心監(jiān)控大屏無列車邏輯區(qū)段占用顯示；車站現(xiàn)地工作站顯示控區(qū)ZC故障，并有報警提示，無控區(qū)內(nèi)列車狀態(tài)顯示。故障ZC控區(qū)生成強制點燈命令，點亮控區(qū)信號機。該區(qū)域所有列車失去CBTC級別運行能力，無法生成移動授權(quán)MA。該區(qū)段內(nèi)的列車實施緊急制動，請求進入RM模式。同時準備進入故障區(qū)域的列車MA只到邊界處，需降至點式CM運行通過故障區(qū)段。通過以上現(xiàn)象綜合分析，ZC主機雙機故障，技術(shù)人員即刻進行故障處理。本次故障造成區(qū)域約13min晚點。ZC系統(tǒng)認知區(qū)域控制器（ZoneController，簡稱ZC）是CBTC系統(tǒng)中ATP子系統(tǒng)的軌旁部分，通常又被稱為地面ATP設(shè)備。是CBTC系統(tǒng)中的地面核心控制設(shè)備，是車-地信息處理的樞紐。ZC子系統(tǒng)主要負責根據(jù)通信列車所匯報的位置信息以及聯(lián)鎖所排列的進路和軌旁設(shè)備提供的軌道占用/空閑信息，為其控制范圍內(nèi)的通信列車計算生成移動授權(quán)，保證其控制區(qū)域內(nèi)通信列車的安全運行。具備在各種列車控制等級和駕駛模式下進行列車運行管理的能力。車站設(shè)備—ZC3.1ZC系統(tǒng)認知ZC系統(tǒng)是CBTC系統(tǒng)的主要組成部分之一，是ATP的軌旁部分，主要負責為列車計算移動授權(quán)及為列車提供進路信息。ZC區(qū)域控制器3.1ZC系統(tǒng)認知列車運行控制系統(tǒng)將一條線路分為若干個控制區(qū)域，每個控制區(qū)域由一個ZC負責，該ZC主要負責為其控制范圍內(nèi)的通信列車計算生成移動授權(quán)，為管轄范圍內(nèi)的列車提供移動授權(quán)是ZC的核心任務。移動授權(quán)在每一個通信周期前被生成和發(fā)送，車載設(shè)備執(zhí)行移動授權(quán)，以維持安全的列車間隔，一般情況下移動授權(quán)總是向前延伸，只是在異常情況下才回縮。ZC控車過程ZC系統(tǒng)認知ZC需要對所有在其管轄范圍內(nèi)的列車進行管理和控制，根據(jù)列車的運行狀態(tài)，可以將整個管理和控制過程分為三個過程：02ZC正式控車

01列車注冊03列車注銷ZC控車過程ZC系統(tǒng)認知列車注冊列車在上電或者出車輛段時，列車以RM模式運行，當列車進入某一個ZC區(qū)域邊界時，就會收到CBTC區(qū)域預告應答器組，預告即將進入某一個ZC管轄區(qū)域，車載ATP開始申請登陸該ZC，ZC接收車載ATP申請后，將列車的ID和列車信息與ZC列車管理隊列中的列車信息進行比對，如果在列車管理隊列信息中沒能查詢到該列車信息，則表示該車第一次登陸，標記該列車為預登陸列車。ZC系統(tǒng)認知ZC移交區(qū)邊界ZC移交區(qū)邊界ZC1移交ZC（HOV）ZC2接管ZC（ACC）重疊區(qū)ZC控制邊界正式控車:ZC與車載ATP建立鏈接并保持通信后，向CI匯報列車位置信息，為列車請求進路，進路排通后，ZC為列車計算MA，則該列車成為該區(qū)域控制器正式管理的列車，保證列車正常運行。ZC系統(tǒng)認知ZC移交區(qū)邊界ZC移交區(qū)邊界ZC1移交ZC（HOV）ZC2接管ZC（ACC）重疊區(qū)ZC控制邊界列車注銷:當列車即將出清區(qū)域控制器控制范圍（進入下一區(qū)域或者列車將返回到車輛段時），列車處于注銷狀態(tài)。區(qū)域控制器需要首先清空該列車的數(shù)據(jù)信息，表示不再管轄該列車。列車脫離CBTC區(qū)域后以RM模式運行。ZC系統(tǒng)認知ZC子系統(tǒng)功能ZC子系統(tǒng)啟動后應進行設(shè)備完整性自檢，且在自檢失敗的情況下禁止設(shè)備投入運行。自檢內(nèi)容包括安全平臺自檢和應用軟件自檢。ZC應向維護設(shè)備輸出所有交互事件和系統(tǒng)狀態(tài)，包括平臺運行狀態(tài)；軟件運行狀態(tài)；接口交互數(shù)據(jù)；關(guān)鍵控制數(shù)據(jù)；報警數(shù)據(jù)等。01ZC自檢與診斷ZC系統(tǒng)認知在符合功能要求的前提下，ZC子系統(tǒng)應能接受存在于配置列表中車載的安全連接建立請求，并在整個通信會話期間，維持該安全連接，直到車載安全連接釋放或ZC判斷通信超時后刪除安全連接。ZC子系統(tǒng)需能接受列車的注冊請求，并在注冊過程中校驗ZC和車載信息是否匹配，如果一致性檢查通過，則ZC接受列車注冊，否則拒絕列車注冊。ZC子系統(tǒng)還需能接受列車的注銷請求；并在特殊情況下（如ZC判斷列車降級或車載子系統(tǒng)未按照系統(tǒng)要求發(fā)送注銷請求的情況），ZC子系統(tǒng)也能夠主動發(fā)送注銷請求。02車載連接ZC系統(tǒng)認知03列車安全包絡(luò)管理列車實際的行駛位置是由車載ATP通過車載速度傳感器、多普勒雷達結(jié)合絕對位置信標（應答器等）實現(xiàn)的，列車安全包絡(luò)管理。然后列車會將這個位置信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給ZC。但這個位置信息只是告知列車實際所處的位置，而ZC通過車載ATP提供的這個信息結(jié)合車載ATP提供的列車速度、傳輸延時、CI提供的進路情況、前方障礙物等信息會計算得出一個列車的安全包絡(luò)，這個位置不是一個點。ZC系統(tǒng)認知運行方向列車長度應答器估計的運行距離過讀誤差欠讀誤差定位不確定量定位不確定量過讀誤差欠讀誤差最小安全后端最大安全后端車尾估計位置車頭估計位置最大安全后端最小安全后端ZC系統(tǒng)認知04ZC移交功能ZC子系統(tǒng)應能確保列車在通過ZC移交邊界時，獲得移動授權(quán)的一致性，ZC與相鄰的ZC之間的控制區(qū)域包括重疊區(qū)域，不能因ZC與ZC移交移動授權(quán)的因素導致列車速度降低。在指定區(qū)域(ZC移交區(qū)域)對列車進行交接，即當列車將要從一個ZC區(qū)域進入另一個ZC區(qū)域時，這兩個ZC需要對列車控制權(quán)限進行交接。ZC系統(tǒng)認知ZC移交區(qū)邊界ZC移交區(qū)邊界ZC1移交ZC（HOV）ZC2接管ZC（ACC）重疊區(qū)ZC控制邊界ZC系統(tǒng)認知05信號機強制命令一個信號機的物理狀態(tài)是由亮滅燈狀態(tài)和邏輯狀態(tài)（紅綠黃）共同組成的。在正常的CBTC模式下，整個線路處于不點燈狀態(tài)即信號機不亮，司機根據(jù)車載信號系統(tǒng)提供的目標速度行車。當系統(tǒng)處于降級模式信號燈點亮。而ZC則通過強制命令控制信號機的亮滅燈狀態(tài)。ZC系統(tǒng)認知06響應中心指令功能ZC子系統(tǒng)接受來自ATS的臨時限速命令后，向相關(guān)列車發(fā)送臨時限速信息，并保證臨時限速的設(shè)置不會導致列車緊急制動，ZC能夠?qū)碜訟TS的調(diào)度調(diào)度命令，如跳停、扣車、時間戳等信息，發(fā)送給對應的車載子系統(tǒng)，并將來自車載的列車數(shù)據(jù)、列車運行狀態(tài)信息轉(zhuǎn)發(fā)給ATS子系統(tǒng)。；ZC系統(tǒng)認知07

ZC子系統(tǒng)具備ZC子系統(tǒng)具備將來自聯(lián)鎖設(shè)備的屏蔽門狀態(tài)信息、站臺緊急關(guān)閉狀態(tài)信息、自動折返按鈕狀態(tài)信息轉(zhuǎn)發(fā)至車載。根據(jù)聯(lián)鎖子系統(tǒng)的進路解鎖，向相應車載子系統(tǒng)發(fā)送停車保證。ZC系統(tǒng)認知在系統(tǒng)運行過程中，ZC實時地與DSU、車載ATP、CI、ATS設(shè)備進行信息交互，車載ATP向ZC提出MA延伸申請，周期性地通過DCS子系統(tǒng)向其管轄區(qū)域內(nèi)運行的CBTC列車發(fā)送MA，同時ZC還會把線路上的設(shè)備信息和道岔等障礙物狀態(tài)信息發(fā)送給車載ATP，控制列車在CBTC級別下安全的運行ZC外部接口關(guān)系