车地通信及应答器

项目六车-地通信设备维护

2023/2/6了解各种车-地通信方式

掌握应答器的组成与功能第一节车-地通信设备概述

城轨信号系统发展车-地通信方式分类车-地通信方式比较车地通信2023/2/62一、城轨信号控制系统发展固定闭塞-准移动闭塞-移动闭塞

结论1、基于通信的列车运行控制系统优点主要有信息量大、提高列车定位精度、减小行车间隔等。2、基于通信的列车运行控制系统系统的核心问题即为车-地信息通信。这些信息包括：列车的识别号、位置、速度、制动数据等，线路的坡度、区段长度、限速、进路、目标距离、定位停车、特殊信息等。二、车-地通信方式分类目前，车-地信息传输方式主要包括轨道电路、应答器、感应环线、裂缝波导、无线电台等。轨道电路传输：（FTGS）二、车-地通信方式分类应答器传输：二、车-地通信方式分类感应环线传输：二、车-地通信方式分类裂缝波导传输：波导管上每隔6cm开一长3cm宽2mm的小槽，泄漏无线电波

二、车-地通信方式分类无线电台传输：二、车-地通信方式分类1、按照列车信息传输的连续性

点式通信：在线路上的某些特定位置安装设备，列车通过时，才与其发生信息交换

连续式通信：覆盖在整条线路上，始终能建立起车-地信息交换二、车-地通信方式分类2、按照列车信息流的方向

单向通信：信息流的方向只能实现轨旁设备至车载设备的传递

双向通信：信息流的方向既能实现轨旁设备至车载设备的传递也能实现车载设备向轨旁设备的传递二、车-地通信方式分类3、按照车-地信息传输媒介

有线通信

无线通信三、车-地通信方式比较轨道电路：能进行列车完整性检查、轨道空闲检查。以钢轨作为传输的媒介，可以实现连续的轨旁至车载设备的单向通信，但无法实现车对地的信息传输，且通信能力有限。轨旁和中央无法连续、实时地获得列车及车载设备的运行状况信息，也就无法实现对列车连续监测和实时的列车运行调整。以轨道区段作为列车占用/空闲的凭证，列车定位精度不高。

三、车-地通信方式比较应答器：应答器在线路上的某些特定位置安装，其车-地信息的传递是间断的。当列车从一个信息点获得地面信息后，要到下一个信息点才能更新信息，若其间地面情况发生变化，无法立即将变化的信息实时传递给列车。

三、车-地通信方式比较感应环线、裂缝波导：受到人为破坏的可能性较大，维护费用较高设备的维修影响列车的运行当轨道进行工务维修或更换后需检查环线是否损坏或在规定的感应范围内，这将延长维修人员在线路上的维护时间，对运营造成一定的干扰在既有线改造工程中施工较为困难。

三、车-地通信方式比较无线电台：轨旁仅在隧道顶部或侧壁安装无线天线、设备箱盒等，轨旁设备相对较少，安装位置不易遭到人为破坏，维护成本相对较低轨旁设备采用热备冗余结构，可靠性高。

第二节应答器及维护

应答器的分类应答器组成应答器功能应答器2023/2/617应答器维护应答器概述应答器（信标）是高速率、大信息量的点式数据传输设备，主要用途是在特定的地点实现车-地间的数据交换，向列车提供可靠的轨旁固定信息与可变信息。

目前城市轨道交通信号控制系统中主要存在Amtech公司的美国标准TAG产品和欧洲标准的Eurobalise产品两种应答器，其技术特性不尽相同。应答器是欧洲标准的称谓，信标是北美标准的称谓。

一、应答器分类

1、按照供电来源无源应答器：

安装在钢轨中心的地面应答器没有外加电源，平时处于休眠状态，仅靠瞬间接收车载天线的电磁能量而工作，将预置的数据报文发送给车载设备，直至电能消失（车载天线已离去）。其预置报文数据由应答器无线读写器写入后，固化在其存储单元中，因此向车载设备发送的数据是固定不变的。一般预存线路的公里标、限速、坡度等信息。

一、应答器分类

1、按照供电来源有源应答器：有源应答器本身具备电源，它存储的信息是可变的，通过外接电缆获得电源。有源应答器中的信息是由其通过外接电缆的地面设备的实时状态控制的，一般设置在信号机或道岔旁，用于向列车传送实时可变信息，如信号显示、临时限速、道岔位置等。

一、应答器分类有源应答器与无源应答器

一、应答器分类

2、按应用功能普通型：该类应答器自应答器向查询器传送信息，查询器和应答器的大小尺寸相同。

一、应答器分类

2、按照应用功能增长型：它的查询器与普通型的类似，但应答器比查询器增长很多，有可能长达10倍。其专门用途是控制列车在车辆段、机械房内的定位。

一、应答器分类

2、按照应用功能标定型：它的应答器结构连续多环，专门用于标定列车速度。

一、应答器分类

3、按照安装方式中心安装：应答器安装在两根轨道的中间，车载天线安装在列车底部中间位置，与应答器相对应耦合。一、应答器分类

3、按照安装方式侧面安装：应答器安装在一根钢轨的侧面，车载天线安装在列车侧面，与应答器相对应耦合。一、应答器分类

3、按照安装方式立杆式安装：应答器安装在线路旁立杆上。二、应答器的组成应答器的组成包括地面设备与车载设备1、地面设备（1）地面应答器地面应答器布置在两根钢轨中间，其内部寄存器按协议以代码形式存放实现列车速度监控及其他行车功能所必须的数据。应答器由壳体、电路板、灌封材料组成。

二、应答器的组成应答器的组成包括地面设备与车载设备1、地面设备（2）轨旁电子单元（LEU）地面有源应答器与信号机之间的电子接口部件，是一种数据采集与处理单元。

LEU实时监测与地面有源应答器之间信息通道的状态，并及时向控制中心回送。当LEU与地面有源应答器通信中断时，LEU向有源应答器发送默认报文。二、应答器的组成应答器的组成包括地面设备与车载设备2、车载设备（1）车载查询器天线置于列车底部，距轨道约180～300mm，是一个双工收发天线，一方面连续向地面发送高频电磁能量，以激活地面应答器；另一方面接收地面应答器发送的数据报文。查询器的外壳由硬塑料做保护，以防异物撞击

二、应答器的组成应答器的组成包括地面设备与车载设备2、车载设备（2）车载查询器主机提供电子里程标校准列车位置；提供列车前方一定距离内的线路参数；提供地面信号状态信息；向地面有源应答器发送车次号信息。

三、应答器的功能1、系统初始化

列车出发驶入“转换轨”，经转换轨上的应答器进行车-地通信初始化，自动将车组号和司机号传送到中央ATS系统。中央ATS系统自动赋予列车相应的识别号，此列车便正式登录ATC控制区。每列列车的识别号为唯一确定的，ATS系统以此作为识别每列列车的身份标志，监督各列车在线路上的运行状态。

三、应答器的功能2、列车定位与轮径校准

列车在启动、制动、上坡和下坡等情形下车轮的空转和打滑会造成列车的定位误差，因此必须采用应答器传送给列车绝对位置数据，辅助进行列车绝对位置的定位。车载设备接收到这些数据后，对车载里程计的测距误差进行修正。

车轮半径是定位及测速的基础数据。为了减小列车定位及测速的误差，在每次运营之前车载控制器需要完成轮径校准工作。三、应答器的功能3、定位停车

列车在车站停车时，车门的开度与屏蔽门的开度要配合良好，要求车门与屏蔽门之间的停站允许误差控制在0.25～0.5m范围内。列车精确停车信息需要地面应答器提供。

三、应答器的功能4、CBTC下的后备模式

在后备运营模式下，利用CBTC车载控制器和地面应答器实现后备ATP控制功能，确保列车安全地停在信号机前方并防止列车冒进信号。每个车站使用一个与出站信号机相关联的有源应答器。如果出站信号机没有开放，而司机错误地开始发车，车载计算机通过查询器天线检测到该信号机的禁止信息，则立即实施紧急制动，从而防止列车冒进红灯信号。

四、应答器的维护应答器的地面电子单元不需要定期检查维修，可实行故障修。1.二级保养二级保养：每半年进行一次养护。（1）目测检