摘要: 介紹了上海地鐵二號線A TC 信號系統中TWC 子系統硬件設備, 分析了通信傳輸的數據格式以及TWC 子系統實現列車程序停車功能的過程。
關鍵詞: 列車自動控制　車地通信　非安全仿真邏輯　連續發送模式
　　車地通信(TWC) 是在A TC 信號系統中, 實現車載設備與軌旁設備之間數據信息傳輸的非安全
1 　通信格式通信子系統, 分為車載TWC 和軌旁TWC 。

1.1 　NVL E 與軌旁串行通信控制板之間的通信要功能: ① 保持大部分信息在軌旁TWC 和車載NVL E 與軌旁車地串行通信控制板之間的通信TWC 之間的通信過程中不變; ② 支持列車在ATO 信息。
上海格式包括: 信息頭、TWC 地址、車輛永久編號息結束符。NVL E 至軌旁TWC 的控制數據包括: 軌道編號、目的地編號、主控時鐘、A TP 命令(靜態出發測試、車門測試) 、A TO 命令(跳停本站、跳停下一站、取消跳停、惰行設置、惰行取消、關門、運行等級設置、停站時分、軌旁TWC 與NVL E 的鏈路狀態、站臺停車制動率) 。軌旁TWC 至NVL E 的表示數據包括: 軌道編號、A TP 報警(緊急制動、溜車檢測、制動釋放故障、摩擦制動故障、A TP 故障、備用模式、非計劃停車、失去機車信號、允許開門、耦合狀態、緊急全常用制動命令) 、A TO 報警(輪徑不符、TWC 鏈路故障、超過或低于限速、A TC 模式改變) 、A TP 狀態(開門、關門、運行方向、位置、時鐘、下一區段頻率、A TC 遙控串行鏈路故障、A TC 模式、全常用制動) 、A TP 診斷(靜態測試狀態、門循環測試狀態) 、目的地編號、A TO 狀態(運行等級、A TO 釋放保持、列車原始編號輸入、跳停本站、跳停下一站、停站制動率、惰行模式、列車停站、司機編號、列車長度) 。
NVL E 以250ms 為查詢周期, 通過RS2485 串行接口發送數據信息(信息頭FC) , 輪詢每個軌旁TWC 。軌旁TWC 根據地址碼響應對應的正確信息, 并且存入緩沖器, 作為下一個發送給車載TWC 的信息。同樣它發送相應的響應信息(信息頭F1 或F2) 時, NVL E 接收來自相關單元的有效信息。當NVL E 要求軌旁TWC 與車載TWC 通信時, NVL E 發送1 個轉換到半雙工通信模式的信息(信息頭FE) , 強迫軌旁TWC 轉換到半雙工通信模式。
1.2 　軌旁TWC 與車載TWC 之間的通信
軌旁TWC 與車載TWC 之間的通信, 通過軌旁環線和車載天線完成, 信息內容遵循表1所示的信息頭定義。
表1　軌旁TWC 與車載TWC 之間的信息頭定義

軌旁TWC 通過其接收/ 發送板、耦合單元、TWC 環線, 與車載串行通信控制板之間進行信息交換。車載串行通信控制板通過車載TWC 接收/ 發送板、接收/ 發送天線與軌旁串行通信控制板之間進行信息交換。軌旁TWC 與車載TWC 之間的通信采用基于線圈感應的移頻鍵控半雙工通信方式, 傳輸速率為4800b/ s , 信號載頻為64 kHz 。軌旁TWC 的串行通信控制板將收到來自NVL E 的信息, 經過緩沖、編碼和格式化后, 由軌旁Rx/ Tx 板把RS2232 串行數據變成移頻鍵控信號, 再通過耦合單元發送到軌旁TWC 環線上。軌旁TWC 發送給車載TWC 的信息格式包括: 信息頭、PV ID 、控制數據、CRC16 位校驗碼及信息結束符等, 其中控制數據包括軌道編號、目的地編號、主控時鐘、A TP 命令和A TO 命令。
來自車載TWC 天線的串行數據, 在列車通過軌旁TWC 環線時, 經由耦合單元傳送到軌旁Rx/ Tx 板, 轉換成RS2232 極性數碼序列, 送到軌旁串行通信控制板, 再通過RS2485 接口傳送到NVL E 。車載TWC 發送給軌旁TWC 的信息格式包括信息頭、ETA (用于啟動軌旁雙向通信的預定到達時間) 、PV ID 、表示數據、CRC16 位校驗碼、信息結束符, 其中表示數據包括軌道編號、A TP 報警和A TP 狀態。
2 　程序停車功能
上海地鐵二號線的車地通信系統支持列車的自動程序停車功能。當列車進入站臺接近區段時,軌旁TWC 啟動連續傳輸模式(CTM) ,這樣,當列車經過軌旁TWC 環線的交叉位置時,車載TWC 就能檢測到環線磁路的變化。每個環線的交叉位置都記錄在車載A TC 的數據庫中。當列車進入站臺區域并且車載TWC 天線檢測到軌旁TWC 環線時,車載A TC 系統通過車載TWC 發送1 個預定時間(ETA) 。在ETA 不為零的時間段,軌旁TWC 保持連續傳輸模式, 車載A TC 系統根據程序停車曲線啟動自動停車程序, 通過環線固定交叉位置的坐標。不斷地修正程序停車曲線。在這期間, 如果NVLE 控制軌旁TWC 改變發送數據時,ATO 命令會通過軌旁TWC 立即傳送給列車,并且強迫軌旁TWC 轉換到半雙工通信模式。如果軌旁TWC 沒有改變發送數據,那么它將一直保持連續傳輸模式, 車載TWC 不能改變軌旁TWC 正在運行的發送模式。當ETA 為零時,軌旁TWC 在下一個250ms 的通信周期內改為半雙工通信模式,車載A TC 系統將在此周期內,完成列車的定點對位停車。
綜上所述, 上海地鐵二號線TWC 系統車地通信的信息量比較大, 特別是車載A TC 的狀態信息、故障信息和診斷信息發送到軌旁后, 可以讓行車和維護人員及時了解車輛信息, 更好地進行運營組織和設備維護。特別在支持列車程序停車功能方面, 與其他通過標志線圈、對位天線修正的程序停車系統相比較, 軌旁TWC 能保持連續傳輸模式, 實現列車程序停車功能, 提高了列車對位停車的精確度和列車程序停車曲線的平滑度, 使乘客在列車自動程序停車時更加感到舒適。

參考文獻
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