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BAUMER堡盟 11111358 BHW 1P.05A10000-EP-5

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軌道交通系統(tǒng)作為大容量的公共交通工具，其安全性直接關(guān)系到廣大乘客的生命安全。信號系統(tǒng)作為保證列車運行安全，實現(xiàn)行車指揮和列車運行現(xiàn)代化，提高運輸效率的關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備，在軌道交通系統(tǒng)中有舉足輕重的地位，通常由列車自動控制系統(tǒng)(AutomaticTrainControl，簡稱ATC)組成。ATC系統(tǒng)包括列車自動監(jiān)控系統(tǒng)(AutomaticTrainSupervision，簡稱ATS)、列車自動防護子系統(tǒng)(AutomaticTrainProtection，簡稱ATP)、列車自動運行系統(tǒng)(AutomaticTrainOperation，簡稱ATO)。其中，ATP主要對行駛中的列車進行監(jiān)控和安全防護，避免其出現(xiàn)聯(lián)鎖備或自身系統(tǒng)中出現(xiàn)問題故障而影響列車運行安全。ATS對列車的實際運行情況進行監(jiān)督與控制，可使行車調(diào)度工作者對整個線路的列車進行全面、系統(tǒng)、完整的管理。ATO則通過分析地面情況來對列車進行控制，避免列車在行駛中突然加速或減速，提高列車運行的舒適性和節(jié)能性。3個子系統(tǒng)通過信息交換網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)地面控制與車上控制結(jié)合、現(xiàn)地控制與中央控制結(jié)合，構(gòu)成一個以安全設(shè)備為基礎(chǔ)，集行車指揮、運行調(diào)整以及列車駕駛自動化等功能為一體的列車自動控制系統(tǒng)。

2軌道交通信號系統(tǒng)的安全性分析

對于軌道交通信號系統(tǒng)而言，安全性主要是指行車的安全和乘客的人身安全。在列車的行駛過程中，無論是因為設(shè)備出現(xiàn)故障，還是因為電路、軟件出現(xiàn)問題，都可能會影響到列車的正常行駛，而由此造成的誤動或錯誤操作，極有可能造成嚴重的安全事故。為此，在軌道交通信號系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用中，應(yīng)該以故障－安全為原則。在此過程中，需要解決的問題主要包括軌道數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)采集與驅(qū)動以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)热齻€方面的故障－安全問題?？梢圆捎卯斍暗挠嬎銠C技術(shù)，如容錯技術(shù)、故障檢測和診斷技術(shù)以及多重化技術(shù)等，均能夠為提高軌道交通信號系統(tǒng)的安全性提供技術(shù)支持。

2．1ATS系統(tǒng)

在控制中心設(shè)立兩套ATS系統(tǒng)，互為熱備份，即其中的一個系統(tǒng)在線時，另一個系統(tǒng)也在不斷更新其數(shù)據(jù)信息，當出現(xiàn)故障需要切換時，熱備份系統(tǒng)在很短時間內(nèi)完成對軌旁信息的掃描，從而保證系統(tǒng)獲取新的數(shù)據(jù)。各車站和車輛段ATS系統(tǒng)通過冗余配置的網(wǎng)絡(luò)通道和控制中心ATS連接，實現(xiàn)信息交換，以保證某點或某段通信信道發(fā)生故障時，系統(tǒng)仍能正常工作。ATS系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)提供的接口獨立組網(wǎng)，實現(xiàn)信息的安全獨立穩(wěn)定傳輸。ATS采用集中控制的方式，可以減少系統(tǒng)維護工作，并且減少沿線工區(qū)和人員配置。車站自動控制為控制中心自動控制的降級模式，當控制中心設(shè)備故障或者控制中心與車站通信網(wǎng)絡(luò)故障，造成控制中心ATS子系統(tǒng)無法正常工作時，系統(tǒng)自動降級為車站自動工作模式，此時ATS本地系統(tǒng)根據(jù)本地服務(wù)器中存儲的時刻表信息繼續(xù)進行進路自動辦理。

2．2ATP系統(tǒng)

由于ATP系統(tǒng)主要是對列車的設(shè)備和系統(tǒng)進行安全監(jiān)控，因此其安全性設(shè)計應(yīng)該將重點放在保證設(shè)備系統(tǒng)安全上。先，ATP系統(tǒng)可以利用雙層網(wǎng)絡(luò)與全冗余的模式來進行設(shè)計，將系統(tǒng)中的所有設(shè)備都設(shè)置相應(yīng)的冗余接口，并做好備份，以保證系統(tǒng)某個節(jié)點出現(xiàn)故障后系統(tǒng)也可以不受影響而正常運行。其次，編碼軟件也可以利用冗余技術(shù)，且編碼中不可出現(xiàn)循環(huán)語句，這樣是為了保證某個編碼控制程序出現(xiàn)中斷后可以繼續(xù)對系統(tǒng)進行控制，且不會形成死循環(huán)的問題。第三，為了進一步保證系統(tǒng)的安全性與可靠性，對于一些較為重要或者較為容易出現(xiàn)故障的設(shè)備，應(yīng)該進行雙重備份。同時，為了避免強信號對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，還要在電路中設(shè)計一定的防沖擊電路和防干擾措施。這樣才可以很好地保證系統(tǒng)的安全運行。例如地面ATP子系統(tǒng)一般采用“二乘二取二”安全冗余設(shè)計，帶獨立“故障－安全”檢驗的安全冗余系統(tǒng)，其硬件平臺從硬件設(shè)計上采用了“二乘二取二”結(jié)構(gòu)、雙系并行工作的“二乘二取二”安全計算機系統(tǒng)，內(nèi)部通信和外部通信都采用冗余通道設(shè)計。雙系之間采用隔離技術(shù)，對其中一系進行維修與替換不會對另外一系以及其他子系統(tǒng)正常工作有任何影響，任何一個計算機或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不能正常工作，整個系統(tǒng)仍可繼續(xù)正常運行，不會導致其他子系統(tǒng)的無故切換。

2．3ATO系統(tǒng)

作為以地控車的控制系統(tǒng)，ATO系統(tǒng)自動完成對列車的啟動、牽引、巡航、惰行和制動的控制，以較高的速度進行追蹤運行和折返作業(yè)，確保達到設(shè)計間隔及旅行速度。當其因故障無法自動運行，應(yīng)該能夠盡快轉(zhuǎn)入人工操作的程序中，以保證列車安全運行。同時，在系統(tǒng)的運行中需要大量的實時數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)該先循環(huán)傳送。為了保證行駛中的列車和地面工作站點之間可以隨時聯(lián)系溝通，在列車出站之前，要對ATO系統(tǒng)進行檢查，尤其是要對接口處進行仔細檢查，以保證系統(tǒng)的安全工作。ATO系統(tǒng)主要與列車控制系統(tǒng)非安全性的功能相關(guān)，深圳地鐵7號線車載ATO子系統(tǒng)在車頭、車尾各設(shè)置一套，單套ATO子系統(tǒng)采取雙機熱備的冗余架構(gòu)，若一系出現(xiàn)故障，可自動切換為備機工作。

3軌道交通信號系統(tǒng)的可靠性分析

對于系統(tǒng)可靠性要求，目前一般以平均功能故障間隔時間(MeanTimeBetweenFunctionalFailure，MTBFF)和平均故障間隔時間(MeantimeBetweenFailure，MTBF)兩個參數(shù)作為定量可靠性性分析指標。規(guī)定系統(tǒng)的MTBFF應(yīng)考慮影響系統(tǒng)完成規(guī)定功能的所有故障，系統(tǒng)的MTBF則既包括影響系統(tǒng)功能的故障，也包括不影響系統(tǒng)功能完成(例如由于設(shè)備冗余)的所有故障?？紤]實際應(yīng)用系統(tǒng)的特點，在對現(xiàn)場的城市軌道交通信號系統(tǒng)評估時，MTBF作為基本可靠性的特征量，應(yīng)反映出系統(tǒng)對維修人力、費用及備品備件的需求。如果一個系統(tǒng)基本可靠度低，即便任務(wù)可靠度滿足要求，也會導致該系統(tǒng)維護成本太高，不能說該系統(tǒng)是一個可靠的系統(tǒng)。因為，只要有設(shè)備故障，即使由于設(shè)備采用冗余并沒有影響系統(tǒng)功能的完成，卻仍馬上需要有維修人員進行診斷、維修或更換備件。而軟件故障是指軟件設(shè)計的缺陷在一定的運行條件下，導致系統(tǒng)運行中出現(xiàn)可感知的不正常、不正確和不按規(guī)范執(zhí)行的狀態(tài)。任何軟件內(nèi)部缺陷引起的錯誤，不在用戶維修范疇內(nèi)，并且用戶也無法維修，因而考慮軟件故障，并不能考察出系統(tǒng)對維修人力、費用和備品備件的需求。因此，針對城市軌道交通信號系統(tǒng)，MTBF應(yīng)主要考慮硬件故障。MTBFF則應(yīng)綜合考慮硬件故障與軟件錯誤，考察系統(tǒng)在規(guī)定的任務(wù)剖面中完成規(guī)定功能的能力。隨著現(xiàn)代信號系統(tǒng)中采用計算機(包括微機、單片機)越來越廣泛，由軟件來承擔安全和可靠性需求的比重越來越大，因而軟件的可靠性在完成系統(tǒng)功能方面往往起著關(guān)重要的作用。實際運行的故障統(tǒng)計也表明，由于軟件缺陷引起的系統(tǒng)功能失效約占故障總數(shù)的70%。因此，只有綜合考慮軟件故障和硬件故障，才能全面準確地衡量系統(tǒng)完成規(guī)定任務(wù)的可靠度。綜上所述，信號系統(tǒng)可靠性指標可以參考相關(guān)標準，明確MTBF主要考慮硬件故障以衡量系統(tǒng)對維修人力、費用及其備品備件的要求;MTBFF綜合考慮軟件和硬件故障，以便準確考察系統(tǒng)完成規(guī)定功能的能力。例如在城市軌道交通中，由于ATP系統(tǒng)在正常駕駛模式下使用是惟一能連續(xù)控制列車運行，并長期確保列車安全運行的駕駛模式。降級駕駛模式是ATP系統(tǒng)出現(xiàn)故障情況下，在限速條件以人工駕駛來降低列車運行風險所采用的一種駕駛模式。不過，該模式并不能避免所有風險，所以要求正常駕駛模式必須非常穩(wěn)定可靠，以盡量減少采用降級駕駛模式。鑒于上述因素，在國外城市軌道交通工程中，提出ATP系統(tǒng)正常駕駛模式的可靠性必須高于99．99%。參考相關(guān)的技術(shù)標準，計軸設(shè)備平均*工作時間≥1.75×105h;BTM天線≥2．5×105h;雷達傳感器在40℃環(huán)境溫度下，平均*時間≥1．66×105h;速度傳感器平均*時間≥1×105h。

4軌道交通信號系統(tǒng)安全性與可靠性的關(guān)系

信號系統(tǒng)的安全性與可靠性相輔相成，并且相互影響?？煽啃允呛饬肯到y(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)、規(guī)定的條件下完成規(guī)定功能的能力，而系統(tǒng)的安全性是衡量系統(tǒng)在發(fā)生故障時不致產(chǎn)生危險側(cè)輸出的能力，二者密不可分。系統(tǒng)的可靠性越高，其發(fā)生故障的概率越小;系統(tǒng)的安全性越高，發(fā)生故障時產(chǎn)生危險側(cè)輸出的概率也就越小。

BAUMER堡盟 11062005 ITD 40 B10 Y 3  1024 T NI KR5   S 11 IP6

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BAUMER堡盟 11059958 ITD 21 A 4 Y56  4096 T NI KR1   E 14 IP5

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BAUMER堡盟 11118227 BDK 16.24K2048-L5-4

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BAUMER堡盟 11058608 KTD 3-1     B 5 Y 3

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BAUMER堡盟 11089894 ITD 21 B14 Y 9  4096 T NI KR2  E 10 IP65

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BAUMER堡盟 11031393 GI355.0724235

BAUMER堡盟 11065900 Kupplung CPS37 K/K L=2112/12

BAUMER堡盟 11063188 ITD 40 A 4 Y27  1024 T NI KR1    S 20

BAUMER堡盟 11060493 ITD 21 A 4 Y56  1024 T NI KR1   E 14

BAUMER堡盟 11031428 GI355.A224129

BAUMER堡盟 11031536 GI355.A704428

BAUMER堡盟 10152067 BMSH 58S1N24B12/00B2D

BAUMER堡盟 11034346 Z 182.005

BAUMER堡盟 11031034 GI342.A707215

BAUMER堡盟 10148453 BHG 16.24K1024-B2-9

BAUMER堡盟 11030769 GI333.172C335

BAUMER堡盟 11115259 BDH 1P.05A320000-L0-A

BAUMER堡盟 11034213 Z 148.005

BAUMER堡盟 11107454 BHF 16.25W100-L2-9

BAUMER堡盟 11030022 G1MMH.22A3P3F

BAUMER堡盟 11031086 GI342.C727123

BAUMER堡盟 11107571 HS35S 02048 W ABZC MI10   E 100 4

BAUMER堡盟 11115748 BDT 16.05A5000-L6-B

BAUMER堡盟 11033825 U 220.010A11F

BAUMER堡盟 11085475 B 148.007XC7C

軌道交通系統(tǒng)作為大容量的公共交通工具，其安全性直接關(guān)系到廣大乘客的生命安全。信號系統(tǒng)作為保證列車運行安全，實現(xiàn)行車指揮和列車運行現(xiàn)代化，提高運輸效率的關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備，在軌道交通系統(tǒng)中有舉足輕重的地位，通常由列車自動控制系統(tǒng)(AutomaticTrainControl，簡稱ATC)組成。ATC系統(tǒng)包括列車自動監(jiān)控系統(tǒng)(AutomaticTrainSupervision，簡稱ATS)、列車自動防護子系統(tǒng)(AutomaticTrainProtection，簡稱ATP)、列車自動運行系統(tǒng)(AutomaticTrainOperation，簡稱ATO)。其中，ATP主要對行駛中的列車進行監(jiān)控和安全防護，避免其出現(xiàn)聯(lián)鎖備或自身系統(tǒng)中出現(xiàn)問題故障而影響列車運行安全。ATS對列車的實際運行情況進行監(jiān)督與控制，可使行車調(diào)度工作者對整個線路的列車進行全面、系統(tǒng)、完整的管理。ATO則通過分析地面情況來對列車進行控制，避免列車在行駛中突然加速或減速，提高列車運行的舒適性和節(jié)能性。3個子系統(tǒng)通過信息交換網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)地面控制與車上控制結(jié)合、現(xiàn)地控制與中央控制結(jié)合，構(gòu)成一個以安全設(shè)備為基礎(chǔ)，集行車指揮、運行調(diào)整以及列車駕駛自動化等功能為一體的列車自動控制系統(tǒng)。

2軌道交通信號系統(tǒng)的安全性分析

對于軌道交通信號系統(tǒng)而言，安全性主要是指行車的安全和乘客的人身安全。在列車的行駛過程中，無論是因為設(shè)備出現(xiàn)故障，還是因為電路、軟件出現(xiàn)問題，都可能會影響到列車的正常行駛，而由此造成的誤動或錯誤操作，極有可能造成嚴重的安全事故。為此，在軌道交通信號系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用中，應(yīng)該以故障－安全為原則。在此過程中，需要解決的問題主要包括軌道數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)采集與驅(qū)動以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)热齻€方面的故障－安全問題?？梢圆捎卯斍暗挠嬎銠C技術(shù)，如容錯技術(shù)、故障檢測和診斷技術(shù)以及多重化技術(shù)等，均能夠為提高軌道交通信號系統(tǒng)的安全性提供技術(shù)支持。

2．1ATS系統(tǒng)

在控制中心設(shè)立兩套ATS系統(tǒng)，互為熱備份，即其中的一個系統(tǒng)在線時，另一個系統(tǒng)也在不斷更新其數(shù)據(jù)信息，當出現(xiàn)故障需要切換時，熱備份系統(tǒng)在很短時間內(nèi)完成對軌旁信息的掃描，從而保證系統(tǒng)獲取新的數(shù)據(jù)。各車站和車輛段ATS系統(tǒng)通過冗余配置的網(wǎng)絡(luò)通道和控制中心ATS連接，實現(xiàn)信息交換，以保證某點或某段通信信道發(fā)生故障時，系統(tǒng)仍能正常工作。ATS系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)提供的接口獨立組網(wǎng)，實現(xiàn)信息的安全獨立穩(wěn)定傳輸。ATS采用集中控制的方式，可以減少系統(tǒng)維護工作，并且減少沿線工區(qū)和人員配置。車站自動控制為控制中心自動控制的降級模式，當控制中心設(shè)備故障或者控制中心與車站通信網(wǎng)絡(luò)故障，造成控制中心ATS子系統(tǒng)無法正常工作時，系統(tǒng)自動降級為車站自動工作模式，此時ATS本地系統(tǒng)根據(jù)本地服務(wù)器中存儲的時刻表信息繼續(xù)進行進路自動辦理。

2．2ATP系統(tǒng)

由于ATP系統(tǒng)主要是對列車的設(shè)備和系統(tǒng)進行安全監(jiān)控，因此其安全性設(shè)計應(yīng)該將重點放在保證設(shè)備系統(tǒng)安全上。先，ATP系統(tǒng)可以利用雙層網(wǎng)絡(luò)與全冗余的模式來進行設(shè)計，將系統(tǒng)中的所有設(shè)備都設(shè)置相應(yīng)的冗余接口，并做好備份，以保證系統(tǒng)某個節(jié)點出現(xiàn)故障后系統(tǒng)也可以不受影響而正常運行。其次，編碼軟件也可以利用冗余技術(shù)，且編碼中不可出現(xiàn)循環(huán)語句，這樣是為了保證某個編碼控制程序出現(xiàn)中斷后可以繼續(xù)對系統(tǒng)進行控制，且不會形成死循環(huán)的問題。第三，為了進一步保證系統(tǒng)的安全性與可靠性，對于一些較為重要或者較為容易出現(xiàn)故障的設(shè)備，應(yīng)該進行雙重備份。同時，為了避免強信號對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，還要在電路中設(shè)計一定的防沖擊電路和防干擾措施。這樣才可以很好地保證系統(tǒng)的安全運行。例如地面ATP子系統(tǒng)一般采用“二乘二取二”安全冗余設(shè)計，帶獨立“故障－安全”檢驗的安全冗余系統(tǒng)，其硬件平臺從硬件設(shè)計上采用了“二乘二取二”結(jié)構(gòu)、雙系并行工作的“二乘二取二”安全計算機系統(tǒng)，內(nèi)部通信和外部通信都采用冗余通道設(shè)計。雙系之間采用隔離技術(shù)，對其中一系進行維修與替換不會對另外一系以及其他子系統(tǒng)正常工作有任何影響，任何一個計算機或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不能正常工作，整個系統(tǒng)仍可繼續(xù)正常運行，不會導致其他子系統(tǒng)的無故切換。

2．3ATO系統(tǒng)

作為以地控車的控制系統(tǒng)，ATO系統(tǒng)自動完成對列車的啟動、牽引、巡航、惰行和制動的控制，以較高的速度進行追蹤運行和折返作業(yè)，確保達到設(shè)計間隔及旅行速度。當其因故障無法自動運行，應(yīng)該能夠盡快轉(zhuǎn)入人工操作的程序中，以保證列車安全運行。同時，在系統(tǒng)的運行中需要大量的實時數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)該先循環(huán)傳送。為了保證行駛中的列車和地面工作站點之間可以隨時聯(lián)系溝通，在列車出站之前，要對ATO系統(tǒng)進行檢查，尤其是要對接口處進行仔細檢查，以保證系統(tǒng)的安全工作。ATO系統(tǒng)主要與列車控制系統(tǒng)非安全性的功能相關(guān)，深圳地鐵7號線車載ATO子系統(tǒng)在車頭、車尾各設(shè)置一套，單套ATO子系統(tǒng)采取雙機熱備的冗余架構(gòu)，若一系出現(xiàn)故障，可自動切換為備機工作。

3軌道交通信號系統(tǒng)的可靠性分析

對于系統(tǒng)可靠性要求，目前一般以平均功能故障間隔時間(MeanTimeBetweenFunctionalFailure，MTBFF)和平均故障間隔時間(MeantimeBetweenFailure，MTBF)兩個參數(shù)作為定量可靠性性分析指標。規(guī)定系統(tǒng)的MTBFF應(yīng)考慮影響系統(tǒng)完成規(guī)定功能的所有故障，系統(tǒng)的MTBF則既包括影響系統(tǒng)功能的故障，也包括不影響系統(tǒng)功能完成(例如由于設(shè)備冗余)的所有故障?？紤]實際應(yīng)用系統(tǒng)的特點，在對現(xiàn)場的城市軌道交通信號系統(tǒng)評估時，MTBF作為基本可靠性的特征量，應(yīng)反映出系統(tǒng)對維修人力、費用及備品備件的需求。如果一個系統(tǒng)基本可靠度低，即便任務(wù)可靠度滿足要求，也會導致該系統(tǒng)維護成本太高，不能說該系統(tǒng)是一個可靠的系統(tǒng)。因為，只要有設(shè)備故障，即使由于設(shè)備采用冗余并沒有影響系統(tǒng)功能的完成，卻仍馬上需要有維修人員進行診斷、維修或更換備件。而軟件故障是指軟件設(shè)計的缺陷在一定的運行條件下，導致系統(tǒng)運行中出現(xiàn)可感知的不正常、不正確和不按規(guī)范執(zhí)行的狀態(tài)。任何軟件內(nèi)部缺陷引起的錯誤，不在用戶維修范疇內(nèi)，并且用戶也無法維修，因而考慮軟件故障，并不能考察出系統(tǒng)對維修人力、費用和備品備件的需求。因此，針對城市軌道交通信號系統(tǒng)，MTBF應(yīng)主要考慮硬件故障。MTBFF則應(yīng)綜合考慮硬件故障與軟件錯誤，考察系統(tǒng)在規(guī)定的任務(wù)剖面中完成規(guī)定功能的能力。隨著現(xiàn)代信號系統(tǒng)中采用計算機(包括微機、單片機)越來越廣泛，由軟件來承擔安全和可靠性需求的比重越來越大，因而軟件的可靠性在完成系統(tǒng)功能方面往往起著關(guān)重要的作用。實際運行的故障統(tǒng)計也表明，由于軟件缺陷引起的系統(tǒng)功能失效約占故障總數(shù)的70%。因此，只有綜合考慮軟件故障和硬件故障，才能全面準確地衡量系統(tǒng)完成規(guī)定任務(wù)的可靠度。綜上所述，信號系統(tǒng)可靠性指標可以參考相關(guān)標準，明確MTBF主要考慮硬件故障以衡量系統(tǒng)對維修人力、費用及其備品備件的要求;MTBFF綜合考慮軟件和硬件故障，以便準確考察系統(tǒng)完成規(guī)定功能的能力。例如在城市軌道交通中，由于ATP系統(tǒng)在正常駕駛模式下使用是惟一能連續(xù)控制列車運行，并長期確保列車安全運行的駕駛模式。降級駕駛模式是ATP系統(tǒng)出現(xiàn)故障情況下，在限速條件以人工駕駛來降低列車運行風險所采用的一種駕駛模式。不過，該模式并不能避免所有風險，所以要求正常駕駛模式必須非常穩(wěn)定可靠，以盡量減少采用降級駕駛模式。鑒于上述因素，在國外城市軌道交通工程中，提出ATP系統(tǒng)正常駕駛模式的可靠性必須高于99．99%。參考相關(guān)的技術(shù)標準，計軸設(shè)備平均*工作時間≥1.75×105h;BTM天線≥2．5×105h;雷達傳感器在40℃環(huán)境溫度下，平均*時間≥1．66×105h;速度傳感器平均*時間≥1×105h。

4軌道交通信號系統(tǒng)安全性與可靠性的關(guān)系

信號系統(tǒng)的安全性與可靠性相輔相成，并且相互影響。可靠性是衡量系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)、規(guī)定的條件下完成規(guī)定功能的能力，而系統(tǒng)的安全性是衡量系統(tǒng)在發(fā)生故障時不致產(chǎn)生危險側(cè)輸出的能力，二者密不可分。系統(tǒng)的可靠性越高，其發(fā)生故障的概率越小;系統(tǒng)的安全性越高，發(fā)生故障時產(chǎn)生危險側(cè)輸出的概率也就越小。

BAUMER堡盟 11069356 Kupplung CPS37 K/K L=24-12/11

BAUMER堡盟 11115076 BHG 16.25W1000-B2-A

BAUMER堡盟 11063087 ITD 40 A 4 Y110  200 H NI D2SR12 H 15

BAUMER堡盟 11112734 EIL580-TT12.5BN.02048.A

BAUMER堡盟 11032343 GXM1W.B2041A9900

BAUMER堡盟 11029844 G0356.125C570

BAUMER堡盟 11032137 GM401.B101102

BAUMER堡盟 11029384 F 514.600BA8B

BAUMER堡盟 11090107 ITD 40 A 4      2048 H NI KR1    E 14

BAUMER堡盟 11069363 Kupplung CPS37 K/K L=24-14/11

BAUMER堡盟 11052664 GI352.B71B113

BAUMER堡盟 10166356 BHG 1P.05A320000-B2-A

BAUMER堡盟 11098176 ITD22H00 SIL 1024 M NI S21SG8 E 12 IP65

BAUMER堡盟 11029427 F 523.030BB3C

BAUMER堡盟 11041073 BRIH 40D1605A00512E69

BAUMER堡盟 11032556 GXMMW.A205P33

BAUMER堡盟 11031904 GI356.B70C311

BAUMER堡盟 10161900 BRID 58S1605A02048B2A

BAUMER堡盟 11101636 GE355.A703141

BAUMER堡盟 11032301 GXM1W.02031B9B00

BAUMER堡盟 11088495 BMSK 30S1G24C10/00089

BAUMER堡盟 11102036 GBMMS.0208EA2

BAUMER堡盟 11030148 GA240.A12C102

BAUMER堡盟 10140596 BFG 1G.24K360-E2-9

BAUMER堡盟 11107025 EIL580-TT15.5RN.00500.A

BAUMER堡盟 11031804 GI356.170R035000

BAUMER堡盟 11084275 ITD 21 A 4 Y10 10000 T NI D2SR12 S 14

BAUMER堡盟 11060477 ITD 21 A 4 Y56  2048 H NI KR1   E 14 IP5

BAUMER堡盟 11032310 GXM1W.02041A8500

BAUMER堡盟 11046818 ITD 21 A 4 Y28  4096 T NI KR1   S 12

BAUMER堡盟 11033829 U 220.010A13D

BAUMER堡盟 11063304 ITD 40 A 4 Y90  1024 T NI KR2   S 15

BAUMER堡盟 10128818 NE210.042AXA1

BAUMER堡盟 11031281 GI355.0704135

BAUMER堡盟 11029301 F 364.640AA9B

BAUMER堡盟 11029473 F 544.640AA9B

BAUMER堡盟 11046625 GI355.072C316

BAUMER堡盟 11084706 Z 163.Z013

BAUMER堡盟 11072817 S2BG12 mit Kabel-sw03 NIm-100000

BAUMER堡盟 10142103 BHG 16.24K1024-E2-A

BAUMER堡盟 11124381 ITD89H00  8192 H NI KR5   E  70 IP67

BAUMER堡盟 11059590 ITD 21 B10 Y 3  1024 H NI D2SR12 S 11

BAUMER堡盟 11060879 ITD 2  B14 Y52    18 H AX KR1  S 12 IP65

BAUMER堡盟 11029851 G0356.175C273

BAUMER堡盟 11030392 GE355.A223123

BAUMER堡盟 11033664 NE230.012AX01

BAUMER堡盟 11030944 GI330.122C323

BAUMER堡盟 11063233 ITD 01 B14       360 H NI KR1   S  4

BAUMER堡盟 11034281 Z 165.D05

BAUMER堡盟 11113765 EIL580-TT12.5FH.02500.A

BAUMER堡盟 10142337 Z 131.A01

BAUMER堡盟 11098735 ITD49H00  1024 T BI KR1   E 19 IP67

BAUMER堡盟 11061665 ATD 4S A 4 Y 1 13/12 PS GR D2SR16R S 14

BAUMER堡盟 11031043 GI342.A70S115

BAUMER堡盟 11032470 GXMMS.1205P32

BAUMER堡盟 11050430 GXAMW.A203EA2

BAUMER堡盟 11116875 BDH 16.24K5000-10-4

BAUMER堡盟 11039333 H 300.010B01B

BAUMER堡盟 10128725 NE216.023AX01

BAUMER堡盟 11099232 G0356.1754180

BAUMER堡盟 11102693 EIL580-SC10.7LQ.02048.A

BAUMER堡盟 11060514 ITD 70 A 4 Y 7  1024 T NI KR1   S 50

BAUMER堡盟 10127160 G 305.2101AA4

BAUMER堡盟 11031433 GI355.A224235

BAUMER堡盟 11031705 GI356.122C339

BAUMER堡盟 11062425 ITD 40 A 4 Y84  2048 H NI KR3   S 20

BAUMER堡盟 11051584 GI332.470C315

BAUMER堡盟 11090103 BHW 1P.05A320000-BP-5

BAUMER堡盟 11031074 GI342.C707140

BAUMER堡盟 11112723 BHF 16.24K30-E2-9

BAUMER堡盟 10124170 NE215.112AX01

BAUMER堡盟 11047300 GI356.1724148

BAUMER堡盟 11031883 GI356.B704123

BAUMER堡盟 11047968 GI331.1704141

BAUMER堡盟 11092470 BMMV 30S1G05C12/13C54

BAUMER堡盟 11030019 G1MMH.2205P32

BAUMER堡盟 11031244 GI355.0703122

現(xiàn)貨供應(yīng)編碼器EIL580-TT14.5RQ.01024.A

現(xiàn)貨供應(yīng)編碼器EIL580-TT14.5RQ.01024.A

軌道交通系統(tǒng)作為大容量的公共交通工具，其安全性直接關(guān)系到廣大乘客的生命安全。信號系統(tǒng)作為保證列車運行安全，實現(xiàn)行車指揮和列車運行現(xiàn)代化，提高運輸效率的關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備，在軌道交通系統(tǒng)中有舉足輕重的地位，通常由列車自動控制系統(tǒng)(AutomaticTrainControl，簡稱ATC)組成。ATC系統(tǒng)包括列車自動監(jiān)控系統(tǒng)(AutomaticTrainSupervision，簡稱ATS)、列車自動防護子系統(tǒng)(AutomaticTrainProtection，簡稱ATP)、列車自動運行系統(tǒng)(AutomaticTrainOperation，簡稱ATO)。其中，ATP主要對行駛中的列車進行監(jiān)控和安全防護，避免其出現(xiàn)聯(lián)鎖備或自身系統(tǒng)中出現(xiàn)問題故障而影響列車運行安全。ATS對列車的實際運行情況進行監(jiān)督與控制，可使行車調(diào)度工作者對整個線路的列車進行全面、系統(tǒng)、完整的管理。ATO則通過分析地面情況來對列車進行控制，避免列車在行駛中突然加速或減速，提高列車運行的舒適性和節(jié)能性。3個子系統(tǒng)通過信息交換網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)地面控制與車上控制結(jié)合、現(xiàn)地控制與中央控制結(jié)合，構(gòu)成一個以安全設(shè)備為基礎(chǔ)，集行車指揮、運行調(diào)整以及列車駕駛自動化等功能為一體的列車自動控制系統(tǒng)。

2軌道交通信號系統(tǒng)的安全性分析

對于軌道交通信號系統(tǒng)而言，安全性主要是指行車的安全和乘客的人身安全。在列車的行駛過程中，無論是因為設(shè)備出現(xiàn)故障，還是因為電路、軟件出現(xiàn)問題，都可能會影響到列車的正常行駛，而由此造成的誤動或錯誤操作，極有可能造成嚴重的安全事故。為此，在軌道交通信號系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用中，應(yīng)該以故障－安全為原則。在此過程中，需要解決的問題主要包括軌道數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)采集與驅(qū)動以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)热齻€方面的故障－安全問題?？梢圆捎卯斍暗挠嬎銠C技術(shù)，如容錯技術(shù)、故障檢測和診斷技術(shù)以及多重化技術(shù)等，均能夠為提高軌道交通信號系統(tǒng)的安全性提供技術(shù)支持。

2．1ATS系統(tǒng)

在控制中心設(shè)立兩套ATS系統(tǒng)，互為熱備份，即其中的一個系統(tǒng)在線時，另一個系統(tǒng)也在不斷更新其數(shù)據(jù)信息，當出現(xiàn)故障需要切換時，熱備份系統(tǒng)在很短時間內(nèi)完成對軌旁信息的掃描，從而保證系統(tǒng)獲取新的數(shù)據(jù)。各車站和車輛段ATS系統(tǒng)通過冗余配置的網(wǎng)絡(luò)通道和控制中心ATS連接，實現(xiàn)信息交換，以保證某點或某段通信信道發(fā)生故障時，系統(tǒng)仍能正常工作。ATS系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)提供的接口獨立組網(wǎng)，實現(xiàn)信息的安全獨立穩(wěn)定傳輸。ATS采用集中控制的方式，可以減少系統(tǒng)維護工作，并且減少沿線工區(qū)和人員配置。車站自動控制為控制中心自動控制的降級模式，當控制中心設(shè)備故障或者控制中心與車站通信網(wǎng)絡(luò)故障，造成控制中心ATS子系統(tǒng)無法正常工作時，系統(tǒng)自動降級為車站自動工作模式，此時ATS本地系統(tǒng)根據(jù)本地服務(wù)器中存儲的時刻表信息繼續(xù)進行進路自動辦理。

2．2ATP系統(tǒng)

由于ATP系統(tǒng)主要是對列車的設(shè)備和系統(tǒng)進行安全監(jiān)控，因此其安全性設(shè)計應(yīng)該將重點放在保證設(shè)備系統(tǒng)安全上。先，ATP系統(tǒng)可以利用雙層網(wǎng)絡(luò)與全冗余的模式來進行設(shè)計，將系統(tǒng)中的所有設(shè)備都設(shè)置相應(yīng)的冗余接口，并做好備份，以保證系統(tǒng)某個節(jié)點出現(xiàn)故障后系統(tǒng)也可以不受影響而正常運行。其次，編碼軟件也可以利用冗余技術(shù)，且編碼中不可出現(xiàn)循環(huán)語句，這樣是為了保證某個編碼控制程序出現(xiàn)中斷后可以繼續(xù)對系統(tǒng)進行控制，且不會形成死循環(huán)的問題。第三，為了進一步保證系統(tǒng)的安全性與可靠性，對于一些較為重要或者較為容易出現(xiàn)故障的設(shè)備，應(yīng)該進行雙重備份。同時，為了避免強信號對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，還要在電路中設(shè)計一定的防沖擊電路和防干擾措施。這樣才可以很好地保證系統(tǒng)的安全運行。例如地面ATP子系統(tǒng)一般采用“二乘二取二”安全冗余設(shè)計，帶獨立“故障－安全”檢驗的安全冗余系統(tǒng)，其硬件平臺從硬件設(shè)計上采用了“二乘二取二”結(jié)構(gòu)、雙系并行工作的“二乘二取二”安全計算機系統(tǒng)，內(nèi)部通信和外部通信都采用冗余通道設(shè)計。雙系之間采用隔離技術(shù)，對其中一系進行維修與替換不會對另外一系以及其他子系統(tǒng)正常工作有任何影響，任何一個計算機或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不能正常工作，整個系統(tǒng)仍可繼續(xù)正常運行，不會導致其他子系統(tǒng)的無故切換。

2．3ATO系統(tǒng)

作為以地控車的控制系統(tǒng)，ATO系統(tǒng)自動完成對列車的啟動、牽引、巡航、惰行和制動的控制，以較高的速度進行追蹤運行和折返作業(yè)，確保達到設(shè)計間隔及旅行速度。當其因故障無法自動運行，應(yīng)該能夠盡快轉(zhuǎn)入人工操作的程序中，以保證列車安全運行。同時，在系統(tǒng)的運行中需要大量的實時數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)該先循環(huán)傳送。為了保證行駛中的列車和地面工作站點之間可以隨時聯(lián)系溝通，在列車出站之前，要對ATO系統(tǒng)進行檢查，尤其是要對接口處進行仔細檢查，以保證系統(tǒng)的安全工作。ATO系統(tǒng)主要與列車控制系統(tǒng)非安全性的功能相關(guān)，深圳地鐵7號線車載ATO子系統(tǒng)在車頭、車尾各設(shè)置一套，單套ATO子系統(tǒng)采取雙機熱備的冗余架構(gòu)，若一系出現(xiàn)故障，可自動切換為備機工作。

3軌道交通信號系統(tǒng)的可靠性分析

對于系統(tǒng)可靠性要求，目前一般以平均功能故障間隔時間(MeanTimeBetweenFunctionalFailure，MTBFF)和平均故障間隔時間(MeantimeBetweenFailure，MTBF)兩個參數(shù)作為定量可靠性性分析指標。規(guī)定系統(tǒng)的MTBFF應(yīng)考慮影響系統(tǒng)完成規(guī)定功能的所有故障，系統(tǒng)的MTBF則既包括影響系統(tǒng)功能的故障，也包括不影響系統(tǒng)功能完成(例如由于設(shè)備冗余)的所有故障。考慮實際應(yīng)用系統(tǒng)的特點，在對現(xiàn)場的城市軌道交通信號系統(tǒng)評估時，MTBF作為基本可靠性的特征量，應(yīng)反映出系統(tǒng)對維修人力、費用及備品備件的需求。如果一個系統(tǒng)基本可靠度低，即便任務(wù)可靠度滿足要求，也會導致該系統(tǒng)維護成本太高，不能說該系統(tǒng)是一個可靠的系統(tǒng)。因為，只要有設(shè)備故障，即使由于設(shè)備采用冗余并沒有影響系統(tǒng)功能的完成，卻仍馬上需要有維修人員進行診斷、維修或更換備件。而軟件故障是指軟件設(shè)計的缺陷在一定的運行條件下，導致系統(tǒng)運行中出現(xiàn)可感知的不正常、不正確和不按規(guī)范執(zhí)行的狀態(tài)。任何軟件內(nèi)部缺陷引起的錯誤，不在用戶維修范疇內(nèi)，并且用戶也無法維修，因而考慮軟件故障，并不能考察出系統(tǒng)對維修人力、費用和備品備件的需求。因此，針對城市軌道交通信號系統(tǒng)，MTBF應(yīng)主要考慮硬件故障。MTBFF則應(yīng)綜合考慮硬件故障與軟件錯誤，考察系統(tǒng)在規(guī)定的任務(wù)剖面中完成規(guī)定功能的能力。隨著現(xiàn)代信號系統(tǒng)中采用計算機(包括微機、單片機)越來越廣泛，由軟件來承擔安全和可靠性需求的比重越來越大，因而軟件的可靠性在完成系統(tǒng)功能方面往往起著關(guān)重要的作用。實際運行的故障統(tǒng)計也表明，由于軟件缺陷引起的系統(tǒng)功能失效約占故障總數(shù)的70%。因此，只有綜合考慮軟件故障和硬件故障，才能全面準確地衡量系統(tǒng)完成規(guī)定任務(wù)的可靠度。綜上所述，信號系統(tǒng)可靠性指標可以參考相關(guān)標準，明確MTBF主要考慮硬件故障以衡量系統(tǒng)對維修人力、費用及其備品備件的要求;MTBFF綜合考慮軟件和硬件故障，以便準確考察系統(tǒng)完成規(guī)定功能的能力。例如在城市軌道交通中，由于ATP系統(tǒng)在正常駕駛模式下使用是惟一能連續(xù)控制列車運行，并長期確保列車安全運行的駕駛模式。降級駕駛模式是ATP系統(tǒng)出現(xiàn)故障情況下，在限速條件以人工駕駛來降低列車運行風險所采用的一種駕駛模式。不過，該模式并不能避免所有風險，所以要求正常駕駛模式必須非常穩(wěn)定可靠，以盡量減少采用降級駕駛模式。鑒于上述因素，在國外城市軌道交通工程中，提出ATP系統(tǒng)正常駕駛模式的可靠性必須高于99．99%。參考相關(guān)的技術(shù)標準，計軸設(shè)備平均*工作時間≥1.75×105h;BTM天線≥2．5×105h;雷達傳感器在40℃環(huán)境溫度下，平均*時間≥1．66×105h;速度傳感器平均*時間≥1×105h。

4軌道交通信號系統(tǒng)安全性與可靠性的關(guān)系

信號系統(tǒng)的安全性與可靠性相輔相成，并且相互影響?？煽啃允呛饬肯到y(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)、規(guī)定的條件下完成規(guī)定功能的能力，而系統(tǒng)的安全性是衡量系統(tǒng)在發(fā)生故障時不致產(chǎn)生危險側(cè)輸出的能力，二者密不可分。系統(tǒng)的可靠性越高，其發(fā)生故障的概率越小;系統(tǒng)的安全性越高，發(fā)生故障時產(chǎn)生危險側(cè)輸出的概率也就越小。