城市轨道交通信号系统答应器设计.docx

城市轨道交通信号系统答应器设计应答器也称信标，它也是信号系统的基础设备，随着ATC系统的普及，应答器在城市轨道交通得到广泛的应用。不同的应答器应用于不同的信号制式，而且称呼也不相同；而且有”有源应答器“和“无源应答器”之分，也称之为”有源信标“和“无源信标”。在点式ATP子系统中，利用设置在每个车站出站信号机处的应答器，向列车传送ATP信息；在基于模拟轨道电路的ATC系统中，利用设于区间和车站的应答器(也称为标志器)，实现列车在车站的程序对位停车控制；在基于”距离定位”制式的ATC系统用无源应答器进行列车定位校核，有源应答器用于车地信息交换。CBTC系统中无源应答器主要用于列车定位校准，而有源应答器主要用于信号后备系统中向列车传送点式信息。应答器由地面、车载两部分设备构成。如图413所示。图4-13地面应答器和车载应答器的动作示意图1 .地面应答器设备信号系统为每一个地面应答器分配一个固定的坐标；地面应答器的主要功能是：接收车载应答器天线传递的载频能量和向车载天线发送数据信息。地面应答器是一种可以发送数据报文的高速数据传输设备。地面应答器应能提供上行数据链路,实现地对车的数据传输。地面应答器应具有足够的、可用的固定信息容量，当与地面电子单元连接时，能提供实时可变的数据信息。(1)地面电子单元(LEU)地面电子单元是一种数据采集与处理单元，当有数据变化时(例如信号显示改变等)，将改变后的数据，形成报文传送给应答器进行发送。(2)地面应答器地面应答器有无源应答器和有源应答器两种；无源应答器向列车传送的固定的信息；而有源应答器一般都与地面电子单元连接，通过连接的地面电子单元,可实时更新地面有源应答器中存储的数据。地面无源应答器通过接受车载应答器天线传递的载频能量，获得电能量，使地面应答器中的信号发生器工作，然后将事先存储于地面应答器中的数据发送车载天线。当车载应答器天线在有效作用范围内时，地面应答器需发送连续的信息。应答器发送的信息形成一个无缝的报文信息流，该报文由同步码、有效信息以及校验码组成。一个应答器只能发送一种长度的报文。无源应答器向列车传送固定的数据信息，以告知列车已经到达线路的某一个固定的位置，例如：告知列车已经接近车站，列车进入自动对位停车程序；又如：列车收到某一个信标信息，列车可以自动校正定位的误差。城市轨道交通无源应答器的使用例图如下图所示。可变编码的有源应答器内的数据报文，是随外部控制条件产生变化。列车接近到应答器的一定距离时，地面应答器内的数据应该保持不变。有的城市轨道交通在车站的出站信号机处，设置的出站有源应答器，它根据车站联锁确定的列车发车进路状况，向列车传送包括列车运行方向及进路状态等信息。城市轨道交通有源应答器的使用例图如图4-14所示。有源应答器无源应答器图4-14有源应答器和无源应答器示意图2 .车载应答器设备每个地面应答器对应于线路的某一个固定的坐标，所以列车收到地面应答器信息可以对列车行走里程进行精确的定位及校正。列车收到前一个地面应答器的信息后，可判断该应答器的特性、位置。这些信息特性包括：地面应答器所处的位置、位置参数的精度、列车的运行方向等；如果接收到的地面应答器的信息与预期的不同，车载应答器解码设备应有相应的表示或相应的输出，以便车载ATP设备做出相应的反应，并采取相应的安全措施。车载接收器的主要功能：发送地面应答器需要的能量；接收来自地面应答器的信息；分析接收到的数据流，找出完整的报文、形成处理好的无错码报文、确定定位参考点、从车上向地面发送包括检查码在内的各种信息。车载应答器设备包括：车载天线、解码器、载频发生器与功率放大器等。车载天线是一个双工的收发天线，既要向地面发送激活地面应答器的功率载波、还要接受地面应答器发送的数据报文。载频发生器与功率放大器，用于产生激活地面应答器所需的载频能量，并通过车载天线传递给地面应答器。车载解码器是用于对地面应答器的数据进行处理的模块，由微处理器、滤波器和其他相关单元组成。解码器用于对地面应答器信息的接收、滤波、数字解调与处理，经处理的数据通过相应的接口，传送至相关的设备，如车载ATP设备，司机显示单元或无线设备。