IEEE标准_1474.1_CBTC性能和功能需求分析

IEEE标准_1474.1_CBTC性能和功能需求分析——本人研究CBTC时翻译过来的，希望对大家有用摘要：CBTC系统的性能和功能需求分析立足于本标准。CBTC系统是一个不依赖于轨道电路、利用高分辨率列车定位的、连续的列车自动控制系统；连续的、高容量的列车—轨旁双向数据通信；车载和轨旁处理器有执行自动列车防护（ATP）的功能、可选择的自动列车运行（ATO）功能和自动列车监控（ATS）功能。除CBTC的功能需求之外，本标准还定义了CBTC系统的间隔时间准则、系统安全准则、系统可用性准则。本标准适用于包括自动化的旅客捷运系统的运输应用的所有领域。关键词：自动化、通信、信号、列车控制1.综述本标准确立了CBTC系统的性能和功能需求，分为6部分。第一部分描述了本标准的适用范围和目的。第二部分列举了标准中应用过的参考文献。第三部分规定了一些以前未曾有过或者为应用于本标准而做出过修改的定义。第四部分定义了CBTC系统的一般运营需求，包括支持的列车运行模式。第五部分定义了CBTC系统的性能需求，包括间隔时间准则、系统安全准则、系统可用性准则。第六部分定义了CBTC系统的功能需求，包括自动列车防护（ATP）功能、可选择的自动列车运行（ATO）功能和自动列车监控（ATS）功能。1.1适用范围本标准确立了一套对于使用CBTC系统时提高性能、可用性、运营水平和列车防护水平所必须的性能和功能需求。1.2目的在此之前并没有令人满意的独立标准定义CBTC系统的性能和功能需求。本标准将提高CBTC系统的性能、可用性、运营水平和列车防护水平，并且将促进新的CBTC应用。1.3当前应用除了司法所有权特别要求之处，现存的CBTC设施和本标准公布以前就在进行中的工程不需要遵守新的或改进的本标准的需求。2.参考文献略3.缩写词、首字母缩略和定义3.1定义3.1.1司法权略3.1.2旅客捷运系统（APMs）：一种全自动运营、有向导的运输模式，有专用通信权的有轨车辆在其中占有重要地位。3.1.3自动列车控制（ATC）：用于自控控制列车运转，保证行车安全，指挥列车运行。ATC必须包含ATP，可能包含ATS或ATO。3.1.4自动列车运行（ATO）：ATC的子系统，执行所有速度调节、计划内停车、车门控制、性能水平管理功能，或者其他分配给驾驶员的功能。3.1.5自动列车防护（ATP）：ATC的子系统，通过综合列车探测、列车间隔、联锁技术，防止碰撞、超速和其他有危险的情况发生，保障故障—安全。3.1.6自动列车监督（ATS）：ATC的子系统，监控列车，调整单列车的运行以维护整个时刻表，并且提供数据调整服务以使由于不能按计划正常行车而造成的麻烦最小化。注：ATS子系统也代表性地包括手动和自动排路功能。3.1.7辅助轨旁系统（auxiliarywaysidesystem）：备用或次要的列车控制系统，可为未配备车载CBTC设备和/或部分或全部车载CBTC设备无效的列车实现全部或部分ATP功能做好准备。辅助轨旁系统可包括车载设备，也可提供轨道损坏探测功能。3.1.8基础运行机组：（A）为独立运行而设计的单一车辆。（B）为独立运行，包含两辆或两辆以上、一种或多种车辆，永久或半永久的组合。3.1.9紧急制动：故障—安全，开环的制动到完全停止，考虑所有的相关因素后又一个确定的最大停车距离。一旦制动开始，就是不可逆的（直到列车停下或者预定的时间已经过去）。3.1.10常规制动：非紧急制动应用，获得（最大）刹车率与刹车系统的设计一致，在主控制之下可补偿。3.1.11车辆：参见vehicle。3.1.12民用速度限制：每个轨道区段的最大速度授权主要取决于曲度、剖面、结构。3.1.13基于通信的列车控制（CBTC）：一个连续的ATC系统，利用高分辨率的列车定位，不依赖轨道电路；连续的、高容量、双向列车—轨旁数据通信；车载和轨旁处理器有执行重要功能的能力。3.1.14轨道交通通勤者：一种轨道交通乘客服务，运营于综合铁路系统的大都市部分。这项业务，主要针对于通勤者，一般作为公有或某一铁路公司所有的局部系统的一部分运行，也是它所有服务中的一部分。3.1.15组成：一列列车中单独的单元的组成或构成（数目和特性一致）。3.1.16停站时间：一个运输单元（车辆或列车）停留在某一站的时间，以其停靠和启动时间间隔计算。3.1.17故障—安全：一种适用于安全认证系统的设计原则。如果硬件故障或者软件错误，系统将被禁止僭越到或维持在一个非安全状态，或者系统将直接导向一个已知的安全状态。3.1.18时间间隔：方向相同的车辆或列车的前端依次驶过相同的线路或轨道时的时间间隔。3.1.19重轨运输：一种快速轨道运输模式，一般以充分的等级划分建设为特点，最低水准的车辆对专有通行权和站台起作用。3.1.20联锁：在铁路线路交叉、连接、分离等处，道岔、锁闭终端、信号设备的布置。这些设备是相互关联的，它们必须按照预先定义好的顺序依次运转，从而防止迎面的或相冲突的列车动作。3.1.21轻轨运输：一种以拥有专有路权运营、街道行驶、中央保留行驶、平面交叉并且在轨道和车辆最低水准装卸乘客为特点的轨道运行方式。3.1.22主控制：车载设备或系统直接为列车提供控制信号。3.1.23移动授权：列车按给定方向运行进入某一特定轨道区段的授权。在CBTC系统中，通过移动授权的分配、监督和执行来保证安全的行车间隔，并且通过联锁来实现防护。3.1.24冗余：以系统中某一实体多个存在的手段来完成指定的功能。3.1.25可靠性：在特定的一段时间以及工作条件下，系统以设计参数无故障执行其预期功能的概率。3.1.26安全制动模式：列车从减速到完全停止的性能的分解表述，要综合考虑最坏影响因素和故障情况。CBTC列车要停车在安全制动距离之内。3.1.27安全性评估：（A）应用于某个系统或功能的术语，正确的执行结果苛求于人员和设备安全。（B）应用于某个系统或功能的术语，错误的执行结果可能导致危险。注：重要功能是安全评估后的功能的子集。3.1.28自显故障：对系统运行有影响的故障会立即明显的表现出来。3.1.29服务税收：（A）运输服务不包括免费乘坐或津贴。（B）任何旅客远行服务计划。3.1.30系统安全：应用工程学、管理原则、标准，在操作效力约束下优化各个安全性方面的技术、时间以及贯穿系统寿命周期各个阶段的成本。3.1.31系统安全计划：系统安全管理的组合任务和活动以及提高运营效力的系统安全工程，以一个及时的、符合成本效益的方式贯穿系统生命周期完善系统安全需求。3.1.32列车：由一辆或多辆基础运行机组组成。3.1.33单元：见：基本运行机组3.1.34车辆：一种可通过导轨运送人或物体的陆地运输工具，具有结构完整性大体的机械完整性，但是未必为独立运行所设计。3.1.35重要功能：安全评估系统中的一项功能，必须以故障—安全方式去执行。3.2缩略词和首字母缩写APM旅客捷运系统APTA美国公共交通协会AREMA美国铁路保养和工程协会ASCE美国土木工程师协会ATC自动列车控制ATO自动列车运行ATP自动列车防护ATS自动列车监督CBTC基于通行的列车控制GEBR有保证紧急制动率MTBF平均无故障时间MTBFF平均功能无故障时间MTBHE平均危险时间时间MTTR平均修复时间MTTRS平均修复服务时间O&SHA操作&危险分析支持PHA危险预分析SHA系统危险分析SSHA子系统危险分析SSPP系统安全计划设计4.通用需求4.1CBTC系统的特征一个CBTC系统的主要特征包括以下几点：a)不依靠轨道电路、高精度的列车定位b)连续的、大容量的双向车-地数据通信c)车载和轨旁计算机执行安全功能4.2CBTC系统的分类该标准认定不同配置的CBTC系统是可能的，取决于特定的应用。例如，一个CBTC系统可能是：a)只提供ATP功能，没有ATO和ATS功能b)提供ATP功能，同样也提供一定的ATS和ATO功能，能够满足特定应用的操作需求c)是既定应用的唯一列车控制系统，或者可能与其它辅助轨旁系统一同工作一个典型的功能结构框图见附录B。4.3适用范围该标准定义的CBTC系统的性能和功能需求可以满足所有线路应用，包括轻轨、重轨和通勤铁路；该标准也能够用于其它线路应用如旅客捷运系统，如果配置ATC的话。该标准的内容是针对不同设备提供商从功能上和互用性上进行分层，在一定程度上能更易使用。所有的CBTC系统都应包括ATP功能。4.4列车配置一个CBTC系统应当能够支持不同的列车类型，包括以下：a)由一个或多个基本单位组成的固定长度的、单方向的列车b)由一个或多个基本单位组成的固定长度的、双方向的列车c)可变长度的、单方向的列车d)可变长度的、双方向的列车一个CBTC系统能够支持混跑类型列车4.5Trainoperatingmodes4.5列车操作模式CBTC-equippedtrainsmaybeoperatedbyeitherasinglepersonoramulti-personcrew.ACBTCsystemmayalsoberequiredtosupportoperationoftrainswithoutcrews.装备CBTC系统的列车可以由一个人或者多人操作，同样能够支持无人驾驶。Foroperationoftrainswithcrews,thetrainoperatorwilltypicallybestationedintheleadcarofthetrainandwillberesponsibleformovingthetrainfromstationtostation.Withamulti-personcrew,theconductor(s)willnormallyoperatefromconductorposition(s)withinthetraintooperatethetrain’sdoors.ACBTCsystemshallsupportsingle-persontrainoperationbycombiningtheconductorandtrainoperatordisplayinformationonthetrainoperator’sdisplay.Formulti-personcrews,conductordisplayinformationshallalsobeprovidedonseparateconductordisplays.列车由多人经营时，司机坐在驾驶室里，负责驾驶列车。乘务员通常负责车门。CBTC系统也可以由一个人经营，此时乘务员和驾驶员的职务由一个人充当。Forthepurposesofthisstandard,operationoftrainswithoutcrewsincludesbothunattendedanddriverlesstrainoperations.Withunattendedtrainoperations,therewouldnormallybenocrewmemberonboardthetrain.Withdriverlesstrainoperations,theremaybeacrewmemberonboardthetrain,butnormallynotinthedrivingcab.Thiscrewmember,ifpresent,wouldnormallyhavenoresponsibilityforoperationofthetrainexceptforfailurerecovery.在该标准中，列车无人驾驶包括无人值守和无驾驶操作。对于无人值守，通常车上没有乘务人员。对于无驾驶操作，通常是车上有乘务人员，但是不在驾驶室，也不负责驾驶列车，除非故障恢复。CBTC-equippedtrains(includingCBTC-equippedmaintenancevehicles)shallbecapableofoperatinginvariousmodes,dependingonwhetherthetra