智能交通和轨道交通自动控制技术

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城市轨道交通(地铁)正在我国各大中城市蓬勃发展,成为解决城市交通拥塞的有效途径。要保证轨道交通的正常运营,核心就是信号系统,它在可靠性和安全性方面有着非常严苛的要求。信号系统也叫ATC(自动列车控制系统),它包括基于微机的联锁系统(CBI)、自动列车防护系统(ATP)、自动列车驾驶系统(ATO)和自动列车监督系统(ATS)。联锁系统能够确保轨道区间列车占用、道岔和红绿灯信号之间正确的逻辑关系。自动列车防护系统能够确保列车的安全行车间隔和安全行车速度,确保列车在各种各样的异常情况出现时,能够及时地采取紧急制动等防护措施。自动列车驾驶系统能够按照设定的速度和行车计划自动控制列车的操作和行驶。ATS则能够在中央调度室中对全线路的列车运行进行监督调度,制定列车运行计划。本研究室和上市企业合作,联合研发了CBTC(基于通信的列控系统)城市轨道交通信号系统,国内首次通过了全部子系统的国际安全认证,得到了成功应用。

在轨道交通、航空航天、核电站、石油化工等关键领域,系统的失效会导致严重的后果,会使人的生命和财产以及环境遭受重大损失,这些领域的控制系统必须是可靠性安全性非常高的系统,成为安全苛求系统。对于安全苛求系统,基于一般的工业控制计算机是无法实现的,因为任何器件、软件和系统都有可能会失效,需要采用专门设计的故障-安全计算机。本研究室在国内高校唯一开设了专门的故障-安全计算机课程。研制了基于二乘二取二和三取二架构的故障安全计算机,通过了SIL4级国际安全认证,已应用于轨道交通信号系统。

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