信号方案（精选11篇）
信号方案 篇1
信号站场改造是信号专业的重点和难点, 本文, 笔者就信号过渡的原则、方案的制订和执行进行了讨论, 以期对同行有所参考。
一、信号过渡方案制定原则
新旧信号设备的更换较复杂, 标段信号过渡施以“尽量少占用既有线运能, 绝对保证既有线行车安全”为原则, 以达减少施工干扰、节省过渡工程投资、方便生产运输、确保安全的目的。
二、过渡方案的批准与实施
信号过渡必须确保既有行车安全, 保证既有联锁关系正常。过渡施工工序流程如图1所示。
三、信号过渡方案的类型及介绍
1. 铺轨期间信号过渡工程。
老进站信号机因咽喉区插入道岔, 需外移;同时启用新进站信号机, 新老信号机之间用过渡电缆连接, 维持原有联锁关系不变, 轨道电路箱盒应同步过渡, 进站内方的区段按原区段性质处理 (插入道岔部分绝缘节封掉) , 老进站信号机柱可拆除。
站内调车信号机因铺轨、插入道岔后造成侵限, 需移设;不能再用的信号机应作封闭处理, 并由相关单位通知停用。
配合站场施工而设立的临时过渡道岔中, 需要增设有关信号机、轨道电路和安装转辙设备的, 应严格按照上级批复的过渡方案进行施工, 需纳入联锁的应在室内配合处理。
2. 站内联锁过渡方法。
(1) 道岔部分过渡方案。应室外配合工务拆除转辙设备的道岔, 电缆盒应深埋, 并做好记录及标记。道岔坐标不变, 仅需更换转辙设备的, 要保持既有联锁和控制电路不变。工务需拆除既有道岔的, 应在其原位换铺新道岔, 安装转辙机及其他有关装置, 并倒接为既有联锁控制, 然后与电务段配合进行试验, 以验证装置的机械特性及电气特性。不需要纳入联锁的, 将道岔钉闭在需要位置, 封闭相关部分绝缘节, 并作为无岔区段处理。
(2) 进站信号机过渡。由于咽喉区往区间方向扩展, 在进站处需插入道岔, 因此需对既有的进站及预告信号机作过渡处理。计划启用新设备的进站, 应在新老进站之间铺设过渡电缆进行过渡。轨道电路箱盒应同步过渡, 进站内外方区段均按原区段性质处理。进站信号机的过渡过程如图2所示。
(3) 预告信号机过渡。用新设的区间信号机黄、绿灯分别代替既有预告信号机的相应灯位, 室内在既有分线盘和新设区间分线盘间用临时过渡电缆沟通, 点内拆除既有室外预告信号机。同时通报机务部门信号机的过渡情况。
(4) 出发信号机过渡。出发信号机由于道发线延长, 应进行迁移。应根据设计图纸确定新设信号机的位置, 并事先在新设轨道箱和既有轨道箱放置1根过渡电缆, 新设信号机安装就位后, 在给点施工时要拆除既有信号机, 并启用新安设的出发信号机。
(5) 咽喉区调车信号机由于线路拔移, 道岔位置变动, 均会带来绝缘节的变动。此时须启用新设的相应位置上的调车信号机, 并拆除原有的信号机, 用临时过渡电缆沟通新老终端盒, 维持既有联锁关系不变, 保证调车作业的正常进行。
(6) 对废弃的信号机, 室内应拆除组合侧面XJZ、XJF保险, 室外应拆除相关设备。对拆除的道岔, 室内应给出定位表示, 并拆除侧面动作电源的保险和室外相应的转辙设备。
(7) 轨道电路过渡。电务部门需按既有联锁关系设置相应绝缘节, 沟通轨道电路。确因线路变化, 无法在原位置安装绝缘的, 需在前后相应轨缝处安装, 并移设轨道箱盒, 用过渡电缆连接新老设备。如改动后的轨缝处正好有新设轨道电路设备时, 则无需移既有轨道箱盒, 直接用过渡电缆沟通新老设备, 并启用新设轨道电路设备即可, 待开通时, 再导为新楼控制。
信号方案 篇2
存在的问题及整改方案
根据HSE运行质量评估标准（02修订版）的要求：UPS故障报警信号应接至电气值班室或控制室。通过检查我厂UPS系统故障报警信号目前没有达到要求。
存在的问题：我厂UPS故障报警信号没有达到要求。UPS故障报警信号传输方法有两种，一种通过干节点直接接入DCS系统，需要布信号线，打开UPS后盖，DCS数据库组态，这些工作，在装置正常生产阶段无法实施；另一种方法是购买厂家提供的可选组件，通过网络传输UPS故障报警信号，但实现周期长，短期内无法实现。因此，UPS故障报警信号接至控制室短时间无法实现。
改进措施与方案
1、实现UPS设备-网络监控管理 1.1 远程监控管理系统
远程监控管理系统是为了方便UPS维护工程师对UPS设备的管理。通过网络就可以实现在办公场所直接监视到电源室UPS的运行情况。1.2 UPS远程监控管理系统的意义
远程监控管理系统可以提供简单、易用的全面保护。对UPS全面实时监控、自检、诊断以及故障预警。系统管理软件可对UPS状态、输入输出各项参数、电池组状态、电池组电压、整流器和逆变器的状态、温度和电压、空调运行状态等进行实时监测，在故障发生前报警，避免了不必要的故障发生。这就不用“亡羊补牢”了，可以做到防患于未然。除此，还可以降低UPS日常维护工作的巡检作业强度，提高维护质量和效率。1.3远程监控管理系统的实现 1.3.1监控系统的网络结构
监控网络结构如图1所示。
图-1监控网络结构
1.3.2 监控系统的软件结构 CM-Desk实时信息流监控管理系统其模块组成如图2所示。
图-2 UPS电源监控系统的功能模块
UPS监控系统，CM-Desk实时信息流监控管理系统可以实现对UPS系统的遥测、遥信和遥控，并实现对UPS运行数据的远程Web浏览。1.3.3 方案所需材料 硬件：
1）UPS需加装JBUS 通讯卡：实现UPS与PC进行智能通讯。通讯卡提供标准的RS232 9针接口
2）UPS需加装NPORT 5210通讯模块：提供两个RS232接口，以RJ45方式入。软件：
CM-Desk监控平台软件
2、实现UPS环境-网络监控管理
同样利用UPS远程监控管理系统CM-Desk也可以实现空调运行状态等实时监测，及时监测UPS系统环境状况，确保UPS工作在良好的运行环境。实现UPS的管理，主要方式是通过UPS提供的各种通讯接口和相关软件。而管理的目的就是要利用计算机网络，对全厂不同区域、不同种类的UPS进行监控，随时了解每台UPS的工作状况，及时处理UPS发生的各种异常情况，确保UPS用电设备的安全运行。
3、计划整改时间
计划在2013年大检修中对所属装置UPS系统进行网络监控管理技术实施。
信号方案 篇3
关键词：地铁；信号电源屏；技术改造
中图分类号： U231+.7 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）17-190-3
0 引言
广州地铁3号线各站按信号系统又可分为联锁站与非联锁站，其中联锁站属电气集中站，所辖线路长、控制的设备多，并且管辖部分非联锁站的设备；而非联锁站只管辖本站的屏蔽门、紧停、站台区域的轨道等小部分设备，由于非联锁站未设置道岔，加上设备较少，其电源屏的配置也相对简单，非联锁站电源屏的供电只有一路市电进行供电，所使用的UPS也是5KVA的小型UPS，经分析发现目前三号线及北延段非联锁站信号设备房供电的方式存在以下风险点：
①机电切换箱信号设备电源输出只有一路市电输出，当切换箱内的信号电源空开出现故障或者连接到电源屏的电缆出故障时，将会导致UPS电池放电，且UPS的放电时间只有20min，如不能及时正确处理将会导致全部信号设备掉电。
②信号UPS故障，无电源输出时，全部信号设备掉电，影响重大。
为进一步提高非联锁站信号设备供电的稳定性、可靠性，降低上述风险点给设备正常运行所带来的隐患，经研究分析，对非联锁站信号电源屏和UPS的供电方式进行技术改造，通过增强了非联锁站的电源供电冗余功能来确保全站信号设备的安全、稳定运行。
1 非联锁站电源屏供电方式的改造
由于非联锁站区域未设备道岔，因此不需要使用380V的道岔控制电压，对于其他设备的工作电源均由电源屏的各转换模块输出，最高电压不超过220V，且在改造前机电切换箱信号设备电源输出只有一路220V市电输出至电源屏。为增加非联锁站信号电源屏供电的冗余功能，在机电配电箱与电源屏之间增加一路供电，并跳开UPS直接对负载进行供电。其改造前后的电气连接图如图1所示。
为了实现此功能，在实际操作中，是机电切换箱内的原信号电源输出空开的空余位置增加一个信号电源输出空开，并在信号电源屏中的UPS输出位置增加一个交流接触器，从机电切换箱的汇流排接一路220V电到空开，从空开接电缆到交流接触器，再接到UPS输出端子，与原来的一路合并形成两路输入到电源屏，当电源屏或UPS供电异常时，则可以通过交流接触器自动切换到新增加的一路电源供电。整改的电气原理图如图2所示。图1与图2中红色为改造部分的电路。
由图2可以看出，机电切换箱并联一路输出送至电源屏1背部新增的交流接触器KM的常闭触点（NC），交流接触器通过UPS输出电源进行励磁，当UPS正常输出时，KM励磁吸起，常闭触点（NC）断开；当UPS故障无输出时，KM失磁落下，常闭触点（NC）闭合，此时通过备用电源进行供电。经过改造，3号线非联锁站信号电源屏供电系统具有以下优点：
①有效地解决了切换箱信号电源只有1路输出存在风险的问题，提高设备供电的可靠性。
②解决了UPS故障无输出时人工短接费时、不安全等问题。
③能够实现UPS故障无输出时自动切换至备用电源供电，且交流接触器的切换速度较快（实验室测试施耐德LC1-D11 M7型交流接触器的转换时间为约15ms，在线切换STC未出现掉电的情况），可以实现无缝切换。
改造后实物接线图如图3所示，改造后可以实现在UPS故障无输出情况下的无缝切换，保证设备不断电。
2 非联锁站UPS手动维修旁路的改造
改造前3号线非连锁站UPS的供电方式如图4所示。采用该方式对UPS供电时，相当于给UPS提供了两路输入电压，只有当UPS的输出在正常情况下才能实现UPS的手动旁路的切换，一旦UPS输出故障时，将影响整个负载的供电。为此将UPS手动维修旁路进行改造成图5所示的方式。
从图5中可以看出，当UPS故障时，通过手动维修旁路开关QF11、QF20可以将整个UPS进行旁路，有效解决了UPS输出故障的情况下，实现了UPS旁路供电的功能。
由于广州地铁3号线非联锁站无人值守，且部分非连锁站离值班站点比较远，故障时，值班人员赶往现场耗时较长，因此，当UPS故障时，只靠手动维修旁路实现解决效率较低，需要对UPS的维修旁路进一步进行改造，以实现在无人值守的情况下，UPS故障时能自动切换至维修旁路。因此在上述改造的基础上，通过加装双电源自动切换开关，实现UPS故障无输出时，双电源开关自动切换至旁路，对设备继续进行供电。改造后的电路原理图如图6所示。
通过两次UPS维修旁路改造，非连锁站正真实现了UPS故障情况下，自动转换为维修旁路进行供电，该改造的实现，有效的将广州地铁3号线非联锁站UPS故障给运营带来的影响降低至最小，极大的提高了UPS的可靠度。
3 总结
通过对广州地铁3号线非联锁站信号电源屏供电方式和UPS供电方式所存在的风险进行分析，并分别对非联锁站信号电源屏和UPS的供电方式提出技术改造与实施方案，利用交流接触器的工作特性，增多一路电源屏的供电；以及加装双电源自动切换开关的方式，增强了非联锁站的电源供电冗余功能，确保UPS故障时，电源屏能正常供电，有效提高了非联锁站信号系统的可靠性，有效减少故障的对运营的影响。
参 考 文 献
[1] 广州地铁集团有限公司.信号电源系统设备维护手册（S）.2008.
[2] 刘翔，钟敏富.广州地铁3号线VCC系统I/O架电源冗余改造的分析[J].铁道通信信
号，2015，51（12）：97-99.
[3] 黄海烁.地铁屏蔽门控制回路电源改造方案[J].技术与市场，2012，19（6）：88-89.
[4] 陈金銮.某数据中心机房UPS
供电系统改造设计及其可用性分析[J].智能建筑电气技
术，2011，5（5）：37-40.
[5] 伍洋.浅谈广州地铁一号线直流电源技术改造[J].科技信
信号方案 篇4
关键词：广播电视,隧道覆盖,信号源,同频干扰,非法入侵
1 广播电视信号隧道覆盖工程简介
广播电视信号的隧道覆盖工程所涉及的细节很多, 但最核心的是需要解决好以下三大问题:
1.1 保证隧道内部广播电视信号覆盖质量问题
隧道内的信号失真要小, 电平在任何位置都要足够达到20d B的信噪比, 电平的位置分布要尽量均匀。隧道内不仅需要有与隧道外空间一样的广播电视信号覆盖, 还需要支持应急广播的信号切换。
系统设计之前, 要查清楚隧道内部的电磁环境 (噪声底电平) , 以确定最低覆盖电平门限值;实际隧道内部车流密集, 信号反射造成的多径现象其随机性和复杂性高, 信号覆盖电平的起伏很大, 高低电平之差往往达到20d B, 因此漏缆的馈入电平需要留有充分余量。
1.2 隧道入口、出口位置附近的广播电视信号覆盖质量问题
在隧道的入口、出口附近的空间, 会同时接收到来自隧道内部的覆盖信号和来自外部空间的覆盖信号 (发射台站直接发射的信号) , 该区域称为“覆盖重叠区”。覆盖重叠区的路段长度可以被控制在几米到百来米的区间, 但是不可能被完全消除。
覆盖重叠区可能产生同频干扰问题, 特别是在系统设计中的信号处理不得当时, 这种干扰会很严重, 收听效果很差, 受众的差评甚至投诉就会随之而来。虽然覆盖重叠区只存在于隧道入口、出口处附近的几米到百来米的路段, 但是绝不可轻视。例如, 当遇到交通高峰期或有车辆刮擦情况出现时, 车流速度十分缓慢, 很多车辆都会在覆盖重叠区停留相当长的时间, 这时候车上的乘客急需了解交通信息而又信号质量不好, 其中的不满和投诉现象是不难想象的。
因此, 隧道覆盖的优质工程必须要解决好覆盖重叠区——即隧道入口和出口区域的同频干扰问题。否则, 工程存在如此瑕疵, 怎能算得上一流工程?
解决同频干扰问题, 尤其是隧道入口、出口处这种小区域的同频干扰问题, 行业内早就有成熟理论和技术, 简单来说就是要求覆盖重叠区所接收到的外空间信号和隧道内信号, 要做到“三同一保”。“三同”指的是同载波频率、同调制度、同时延;“一保”就是保证信号具有足够强度, 至少要达到最低可用场强的门限。当然, 两个信号的调制内容要相同, 这是必须的前提。以上概念中只有“同时延”稍难理解, 其意是指具有相同内容的信号单元 (例如播音员说出的某一个字) 从不同的发射源 (例如发射台站的发射天线和隧道内的发射漏缆) 发出后, 必须同时到达覆盖重叠区, 或者其时间差 (即时延) 要控制在合理范围。
“同时延”所要求的合理时间差范围在0~30微秒为很好, 30~80微秒为可以接受, 时间差越小信号的听觉满意度越高, 超过80微秒后绝大多数人的评价都不好。
1.3 隧道内部覆盖的信号源安全问题
隧道内部覆盖的信号源, 如果受到恶意的非法入侵, 例如法论功信号, 其后果不堪设想。因此, 用于覆盖隧道内部的信号源必须保证安全, 或要有技术手段及时发现异常并切换。
隧道覆盖因为要求与外空间的信号内容一致, 因此其信号源的获取主要有两种方式, 一种是把发射台站的高频已调波采样信号或演播室的视音频信号先调制成光信号, 然后通过遥远的光纤传输到隧道内部;另一种是在隧道口架设天线直接接收发射台站的发射信号, 然后导入隧道内部。这两种方式各有其优点, 但也都有不足之处。
信号源的获取方式和处理方式, 对其安全性影响很大, 是本文论述的重点, 下面详细分析。
2 隧道覆盖信号源不同方案的得失分析
2.1 从隧道口的架高接收天线引入信号源
根据最近对国内类似工程的考察情况, 国内已经在用的隧道覆盖或地铁覆盖工程, 都是这种方式。这种信号源方式下, 还有两种不同的信号处理方法:
(1) 从天线接收下来的信号, 按不同频道使用不同的滤波器加以选频滤波, 然后对所有频道的信号电平进行均衡后混合形成一路总信号, 进入功率放大器放大, 最后分配给隧道内的所有漏缆去完成覆盖任务。
这种信号处理方法没有改变接收信号的载波频率和调制度, 而且基本没有时延, 严格遵守了“三同”的要求, 因此覆盖重叠区的同频干扰问题可以得到完美解决。
(2) 从天线接收下来的信号, 先进行解调制, 然后再重新调制成高频信号, 进入功率放大器放大后分配给漏缆。
这种处理方法既改变了原来高频信号的载波频率, 又改变了其调制度, “三同”的要求违反了两项, 同频干扰问题没有解决。
明显的, 第一种信号处理方法优于第二种。
但是, 无论是哪一种信号处理方法, 这种信号源的获取方式都有一个共同的不足, 就是信号源的安全性差, 存在被非法信号入侵的危险。
2.2 从源头通过光纤引入信号源
因为无线覆盖信号源头在演播室 (视音频内容) 或发射台站 (高频已调信号) , 如果把源头的信号通过长光纤送到隧道内部, 非法信号入侵的危险大大减少。但也存在其它问题:
(1) 从演播室通过光纤引入信号源
这种方式存在两个问题, 一是光纤可能长达几十公里, 在隧道口覆盖重叠区所造成的延时差往往超过80微秒, 形成的同频干扰很难解决;二是视音频信号到达隧道后需要重新调制, 其载波频率和调制度无法与外空间的信号完全一致, 也是形成同频干扰的原因。
(2) 从发射台站通过光纤引入信号源
这种方式把高频已调信号从发射机耦合出来, 再调制成光信号进行传输。如果信号传输到隧道内进行解调后再调制的处理, 其存在的问题与上一种方式相同。如果只是对信号进行选频、均衡、放大处理, 就只有延时过大的问题, 虽然也会形成同频干扰, 但没有上一种方式严重。
3 常用信号源方案补救措施的探讨
以上列举了几种隧道覆盖方案中获取信号源的不同方式, 它们都不是完美的技术方案, 要么造成同频干扰, 要么安全性成问题, 或者二者兼有。但是如果不计成本代价和系统规模, 都有补救措施, 讨论如下:
3.1 信号源来自隧道口接收天线方案的补救措施
只要选择对接收信号只做选频、均衡、放大的处理方式, 就不会产生同频干扰的问题。剩下的是信号源非法入侵防范问题, 可以在发射时向频道内插入识别信号, 然后在接收时检查该识别信号的合法性来防范非法入侵。例如在FM的副信道中插入信号识别码流 (即RDS方式) 。这样做可以大大提高信号源的安全性。
这一补救方案需要对发射台的每一部发射机增加一套RDS的编码、调制设备, 同时在隧道方为每一个频点增加解码识别和切换报警设备。
3.2 信号源来自源头光纤传输方案的补救措施
(1) 如果源头送来的信号是高频已调波, 那么就选择对信号做选频、均衡、放大处理 (不要解调再调制) , 剩下的问题是时延过大问题。这需要对每个频率的发射机进行改造, 送光纤传输的耦合信号必须从激励器输出口取出, 同时在发射机的激励器输出和功放输入之间插入一个射频延时装置, 而且耦合信号和光发射机之间也要插入射频延时装置, 通过调整这两个延时装置的延时时间, 使信号在隧道口的时延差值控制在合适范围。
这个补救措施真正实施起来, 会给发射机房增加很多麻烦, 因为延时装置可能很昂贵或有很大的体积 (例如光缆延时, 其体积很大) 。
(2) 如果源头送来的是视音频信号, 那么为解决同频干扰问题, 那么需要对发射台的每个频率的发射机加装一个单频网适配器和一个专用数字激励器, 同时在隧道内也需要针对每个频率配置一个单频网适配器和一个专用数字激励器。而且, 发射台和隧道两方都要有GPS频率基准源。
这样的补救措施使系统很庞大, 成本很高, 而且故障率也会随之提高。
4 另辟蹊径的信号源解决方案
从以上的分析中可以看出, 每一种补救措施都需要对发射台的设备进行介入干预, 稍嫌拖泥带水且设备庞杂、价格昂贵。
以下方案不需要从发射台或演播室取信号, 也无需对其做任何介入干预, 同时信号源的安全性有绝对保障, 是一个“不间断, 高质量, 既安全又经济”的解决方案:
如下图所示, 在隧道或地铁的入口处和出口处分别架设高增益定向接收天线 (带反射网罩) , 接收到的射频信号通过光纤调制送入隧道内部机房, 还原成电信号后选择其一送去进行选频、均衡、放大处理。
关键之处是要把不同天线的信号通过辅助设备解调成音频, 对来自不同天线的相同频道的信号音频进行“内容比对”, 如果发现内容不同则立即报警并切断信号, 等待人工监听和干预处理。该辅助设备称为“音频信号内容比对系统”, 它没有介入发射覆盖链路, 只是起采样判断的作用。
两付天线在平时可以互为备用, 其中一付天线发生故障时可以切换到另一付使用, 保障信号源的“不间断”。
因为信号源只做光调制和光解调, “三同”有严格保证, 不会产生同频干扰, 保障了隧道进出口处的“高质量”覆盖效果。
存在恶意入侵信号时, 两付天线接收的内容必然不同, 可以被“音频信号内容比对系统”发现并切断。因为两付天线距离较远且有障碍物隔离, 同时受到非法入侵且没有时延差的可能性很低。即使是恶意地使用两个干扰器同时对准两付接收天线, 因为要成功入侵并压制原有信号, 必须使入侵信号电平高出原来信号至少6d B以上, 而这一信号源电平的变化很容易被“音频信号内容比对系统”发现, 只要比对系统采样两付天线的信号源电平, 并在其同时变大6d B以上时切断信号并报警, 信号入侵的痕迹就无所遁形, 所以其安全性极高, 保障了信号内容的安全性。
5 结束语
信号方案 篇5
一、铁道信号0902团支部及团组织的基本情况
铁道信号0902团支部现有38人，男生20人，女生18人。团干部：
团支部书记 余亚楠、宣传委员：王连霏、组织委员：徐倩 团小组组长：冯峰、王琼、张鹏、刘佳
二、工作的总体思路、工作原则和目标任务
结合铁道信号0902团支部的实际情况和班级、专业特点，通过运用各种有效载体丰富团工作，旨在加强团支部建设，提高团员青年的整体素质。在开展团支部工作中坚持以党建带团建，充分借助党支部的力量，主动争取党组织支持，加强和完善三会二制一课的工作机制，丰富团内组织生活。积极创建“学习型、服务型”的基层团团支部。
三、试点工作的推进步骤及工作措施
（一）准备阶段（2010年3月）进行调查了解情况，摸清团支部团员青年基本情况，包括团员青年和团干部的基本信息、团员的思想状况等并广泛宣传开展试点工作的意义，制定试点工作方案。
（二）推动阶段（2010年4月至6月）
1.深入学习《团章》及团内管理制度。重点学习和讨论党的各项方针、政策和国内外大事，统一团支部委员的思想认识，与时俱进。团员管理制度按要求执行，保证其运行畅通。2.落实“三会两制一课”制度（1）“三会”制度
团支部大会，支部团员大会每月召开一次。召开时要坚持发扬团的民主，保障团员权利，贯彻民主集中制原则。会议内容：讨论工作计划、支部委员（支部书记）会向全体团员报告月度工作、民主评议活动等。
支委会，每月召开一次，主要负责支部的日常团务管理、讨论支部团课、民主生活会、团小组会等一系列必要的准备工作；开展批评与自我批评，搞好支委会自身建设。
团小组，团小组会议每月召开一次，它是团的组织生活的重要内容，主要任务是学习马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想，学习党的路线、方针、政策，学习上级团委的决议，学习团的基础知识，学习现代科学技术和文化知识；开展批评和自我批评；对处分团员、接收新团员工作提出初步意见等。将该支部38名团员分成4个团小组，小组成员之间定期进行思想交流、对支部活动的事宜提出初步意见等。团小组会议在支部大会召开的前一周召开，每月一次。
（2）“两制”团员教育评议制度和团员年度团籍注册制度。团员教育评议制度，教育评议的时间一学期分为两个阶段，每个阶段期限为2个月即2010年4-5月2010年6-7月，第二学期依此类推。步骤分为：首先团员要进行个人总结，团员要回顾、总结自己两个月来思想、学习和组织生活中的表现情况，肯定自己的成绩和进步，找出自己的不足和缺点，形成书面总结材料；其次是团员进行 民主评议，即在团员进行个人总结的基础上，在支部大会上，由团员宣读个人总结，其他团员进行评议，肯定其成绩，指出其不足，开展批评与自我批评，并由团支部根据团员的一贯表现和民主评议的意见，对团员做出综合性的评价，并进行量化考评。
团员的团籍注册制度。在团员民主评议的基础上，产生的优秀团员、合格团员，办理年度的团籍注册手续，并且表彰部分优秀团员。对极少数的不合格团员要加强教育，做好记录并上报上级团组织。（3）“一课”每月召开一次主题团课，以多种形式开展丰富多彩的团课。3.突出特色活动
（1）组织广大团员青年深入开展“共青团员服务日”活动，志愿服务内容包括：科普宣传、环境保护、帮助、援助特困学生、服务社区；结合专业特长的服务：“信号一帮一”活动，专业成绩好的同学为成绩差的同学解决信号学习难题的服务。通过服务活动，使广大团员共同进步。
（2）搞好班级特色文化活动。“节约型社会我先行”、“我的大学”、“团结和谐一家人”等主题团日活动、进行爱国主义教育，组织大家到周邓纪念馆参观活动、建立交流平台，创建铁道信号0902团支部博客，进行心与心的畅谈。
（三）总结评价阶段
信号方案 篇6
【关键词】高铁 信号新技术 铁道通信信号专业 特色建设
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2014）10C-0096-02
铁道通信信号专业是柳州铁道职业技术学院的特色专业，主要培养铁道信号专业高素质技术技能型专门人才。近年来，在柳州铁道职业技术学院的“以人才培养为根本，积极开展应用研究和技术服务”的办学定位指导下，该专业密切跟踪广西经济与产业结构的战略调整，紧贴高铁信号技术的最新发展，与南宁铁路局、广西沿海铁路和南宁轨道交通股份责任公司开展深度校企合作，开展教学团队建设，改革课程内容，建设高铁信号实训基地，着力打造专业铁路特色，为铁路企业开展职工继续教育、培训和职业技能鉴定，校企合作开展技术研发，极大地提升了专业服务能力。
一、依据高铁信号新技术，调整课程设置和改革课程内容
随着高铁的开通运行，大量的新技术、新设备、新理论、新方法涌入铁道信号技术领域，对铁路信号技术维护人员、管理人员在数量和质量上都提出了更新、更高的要求，社会急需一大批具备一定理论基础、技术操作能力强、有发展潜力的技术技能型人才。根据高速铁路对信号工岗位技术和技能的新要求，及时调整课程设置，增加“列车运行自动控制系统维护”等高铁信号主干技术课程，并在“铁路信号基础设备维护”等课程中融入高铁新技术内容。并针对性地开发南宁铁路局高铁信号职工培训包，包括多门培训课程的教案、课件和培训试题库等资料，从而培养出懂高铁信号技术、会维护高铁信号设备的毕业生，为广西高铁发展提供高素质的技术技能型专门人才支撑。
（一）调整课程设置。为填补高铁信号课程的空白，信号专业及时调整课程设置，增加了“列车运行自动控制系统维护”、“信号集中监测系统”和“高速铁路调度集中系统”等专门针对高铁信号新技术、新设备的课程。这些课程的设置能让学生充分学习到高铁信号新技术新设备的知识，并对这些新设备进行维护实训，为今后工作打下良好基础。
（二）改革课程内容。由于高铁信号技术中一般采用提速道岔、液压和电动转辙机，在“铁路信号基础设备维护”课程中，增加这部分内容的理论和实做课时；在“铁道概论”课程中加入列车运行控制系统的简介、等级、功能和发展历程，以及CTCS2和CTCS3级之间的主要区别等知识。在“铁路车站信号自动控制系统维护”课程中增加了计算机联锁的课时。通过课程内容的调整，学生能更好地适应高铁信号的工作。
（三）开发高铁职工培训教学资源包。为提高高铁信号职工综合职业能力，统筹人才培养工作，以满足企业对高铁高技能人才的需求为前提，以胜任职业岗位需要为目标，以提高履行岗位职责的能力为出发点和落脚点，校企深层合作，共同完成高铁岗位职业技能培训，在专业建设指导委员会的行业企业专家指导下，成立高铁岗位职业技能培训课程建设项目组，构建基于工作过程的任务引领型课程体系，建设“工学结合”特点的专业核心课程。项目组成员包括行业专家、高校课改专家、专业教师等。
1.校企共同制定设置专业课程，制定课程标准、教学标准、教学计划和教学大纲等。在高铁岗位职业技能培训课程建设项目组的带领下，充分利用铁道通信信号专业的示范带头作用，分析岗位能力要求，构建高铁岗位职业技能培训课程体系，并完成高铁岗位职业技能培训课程标准的制定和优质核心课程的开发。共完成“高铁信号技术概论”、“列控地面设备”、“计算机联锁系统”等13门课程的教学资源建设。
2.高铁职工培训教学资源包为培养出合格高铁信号工提供了极大的便利与支撑。在2013年面向南宁铁路局、广西沿海铁路公司举办的四期高铁信号岗位培训班中，教师利用该项目中的教学资源开展培训，取得了较好的教学效果，对信号工走上高铁信号岗位起到了至关重要的作用，也将为广西的经济建设起到推动作用。
二、贴近高铁信号新技术，建设高铁信号实训基地
在“贴近现场、贴近技术、贴近岗位过程”的原则指导下，深化与区域轨道交通企业合作方式，建成广西乃至西南地区有重要影响力的示范性实训基地：铁路信号基础设备实训室、车站信号自动控制实训室、铁路信号设备室外实训室、列车运行控制系统维护实训室、高铁计算机联锁实训室、城市轨道交通信号设备实训室等实训基地，校企双方开展全方位、深层次、多形式的合作，采取“共建、共管、共享、共赢”的四共形式，以“高水平、生产性、大容量、过程化”建设一流的高铁信号校内校外实训基地，持续开展高铁电务信号培训、建立企业教学实训基地、培养专业人才、技术研发等项目。通过高水平高质量的实训基地建设带动课程内容改革、人才培养模式改革、教学方法和教学手段改革、“双师型”师资队伍建设等，进而提高学生的综合职业能力和就业创业能力，提高学生的核心竞争力，满足区域行业企业发展对高素质技术技能型人才的迫切需要，切实服务广西区内及区外的高铁建设中的技术支持、人才需求，实现教学与就业的无缝对接。
三、跟踪高铁信号新技术，提升教学团队服务能力
为了适应高铁的发展，更好地服务铁路企业、服务广西区域经济，满足高铁信号专业人才培养的需求，学校选派信号专业骨干教师到高等院校和铁道科研机构学习高铁信号新技术理论，到高铁运营企业生产一线学习高铁信号专业维护技能，参与高铁信号联调联试，使老师们在第一时间获取高铁信号专业的前沿先进技术和技能。
（一）加强校企间经验交流，扩大专业及团队的知名度。专业教学团队负责人受聘为全国铁道通信信号专业教学指导委员会主任，每年牵头组织全国铁道通信信号委员会的各项活动，组织制定铁道信号自动控制、铁道通信、城市轨道交通控制等3个专业的专业教学基本要求和专业建设标准，指导各铁道职业院校按照各专业建设标准进行专业建设、教学基础设施建设、教学团队建设、课程和教材建设，组织开展专业评估，在专业教育教学改革、专业技术研究等方面开展工作，提高铁道信号自动控制、铁道通信、城市轨道交通控制等专业的教育教学质量。通过全国铁道通信信号专业教学指导委会员这个平台，扩大校际之间的学术交流和团队建设的经验探讨，同时扩大学院及团队在同类院校和行业的影响力。endprint
（二）提升教学团队科研能力，在校内外起到示范带动作用。高铁信号技术的发展，对铁道信号专业在职员工的技能培训带来极大的挑战，教学团队主动抓住机遇，积极开展研究工作申报各类教改和科研项目，构筑教学改革团队科学研究创新平台，从而获得群体科研效应。近两年，在教学方法改革、精品课程建设、教研、科研等方面都取得了一批成果。获得自治区立项课题16项，在专业期刊和教学研究期刊发表论文50余篇，其中核心期刊5篇、EI检索2篇、广西优刊12篇。已出版教材3本、校本教材4本。团队成员获得2013年度广西“优秀教师”1人、获得“柳州市优秀教师”2人、获得学院“柳州市优秀教师”2人、学院“教学名师”1人。
（三）开展技术研究，积极申请发明专利，提升技术服务能力。学校充分发挥信号教学团队的科研和技术优势，鼓励和支持教师开展发明创造活动，信号教学团队的教师积极参与，结合实际教学过程遇到的问题和人才培养的需要努力进行技术创新，2012年至2013年间，铁道信号专业教师申请发明专利13项。这些专利发明为南宁铁路局乃至铁路行业的发展提供了一定的技术支持，具有较高的经济效益，增强了社会服务能力，提高了信号专业教学团队的科研和社会服务能力。
2013年4月，由铁道信号专业教师发明的“ZPW-2000A型移频综合实训平台”、“高铁列车控制仿真实训系统”参加第二届广西发明创造成果展览交易会在柳州国际会展中心的展出。各级领导对这两件发明创造成果给予了高度赞扬，并勉励学校为广西即将进入“高铁时代”和地方经济社会发展培养出更多的高素质技术技能型人才。同时《南国早报》、《南国今报》、《柳州日报》、柳州电视台、新华网广西频道、广西新闻网、广西教育厅网、广西高校思政教育在线等区内多家媒体密集报道了学校在第二届广西发明展上展出的明创造成果。
四、服务高铁信号新技术，开展培训和技术服务
到2015年，广西将基本形成布局合理、结构清晰、功能完善、衔接顺畅的现代化快速铁路运输网络。培养和提高信号技术维护人员的技术水平和理论知识，建立一支理论扎实、技术过硬的管理和维修队伍，确保高速铁路的安全运行和优质服务，成为南宁铁路局的重要任务。根据南宁铁路局培训纲要和培训计划的要求，学校承接多个高铁信号技术培训班、电务信号工长资格性和适应性培训班、转岗人员培训班等，为南宁铁路局高速铁路的开通运行提供了积极的人才培训及技术服务。
（一）满足铁路企业人力资源需求，开展高铁信号技术岗前、职后、转岗培训。柳州铁道职业技术学院每年为铁路行业培训专门人才上千人次，其中信号技术人员占了很大比重。为了做好快速铁路运营前的准备工作，根据南宁铁路局培训纲要和培训计划的要求，近年承接了多个高铁信号技术培训班、电务信号工长资格性和适应性培训班、转岗人员培训班等，为南宁铁路局高速铁路的开通运行提供了积极的人才培训服务。其中仅2013年一年时间，为南宁路局开设4期培训班，培训高铁信号高铁职工近200多人次。
（二）成立自动化技术应用研究所，面向行业和企业开展技术服务。根据“双师”教师专业实践技能强，具有应用性科研优势的特点，积极鼓励老师与全国铁路交通装备行业企业和省内企业联合开展应用性技术研究和横向课题研究。为提高教师参与应用性技术研究的积极性和水平，实施“推动—激励”高铁技术创新战略：主动了解、掌握企业在应用性技术研发项目上的合作意向，并根据教师的专业特点和优势，提供企业研发和技改项目信息，推动双方合作；搭建教师与企业合作开展应用性技术研究平台，成立学校自动化技术应用研究所，主要从事自动化智能产品的研究与开发工作。同时，设立教师奖励基金，鼓励高铁技术创新与服务。“推动—激励”高铁技术创新战略的实施，使学校教师与企业在技术合作上取得了显著成绩。
【参考文献】
[1]程忠国.深化高职教育课程模式改革的实践思考[J].教育与职业，2006（21）
[2]刘福军，成文章.高等职业教育人才培养模式[M].北京：科学出版社，2007
【作者简介】莫振栋（1973- ），男，广西阳朔人，柳州铁道职业技术学院电子技术学院院长，教授。
西部铁路信号系统解决方案 篇7
关键词：虚拟自动闭塞信号系统,铁路信号,列车控制系统,西部铁路
中国铁路中长期发展规划, 明确了改变我国广大西部地区运网稀疏、运能严重不足、与东中部的联络能力差等路网布局不合理的状况, 新建一批完善路网布局和西部开发性新线, 全面提高对地区经济发展的适应能力是未来中国铁路建设重点之一。
西部铁路由于其所处自然环境、在路网中的作用以及其刚刚处于起步发展的阶段, 其主要特点为:主要为单线铁路 (但需要预留双线条件) , 以货运为主兼顾客运, 行车密度相对较低, 大部分车站为会让站, 自然环境恶劣, 沿线设备维护困难等。西部铁路如采用半自动闭塞制式, 则在远期运量增加时, 必需改建为自动闭塞模式, 前期工程基本全部废弃, 造成一定的投资浪费;若前期一次投资完成自动闭塞, 则区间要装设轨道电路及其他相关设备, 有过早投资浪费及工期长的问题, 且开通后运营维护工作量大, 在运量低时期造成一定的资源浪费。
虚拟自动闭塞系统是当今铁路正在兴起的一项新技术, 虚拟自动闭塞系统弥补传统自动闭塞和半自动闭塞上述不足, 在区间可通过修改软件的方式满足各种运营需要下不同长度的虚拟区段, 利用GPS卫星定位技术, 运用计算机逻辑判断列车位置, 借助GSM-R通信系统传输车~地信息, 实现区间追踪运行。在保证行车安全的前提下实现旅客列车与货物列车及不同速度等级列车的混跑, 并提高运输能力。
青藏铁路格拉段采用的ITCS (美国GE公司) 信号系统就是其中一种技术, 但因ITCS信号系统设备为全套进口设备, 运营期需设备厂家提供有偿技术支持, 且工程建设期一次性投资高, 限制本系统在西部铁路线的适用性。虚拟自动闭塞系统可通过自主研发方式, 解决青藏线存在的问题。本系统应紧密结合西部线运营的特点, 在已成功应用于青藏线的ITCS系统的基础上, 高度整合列车调度指挥管理功能, 构成铁路列车调度指挥管理到自动控制执行的指挥控制一体化系统。
1、虚拟自动闭塞信号系统的主要特点
(1) 沿线小站取消了轨道电路和地面固定信号机, 大量减少了室外信号设备, 减少维修工作量;
(2) 利用GSM-R无线通信传输系统, 实现车~地信息地双向传输和闭环控制;
(3) 利用GPS卫星定位系统和车轮速度传感器共同确定列车精确位置;
(4) 利用GPS卫星定位系统和列尾设备共同完成列车完整性检查;
(5) 采用先进"目标--速度"列控模式;
(6) 利用虚拟闭塞的概念, 实现区间虚拟站间自动闭塞和虚拟自动闭塞 (可人为设置) ;
2 虚拟自动闭塞信号信号系统构成
系统主要由中心设备、车站设备、车载设备和通信设备等组成, 系统结构示意图如下图1所示。
2.1 中心设备
主要增配调度中心维护终端MMT (用于系统监测和维护) , 中心设备主要作用是下达调度指令和接收并处理运行状态信息和维护信息。
2.2 车站设备
根据应用需求以及其它信号设备配置情况, 主要有两种典型车站设备配置:本地联锁站配置及非本地联锁站配置。有本地联锁站配置包括计算机联锁系统、无线闭塞中心、车站列控设备、GPS差分站。非本地联锁站配备无线闭塞中心、车站列控设备及GPS差分站设备。
对于本地联锁站, 计算机联锁系统将完成站内联锁的功能, 车站列控设备采集地面信号设备信息;对于非本地联锁站, 车站列控设备将完成站内联锁的功能。虚拟通过信号机的相关逻辑运算则由无线闭塞中心完成。计算机联锁系统、车站列控设备、无线闭塞中心之间交换信息, 以完成联锁和虚拟自动闭塞的功能。GPS差分站向系统提供差分信息以提高定位精度和完整性。
2.2.1 有本地联锁车站设备配置
为了提高中间站的调车作业效率, 线路上规模较大的区段站做为有本地联锁站。本地联锁车站配置无线闭塞中心设备、车站列控设备、GPS差分站设备等, 另配置硬件安全冗余型计算机联锁系统, 97型25周相敏轨道电路、站内设置透镜式色灯信号机。
2.2.2 非本地联锁车站设备配置
其他中小站做为非本地联锁车站, 各站配置无线闭塞中心设备、车站列控设备、GPS差分站设备, 站内不设轨道电路及地面信号机, 在进站口、股道两端设置列车信号标志牌, 根据需要设置调车信号标志牌。由卫星定位和列车完整性检查装置, 与车站列控设备、无线闭塞中心配合, 实现对预先设定的虚拟区段空闲与占用的安全联锁检查。
2.3 车载设备
车站设备通过无线通信系统, 把管辖区域内信号设备的状态发送给车载系统, 同时通过无线通信系统获取列车占用信息。车载计算机将根据车站无线闭塞中心转发的信息, 确认前方各种信号设备的状态和显示, 并提示指导司机行车、完成超速防护的功能。
车载设备包括车载计算机和列尾设备。由于车站和区间没有地面信号机和轨道电路, 为保证行车安全, 除本务机车外, 轨道车、公务巡检车、探伤车和其它路用机车, 均需要配备车载计算机及列尾设备。所有上线机车的控车方案为列控控制模式。列尾设备完成列车完整性检查。
2.4 通信设备
通信设备包括在调度中心与GSM-R网络接口的消息转发设备, 以及设于中心和沿线各站路由设备。
3 系统的主要功能
系统功能主要功能有:
(1) 超速防护功能。系统具有防止列车运行速度超过线路允许速度、道岔通过速度、车辆构造允许速度、临时限速的功能, 接近超速门限值时, 由列控设备提醒司机或自动实行制动或减速停车, 保证行车安全。
(2) 列车定位功能。采用GPS及测速传感器对列车定位, 车载定位系统根据GPS和车载测速传感器自动计算, 准确确定列车位置, 对照线路数据库 (电子地图) 确定所占用的虚拟闭塞分区, 向车站、调度中心报告闭塞分区占用情况。当GPS信息丢失时, 系统通过测速传感器来模拟计算实际位置。即当列车运行于隧道内, 桥梁下或者高的建筑物之间时, 虽然无法接收到GPS信息, 但是还可以通过模拟计算可靠运行。特殊情况下, 可以把无GPS信号区域设为一个虚拟闭塞分区, 从而列车可以根据虚拟信号机显示通过此区域。
(3) 信息显示功能。通过人机接口提供司机输入及选择开关。车载显示器给出当前速度、前方信号机类型、目标距离、目标速度、超速倒计时报警等信息。
(4) 虚拟闭塞追踪功能。地面不设置轨道空闲检查装置和信号机, 利用电子地图、虚拟闭塞分区和信号机。为满足追踪运行, 将区间按照固定时间布点对站间线路进行分割。信号系统进行相关逻辑运算, 实现列车追踪运行。当线路运量增加时, 仅需要修改软件, 调整虚拟行车布点。
结束语
虚拟自动闭塞信号系统与传统信号系统方案相比, 不需设置轨旁地面信号机和轨道电路, 减少日常维修量及维修人员数量, 节省运营成本, 且后期线路运量能力大幅增加时, 无需进行硬件改造。
本系统方案针对西部地区铁路的特点, 结合现有的通信信号系统技术装备, 车站列控设备可借鉴国内客运专线列控设备的建设运营经验, 并希望以此为基础, 形成为西部铁路量身定制的西部铁路完整的信号系统解决方案。
参考文献
[1]邹振民.日本新干线采用的计算机联锁系统[J].铁道通信信号, 2000 (04) :43-45.
[2]TB10007-2006.铁路信号施工规范.
城市轨道交通信号系统解决方案 篇8
随着国内城市轨道交通网络的大力发展, 近10年来, 有20多个大中城市建设近千公里的城市轨道交通线路。作为城市轨道交通“大脑”的信号控制系统, 是提高运营效率、保证行车安全及乘客舒适度的关键。基于通信的移动闭塞系统 (CBTC) 是当前世界轨道交通列车控制系统的发展趋势, 是近年来国内外使用的最先进的一种闭塞系统。
为打破国外轨道交通信号技术垄断, 加速我国城市轨道交通信号系统国产化进程, 卡斯柯信号有限公司从1994年开始启动智能列车监控子系统 (i TS) 的开发。2009年智能安全型计算机联锁子系统 (i LOCK) 开发完成并通过国际第三方独立安全认证。现在智能列车控制子系统 (i TC) 开发完成。历经17载的技术攻关, 最终开发并推出了具有完全自主知识产权的城市轨道交通信号系统解决方案——基于通信的智能型移动列车控制系统 (i CMTC) 。
1 i CMTC系统方案
基于通信的智能型移动列车控制系统采用目前最先进的基于通信的移动闭塞技术, 通过数据通信网络实现地面与车载控制、车站与中央控制相结合, 是一个集行车指挥、运行调整、安全间隔防护以及列车自动驾驶等功能为一体的移动闭塞列车运行控制系统。
1.1 i CMTC系统结构
i CMTC系统继承了卡斯柯信号有限公司现有的成熟地铁信号系统解决方案 (URBALIS 888系统) 良好的架构设计。
i CMTC系统由以下子系统组成:
(1) i TC。监控列车安全运行, 通过i TC车载部分和轨旁部分构成信息闭环控制, 实现移动闭塞控制功能。
i TC是i CMTC系统的一个核心子系统, 由车载和轨旁两部分组成。车载部分包括车载控制器 (i CC) 和驾驶员接口 (DMI) ;轨旁部分包括区域控制器 (ZC) 、线路控制器 (L C) 、编码器 (L E U) 和欧式信标 (BEACON) (见图1) 。
(2) i TS。提供自动或由人工控制进路功能, 实现行车调度指挥, 并向行车调度员和外部系统提供信息。
(3) i LOCK。执行i TS功能命令, 管理进路、道岔和信号控制, 并将进路、计轴、道岔和信号等状态信息提供给i TS和i TC子系统。
(4) DCS。通过网络通信和无线通信, 实现i CMTC系统各设备之间的安全信息和非安全信息传输。
(5) MSS。对i CMTC系统各设备的状态进行检测、诊断和集中报警, 帮助维护人员进行故障设备定位和维修。
i CMTC系统中, i LOCK、i TS、DCS和MSS子系统为既有成熟产品, 已在多个项目中应用。i TC子系统正按照EN 50126/50128/50129标准自主研发, 已处在系统集成和现场中试阶段。
1.2 i TC
1.2.1子系统组成
(1) i C C。主要实现两大功能:一是自动列车防护 (ATP) 。根据安装在列车车身上的编码里程计、信标天线和安装在轨旁的欧式应答器进行列车安全测速和定位。通过采集驾驶员输入和轨旁有源信标或区域控制器获得的变量信息和EOA信息, 确定列车的驾驶模式, 并对列车的速度、间隔、能量、退行、车门开关等进行监控, 在列车发生超速、超能、冒进、退行时对列车施加紧急制动, 保证列车运行和乘客安全;二是自动列车驾驶 (ATO) 。根据安装在列车车身上的编码里程计、信标天线和安装在轨旁的欧式应答器进行列车精确测速和定位。根据运行调整指令 (来自i TS的运行调整命令或司机人工调整停站时间) 自动驾驶列车运行, 保证列车运行时的乘客舒适性和自动精确停站。
(2) DMI。用于显示车载控制器信息的专用车载嵌入式计算机, 通过车载以太网与列车头尾2个车载控制器连接。DMI是车载控制器与列车驾驶员的接口, 根据车载控制器请求, 通过声音、图像等方式将列车运行状态和辅助驾驶信息通知列车驾驶员, 从而辅助驾驶员驾驶列车。
(3) ZC。实现移动闭塞控制的核心设备, 对其管辖区域范围内所有列车的安全间隔进行防护和管理。ZC根据车载控制器发送的位置报告或轨道区段的占用检测, 为每列列车创建自动保护区域 (AP) , 通过管理区域内的AP和轨旁状态为每一列通信列车计算移动授权 (EOA) 和安全变量信息, 并将其发送给车载控制器, 以实现对列车安全间隔的防护。
(4) L C。管理i T C子系统内部软件版本和安全时钟同步, 并接收来自i T S子系统的临时速度限制 (TSR) 设置和修改, 将线路TSR发送给车载控制器。
(5) LEU和BEACON。LEU接收i LOCK子系统的轨旁变量信息, 将其编码后通过信标发送给车载控制器。BEACON分为有源信标和无源信标。信标沿轨道布置, 用于列车越过信标时定位列车。有源信标与LEU连接, 将轨旁变量信息传递给车载控制器。LEU和信标提供轨旁i LOCK子系统和车载控制器之间的接口, 用于实现后备模式 (降级模式) 功能。
1.2.2开发流程
i TC核心子系统严格按照欧洲铁路应用标准EN 50126/50128/50129开发, 执行高标准的质量控制。 (1) 项目开发采用设计、测试、安全和质量相独立的组织结构。 (2) 系统开发过程采用安全生命周期模型 (V Cycle) , 安全生命周期模型各个阶段的输入和输出严格通过审核、验证和批准。 (3) 系统确认测试采用严格的零缺陷出口标准。 (4) 系统开发过程和安全由国际第三方安全机构进行独立安全认证。 (5) 系统开发采用标准推荐的组合故障安全和反应故障安全技术。 (6) 安全相关软件采用标准推荐的形式化开发方法, 使用经过SIL4级认证的SCADE工具进行开发。
1.2.3主要技术特点
i TC子系统符合“故障-安全”原则, 安全完整性等级为SIL4。主要技术特点体现在以下方面: (1) 车载控制器硬件采用“2取2”结构, 通过相异设计和双通道安全输出比较来提高系统的安全性。 (2) 车载控制器软件采用安全编码处理器 (VCP) 技术和数字集成安全保证逻辑 (NISAL) 编码技术, 使系统发生随机错误的不可检出率达到SIL4级要求, 保证系统的高安全性。 (3) 车头车尾的车载控制器构成冗余, 根据设备的可用性等级实现自动主备切换, 保证系统的高可用性。 (4) 轨旁设备统一采用卡斯柯信号有限公司自主研发的通过国际第三方SIL4级独立安全认证的轨旁安全平台 (TSP) 。该平台采用双系并行控制的“2乘2取2”技术、在线检测 (BIT) 技术和相异性 (DIV) 技术, 以保证轨旁系统的安全完整性等级达到SIL4级要求。 (5) 车载输入/输出模块的安全输入和输出采用并接方式连接, 构成双驱双采工作方式。 (6) 系统内部设备之间采用SACEM安全通信技术, 使用双24位SACEM编码和时间标签技术, 保证安全数据交换的安全性和时效性。
1.3 i LOCK
i LOCK是i CMTC系统中的一个关键子系统。该子系统符合“故障-安全”原则, 是以微处理器为基础的计算机联锁信号控制系统。它是卡斯柯信号有限公司引进法国阿尔斯通公司 (ALSTOM) SMARTLOCK系统核心技术, 结合我国铁路运营技术条件, 经过二次国产化开发而成的一种安全型计算机联锁系统。
i LOCK综合运用“反应故障-安全”、“组合故障-安全”和“固有故障-安全”技术, 采用双CPU表决输出方式, 比采用单一安全技术的系统具备更高的安全性。
该系统自2009年开始已广泛应用于我国国家铁路、地铁等领域, 如沪杭高速铁路, 虹桥枢纽, 北京地铁2号线、机场线和房山线, 上海地铁10号线, 深圳地铁2号线和5号线等。
i LOCK子系统的主要技术特点是: (1) 采用“2取2”双CPU结构和NISAL技术。NISAL技术在基本逻辑运算之外提供一种独立的安全校核, 使得i LOCK系统比一般的“2取2”双CPU结构具有更高的安全度等级, 保证系统的高安全性。 (2) 采用“故障-安全”通信协议与i TC系统交换安全数据, 保证安全系统之间数据通信的安全性和时效性。 (3) 采用“2乘2取2”结构和采集共享、并行驱动技术, 最大程度地提高i LOCK系统的可靠性。 (4) 采用多处理器、相互独立的计算机电源保护、防浪涌和双重电源防雷、机箱屏蔽接地、分区滤波等技术, 使i LOCK具有较高的防雷和抗干扰能力。 (5) NISAL技术的采用能确保输出驱动安全性的同时, 简化接口电路, 降低系统成本。
1.4 i TS
i TS是基于现代数据通信网络的分布式实时计算机控制系统, 与i LOCK子系统、i TC子系统、站台设备等连接, 为控制中心行车调度员和车站行车值班员提供信号和列车的监控功能, 并在此基础上实现对列车的自动化调度和运行调整, 从而减轻调度员和值班员的工作强度, 优化线路运行效率。
作为卡斯柯信号有限公司的既有成熟产品, i TS子系统在国内外地铁项目中得到了广泛的应用, 如伊朗德黑兰地铁1号线和2号线, 北京地铁2号线、9号线、机场线、房山线, 上海地铁1号线、10号线, 深圳地铁2号线和5号线等。
i T S子系统的主要特点是: (1) 关键单元采用“1+1”防护, 故障情况下冗余设备自动实现无扰切换。 (2) 采用分散自律功能配置, 在中央故障时仍可完成大部分自动控制功能。 (3) 对于涉及安全的操作, 采用高完整性控制安全协议 (HILC) , 提供安全操作的二次确认, 以确保安全。 (4) 对恶意入侵的实时监测, 保障系统的信息安全。 (5) 符合人机工程原理的标准化图形用户界面。 (6) 完善的故障诊断功能, 减少系统维护时间。
1.5 DCS
DCS为i CMTC系统提供可靠的通信连接, 主要由两大部分组成: (1) DCS有线传输系统。为i CMTC信号系统提供信息交互传输通道, 保证地面应用间正确的通信连接, 同时也为轨旁设备和车载设备通信提供接口。 (2) DCS无线传输系统。包括车载无线设备和轨旁无线单元, 为轨旁和车载设备提供可靠、持续、双向的通信服务。
DCS有线传输系统的核心网络采用基于同步数字传输 (SDH) 技术的多业务网络解决方案, 利用同步数字传输技术完善的保护机制确保信号应用通信具有更高的可靠性。DCS无线传输系统用于实现车辆与地面设备间的无线通信, 根据车-地无线传输方式不同, 系统支持自由无线和波导管两种无线方案。DCS子系统采用冗余设计 (红网和蓝网) , 具有高可用性、高带宽、双向自愈、组网灵活等特点。
1.6 MSS
MSS对i CMTC信号系统所有设备 (包括电源设备) 的工作状态和电气性能指标进行在线监测和集中报警, 收集并显示包括i TS、i TC、i LOCK等子系统设备的报警信息, 帮助维修调度人员计划和制定预防性和纠正性维护作业。MSS子系统是i CMTC系统的设备状态监测和维护辅助工具, 具有智能化诊断、功能易扩展等特点。
2 i CMTC系统特点
i CMTC系统设计充分考虑国内城市轨道交通现状和用户操作习惯, 能够满足兼顾安全和高效运营的需要。主要技术特点体现在以下方面: (1) 系统集成了多个既有的成熟子系统 (i LOCK、i TS、DCS和MSS) , 这些子系统经过充分应用验证, 技术稳定可靠。 (2) 整个信号系统中所有安全子系统的安全完整性等级达到SIL4级, 导致危险侧的故障率低于10-9/h, 确保系统的高安全性。 (3) 所有关键设备采用冗余热备配置, 故障情况下冗余设备之间自动实现切换, 不影响系统正常运营。 (4) 在同一线路上, 系统支持CBTC模式列车和点式后备模式列车的混合运营, 并提供完整的SIL4级安全防护。 (5) 在点式后备模式下提供ATO功能, 提高系统后备模式运营效率。 (6) 支持3种不同等级的运营模式——联锁模式、点式后备模式和CBTC模式, 当无线通信不能正常工作时, 系统可降级为后备模式或更低的联锁模式运行。 (7) 提供电信级的SDH骨干网, 具有高带宽、双向自愈、组网灵活, 可同时承载信号和实时多媒体, 以及视频监控等多项附加应用等特点。 (8) 采用模块化设计, 可根据项目需求灵活裁剪和扩充系统功能, 满足系统用户需求。
3 i CMTC系统研发历程
从1994年启动i TS子系统自主研发到现在整个i CMTC系统的集成和中试, i CMTC系统解决方案的设计和开发集结了众多中外信号专家的智慧与丰富经验。i CMTC系统具体研发历程如下:
1994年, 启动i TS子系统的自主研发;
1998年, 具有完全自主知识产权的i TS子系统成功应用于伊朗德黑兰地铁1号线和2号线;
2002年, 启动i LOCK子系统的自主研发;
2005年, 具有完全自主知识产权的i LOCK子系统 (采用“2乘2取2”结构) 研发成功;
2006年, i LOCK子系统通过铁道部技术审查, 被批准在客运特等站——上海南站投入使用;
2007年, 启动i TC核心子系统自主研发, 从概念、设计到开发, 整个过程由国际第三方进行独立安全审查和认证;
2008年, i TS、i LOCK作为国产化URBALIS 888信号解决方案的子系统, 成功应用于北京地铁2号线和北京首都机场线;
2009年, i LOCK子系统通过国际第三方SIL4级独立安全认证;
2011年, i TC子系统获准在上海轨道交通10号线试车线进行现场动车调试;
2011年, i CMTC获准在上海轨道交通张江实训基地进行中试;
2012年, 计划i TC子系统通过国际第三方SIL4级独立安全认证;
2012年, 计划推出具有完全自主知识产权的城市轨道交通信号系统解决方案——i CMTC系统。
4 结束语
随着i TC子系统开发完成并通过国际第三方SIL4级独立安全认证, 以及与既有成熟子系统集成, 卡斯柯信号有限公司将为中国城市轨道交通提供一个高安全性、高可靠性的具有完全自主知识产权的CBTC信号系统解决方案——i CMTC系统, 这将成为中国城市轨道交通国产信号控制系统发展的里程碑。
隧道内高铁无线信号覆盖方案分析 篇9
中国是一个经济发展迅速的发展中国家, 人口密度也大, 提高效率、节约时间成了经济发展中一个重要的因素。为了更好地适应出行需求, 高速铁路的出现有效缩短了出行时间, 成为商务领域中的一项重要“交通工具”。到目前为止, 国内的高铁无论从技术水平、线路总长、运行速度、建设规模, 还是集成能力来讲, 都是世界之最。到2015年, 国内铁路的发展目标是覆盖全国百分之九十以上的居住人口。
发展高铁的目的就是为了提升旅客的出行舒适度, 为旅客节省宝贵时间, 因此高铁的服务也随之提高, 进而带来消费成本的提高。为了能适应高铁服务的需求, 作为电信运营商也要考虑覆盖的质量, 具体表现就是覆盖的范围、覆盖范围内下行速率的保证及铁路沿线不间断的覆盖, 只有做好信号的覆盖及服务, 才能得到广大旅客的认同, 进而巩固自己的品牌形象。
2. 高铁覆盖的特点
高速铁路隧道覆盖属于狭长通道内室内分布范畴的一种, 但隧道覆盖又有别于普通的室内覆盖, 它的主要特点包括[1]:
(1) 强封闭性。山体隧道是在山体内打通一条通道, 该隧道结构特点是狭长而又强阻隔, 只能在隧道口能接受到外界无线信号, 隧道内对隧道外空间无线信号会造成40d B以上的衰减。
(2) 明显的填充效应。填充效应是指车体穿过隧道的过程中, 隧道内的狭长空间几乎全部被车体填充, 无线信号在隧道内传播的质量受到严重影响的现象。
(3) 有限的可用空间。隧道本身具有狭长的特点, 加上隧道内无线信号明显的填充效应, 直接限制了天线在隧道内的安装条件, 天线的尺寸和增益都受到很大的限制。
(4) 话务量常低但有突发性。隧道的无线信号环境, 也只有在列车经过隧道的时候, 由车体内的用户产生。这种情况会造成话务量的突发, 但又会与隧道附近环境整体话务量偏低有着直接的冲突。
3. 隧道内高铁覆盖的难点
相比较普通铁路, 高铁具有隧道空间有限、车速快、穿透损耗大等特点, 这对高铁覆盖提出了更高的要求, 高铁覆盖需要考虑多项难点问题[2]。
3.1 隧道内无线传播条件差
首先, 无线信号的传播介质是电磁波, 在隧道内, 电磁波从发射机出发, 需要经散射、反射、直射, 才到达接收机。而且墙壁对电磁波会有屏蔽、吸收和散射作用, 从理论分析, 隧道是一种超大尺寸的非理想波导环境, 频率只有高于其截止频率的信号才能在隧道内传播。大多数隧道的截止频率大约为几十兆赫兹, 目前移动通信所采用的频段远高于这个频段, 可以满足隧道内无线信号的传播需求。无线信号在隧道中传播时辐射近场为多径传播, 而且不同模式的损耗与其阶数的平方成正比[3]。如图1所示。
其次, 高速铁路隧道通常情况下都是比较狭窄, 特别是当列车经过时, 会产生明显的填充效应, 此时无线的传播环境和没有列车经过时形成很大的差别, 复杂的隧道无线环境对运营商构建更强健的网络提出了更高的要求。
最后, 安全问题。当目标值为200km/h的列车经过隧道口时, 在隧道口附近将形成一股很大的压强, 对周围存在的物质会造成很大的安全隐患。出于安全性考虑, 铁路部门通常是不允许在隧道内安装天线, 这对无线信号在多隧道环境下的隧道覆盖提出了更高的方案要求。
3.2 穿透损耗
高速铁路是极其重视车体安全性及密闭性, 不管从密闭设计还是箱体材质[4]选择都需要充分考虑。无线信号要在如此材质及密闭的箱体内进行穿透, 达到良好覆盖效果, 对于车体内的接受电平需要作充分的考虑。表1给出了不同材质车体的穿透损耗参考值。
3.3 重叠覆盖区域
无线信号覆盖除了要考虑广度的覆盖, 同时也需要考虑不同小区之间的切换, 才能保证信号的质量。覆盖区域重叠部分面积太大, 会导致信号有干扰;覆盖区域无重叠的话, 将直接导致信号的丢失, 即掉话。这两种情况的发生都将影响到信号的质量, 进而影响列车上旅客对车体无线信号的满意度。
3.4 频繁切换
无线信号虽然是通过电磁波来传输的, 但是它的传输距离也是有限制的, 所以在不同小区之间是要进行切换以满足信号的连续覆盖。但是切换频率太高将直接影响切换的成功率, 严重情况将导致掉话。
4. 公网无线覆盖隧道覆盖方案
方案采用公网搭建项目组模式, 综合考虑系统共用的需求。方案需满足GSM、WCDMA、CDMA200以及预留的TD系统。在200km/h的目标值下 (并保留250km/h的提速空间, 为了保证优质的通话信号, 建议采用的是BBU+RRU拉远式基站方案。三家运营商都采用BBU+RRU方案, 实现全线共用移动信号覆盖, 隧道内则采用漏泄同轴电缆覆盖的方案。
4.1 组网方式选择
高铁沿线的环境比较特殊, 除了频繁穿过隧道, 还有非常多时间是在比较偏僻的村庄环境下。在不同环境, 有专网和公网两种组网方式可供选择。
公网:高铁沿线基站需要为大网覆盖提供补充, 需要同时覆盖自身列车和铁路沿线周围的区域。
专网:高铁沿线基站仅作独立覆盖用途, 负责覆盖铁路线, 只要满足覆盖列车上用户的需求, 不需要与铁路沿线的大网基站做切换, 只在火车站与大网基站做切换。
为了满足此次高铁覆盖要求, 寻求效益最大化, 可从表2做出比较。
专网和公网两种方式均可以采用同频或者异频组网, 同时也能将铁路沿线基站同属在同一个LAC/RAC、RNC区内。从网优工作量角度出发, 专网组网方式基站利用率低, 假若采用异频组网, 可以减少网优工作量;而公网组网方式铁路沿线基站需要与周围大网基站做切换, 这会增加网优工作量, 但是基站利用率相对专网要高一些。
综合考虑高铁沿线与周边环境, 它有线路长、穿越地形复杂、车速变化较大等特点, 在高铁建设初期, 必然会造成业务数据量不大, 此时建议采用公网组网方式, 这种选择可以满足车速较低路段, 基站周边及列车的覆盖。在车速较快的路段, 可以再根据实际运营情况做出调整。
4.2 BBU+RRUBBU与RRU之间采用光缆连接, 覆盖方案见图2。
其中RRU共小区, 这样可以减少切换, 以提高通话质量。在TD六期阶段, RRU设备已经升级到了R13版本, 即1个BBU能带12个RRU, 但是高铁对网络安全性要求较高, 不建议采用满配, 实际应用中建议1个BBU最多带6个RRU。
4.3 隧道覆盖
隧道和隧道群区域不作为切换边界;隧道内通过漏缆进行覆盖, 隧道口外接天线延伸覆盖, 避免信号在隧道口快速衰落。隧道内覆盖模型见图4。
(1) 隧道无线覆盖采用BBU+RRU或GRRU设备, 利用POI将各系统设备信号合路到漏缆。隧道内设备置于隧道洞室内。设备设置间距与运营商的覆盖要求有关, 参照广东境内其它客专工程参数:隧道内2G设备间隔1km, 其中隧道内需要切换处需同址增加1处设备;隧道内3G设备间隔0.5km。隧道内设备原则与铁路GSM-R设备同侧设置。
(2) 隧道内采取低损耗泄漏电缆进行信号覆盖。高铁隧道环境是一条狭长的通道, 对于无线信号进入通道内有极大的限制, 要将无线信号引入通道内, 只能是在隧道口产生一个信号源, 然后通过某种介质引入通道内部, 从而达到覆盖需求, 这种介质就叫泄漏电缆。
隧道单侧挂设一条漏缆, 漏缆由三家运营商共建共享。漏缆挂高距离轨面2.5m, 原则与铁路GSM-R漏缆同侧挂设。泄漏电缆模型及布放规范[6]。
(3) 当入射角小于50时, 车体穿透损耗增加幅度明显加快。采用经典的电波传播模型 (如Ericsson9999模型) , 可以计算得到小区半径与穿透损耗的关系, 即入射角与穿透损耗成反比例关系, 当入射角接近00的时候, 信号的穿透损耗可以趋近与无穷大, 也就是说根本就没有可能将信号打入车体;而随着入射角的增大, 穿透损耗将随之降低, 最后将趋于平缓。
查看文献可以发现, 随着车厢穿透损耗的增加, 小区覆盖半径将会明显变小。由此我们可以得出结论, 车厢的穿透损耗是影响无线信号 (如TD-SCDMA信号) 在火车车厢内覆盖的重要因素, 在进行无线网络设计和优化时, 需要充分考虑穿透损耗的取值以及对网络性能带来的影响。为保证运行列车内用户手机接收效果, 建议隧道外天线主瓣峰值方向与铁路方向的角度至少大于10度, 以保证更多的电磁波磁通量能从车窗进入动车内, 另外, 此次规划的高铁线铁路限界较窄, 综合考虑, 不建议在铁路限界内设置公网天线 (可能性也很小) 。在铁路限界外设置杆塔架设天线时, 天线杆塔内缘至线路中心的水平距离应不小于杆 (塔) 高加3.1m。为保证覆盖效果, 建议不使用多合路天线。
5. 结语
在总结了目前现有的高铁隧道覆盖案列后, 结合本地市实际情况, 本文分析的高铁覆盖解决方案已经初步应用在某具体工程上, 对于方案中所涉及的参数及参考值都能满足实际的覆盖需求。对于不同场景、不同工程, 应根据实际情况对参数值进行确认。本文所分析的高铁隧道覆盖解决方案仅供参考。
摘要：从分析高铁覆盖的特点, 讨论了隧道内高铁无线信号覆盖的问题, 针对隧道内无线信号覆盖的难点进行需求分析, 并提出了相应的解决方案。结合实际建设情况, 将覆盖方案应用在具体工程, 覆盖需求得到了很好的满足。
关键词：高速铁路,多系统合路平台,泄漏电缆,BBU+RRU
参考文献
[1]吴震宇.TD-SCDMA高铁隧道覆盖技术研究[J].数据通信, 2011-08-28:35-39.
[2]黄国晖.高铁隧道覆盖中的“POI+泄漏电缆”解决方案[J].中国新通信, 2010-05-05:76-82.
[3]张跃平.预测隧道中传播损耗的混合模型[J].电子学报, 2011, 9:1283-1286.
[4]王宝俊.WCDMA网高速铁路覆盖策略分析[J].邮电设计技术, 2012, 8:25-29.
[5]隋延峰.TD_SCDMA高铁覆盖方案研究[J].邮电设计技术, 2010, 6:15-19.
基于信号空间对齐的网络编码方案 篇10
无线通信中,近年来提出的中继技术和共享介质的技术可以有效地改善系统性能,提高系统容量,解决越来越稀缺的无线资源( 时间、频率等) 。在中继技术中,双向中继信道技术在各个领域,如蜂窝网络和Ad-hoc网络[1,2]都有研究,并且推广到双向的多对信息交换[3,4,5],显著地提高了系统的吞吐量和网络覆盖范围。本文基于双向中继多对信息交换技术,共有K个用户通过中继通信,任何一个用户可以通过中继向另外K - 1 个用户发送信息,同时接受K - 1 个用户发来的信息,用户之间不能直接发送信息。
共享介质的方式,由于无线通信的广播特性,共用相同频率的通信方式必然会带来共信道干扰的影响。共信道干扰会严重降低系统的传输速率,影响系统的性能。为了克服共信道干扰和提高系统容量,当前代表性的研究有干扰对齐和网络编码。
干扰对齐[5]通过发送端的联合处理,将干扰重叠投影到一定的子空间内,信号子空间和干扰信号子空间相互正交,可以有效抑制干扰,来提高信道的自由度和信道的容量。文献[6]研究发现,利用干扰对齐,K用户的时变信道的自由度可以达到K/2 。文中所用的信号空间对齐的思想来源于干扰对齐,但也存在差别。在MAC阶段,利用波束成型矩阵使用户需要交换的信息对齐到一个空间,K用户相互发送K( K - 1) 。信息在中继节点对齐到K( K -1) /2 子空间,并在中继点联合检测和网络编码成合适的信号。在BC阶段,通过合适的波束成形矩阵,使用户接收到信号后,可以抑制干扰,最终译码到合适的信号。
在多跳网络中,网络编码[7]是通信网络中信息处理和传输理论研究上的重大突破,其核心思想是允许网络节点对传输信息进行编码处理,运用网络编码能够很好地抑制干扰,提升网络吞吐量、均衡网络负载和提高网络带宽利用率等。网络编码技术的实现当前主要有PNC[8]和ANC[9],这里采用的是ANC网络编码,算法简单,容易实现。
在本文中,(·)T表示转置,(·)H表示共轭转置,(·)-1表示求逆,span( ) 表示列矢量张成的空间,rank( )表示取秩操作,tr( ) 表示取迹操作。
2 系统模型
图1 为K用户的双向中继信道系统模型。用户i通过中继向K - 1 个用户发送不同的独立信息,同时接收到K - 1 个用户的不同信息。用户i配置M个天线,中继配置N个天线用户发送K - 1 个独立的信息到K - 1 个用户,用户之间没有直接链路。假设每个节点都工作在TDD模式,整个通信过程需要2 个时隙。第1 个时隙,称为多址接入( MAC) 阶段,每个用户同时把需要交换的信息发送到中继节点; 第2 个时隙,称为广播信道( BC) 阶段,中继处理信息后,发送到每个用户。
3 传输过程算法设计
3. 1 MAC阶段
用户i发送到用户j( j ≠ i) 的信息记为w[j,i],用户发送的符号为s[j,i],中继节点共能收到K( K - 1) 个独立信息,信息量大,处理复杂度高。利用信号空间对齐技术,把需要交换的信息w[j,i]和w[i,j]对齐到一个子空间,从而降低需要中继转发的信息量,子空间之间没有相关性。为了在中继把需要相互交换的信息对齐到一个空间内,需要选用合适的波束成形向量v[j,i]。假设,发送端、接收端和中继都能得到良好的信道状态信息( CSI) ,那么用户i发送的信息可以写为
式中: x[i]为M × 1 的向量,为了满足功率限制,需 ,pi为用户发送功率。
H[R,i]是用户i到中继的N × M信道矩阵,矩阵的每一项都服从独立同分布的复高斯分布,为了使来自不同用户的相互发送的信息s[j,i]和s[i,j]在中继对齐到一个子空间,需要满足
系统有K个用户,每个用户之间需要相互传递信息,则在MAC阶段,需要对齐CK2次,对齐的条件为
为了使式( 3) 成立,需要验证其可能性和得到满足的条件。假设q是N × 1 向量,存在于R( A1) ∩ R( A2) ,R( ·) 是N × M型矩阵A1,A2的列空间,由矩阵论,容易得出如果
式( 4) 可以等效为
从式( 5) 可以看出,P为齐次方程组的解,系数矩阵为Q,则可知当满足
存在q满足式( 4) ,那么式( 3) 可以进一步限制为
MAC阶段,中继节点接收的信号可以表示为
式中: n[R]是N ×1 向量,每一项是独立同分布的高斯白噪声向量,上式亦可以写为
上文的推导过程中,没有考虑用户的数目K和天线数目M,N的关系,在实际的通信过程中,为了使系统的实现成为可能,必须满足一定的条件。每个用户须同时向另外的K - 1 个用户发送独立信息,则M ≥ K - 1 ,根据式( 6) ,当两个用户的信号对齐时,即存在q时,N < 2M 。K个用户的K( K - 1) 独立信息被中继对齐到了K( K - 1) /2个子空间,则中继成功处理信息需要满足的条件为N ≥K( K - 1) /2 。则任意两用户相互发送的信息对齐到一个子空间的条件为
U[R]信道矩阵H[R,i]的每一项是连续的高斯信道分布产生的,矩阵的列向量张成空间。任意两个空间相交的基底存在于另外两个相交向量空间的概率为零。那么U[R]的每一列都是线性无关的,则矩阵U[R]是满秩的,是可逆的。
3.2中继节点的信息进行网络编码和预编码
对中继接收的信息进行网络编码
中继节点对所接收的信号进行预编码处理,过程如下
式中: Q是N × N的矩阵,由于U[R]是满秩的,令
上式的逆矩阵为广义逆矩阵。为了计算方便,可以设N = K( K - 1) /2 。
3. 3 BC阶段,用户接收到信息并且译码
在BC阶段,中继节点广播后,每个用户都能接受到信息ys[R],用户i接收到的信息可以表示为
式中: H[i,R]是M × N型的中继到用户i的信道矩阵,因本文考虑TDD的通信方式,则可以得到H[i,R]是矩阵H[R,i]的转置矩阵,ni是M × 1 的高斯噪声向量。
用户接收到信息后,需要对信息译码,结合前面的预编码矩阵,可以简单方便地设计译码矩阵,正确地译码。考虑矩阵的如下性质,假设可逆矩阵B = [b1,b2,…,bN],满足下列性质
译码矩阵的设计充分考虑了信号对齐时的波束成形向量,减少了算法的复杂度和计算量。用户i接收到中继发出的信息后,可以成功获得K -1 个独立的信息,因此需要译码K - 1 次,假设译码后,用户i接收到j的信息为y[j,i],其对应的译码矩阵为用户j发送到用户i的波束成形矩阵的共轭转置矩阵,不需要重新计算矩阵,算法简单。则接收到的信号为
用户接收到信息后,可以成功译码得到y[j,i],然后做简单的模二和操作,可以获得用户j发送到用户i的符号信息。
4 仿真与分析
通过蒙特卡洛对本文所提算法进行仿真,假设信道矩阵服从独立的复高斯分布,并且MAC和BC阶段总发射功率和噪声方差相等,K = 3,M = 2,N = 3。仿真时,将TDMA,MU-MIMO与本方案的信道容量结果作对比,如图2 所示。
由图可知,本文所提出的方案可以明显提高系统的信道容量。
分析系统的自由度。当用TDMA时,K个用户相互传递信息需要2K个不同的时隙,则自由度为1 /2 ,当用MU-MIMO方案时,通过干扰对齐,可以达到K / 2 的自由度。本文提出的方案,可以将K( K - 1) 相互独立的信息在2 个时隙内完成传送,自由度可达到K( K - 1) /2 。如表1 所示
5 结论
信号方案 篇11
既有信号信号系统换装涉及到运输、机务、电务、工务、铁通等很多部门, 同时还需要联锁、电源屏、CTC、TDCS、微机监测以及自动闭塞等设备厂家进行配合。开通技术方案是否考虑的是否周密关系到能否按点开通, 下面这方面的内容进行探讨。
既有铁路改造一般伴随着站场专业和信号专业同步改造, 在当期铁路运输非常繁忙的情况下, 只有两个专业紧密配合, 才能完成站场改造施工。下面就既有站场改造信号专业开通方案进行探讨。
1 信号设备具备开通的条件
要进行新旧信号系统倒接, 相关条件必须达到要求, 否则将影响开通的顺利进行, 严重的可能影响行车安全。只有现场达到下列情况才具备开通条件:
第一、LKJ数据已经上报并审核完毕
信号设备改造必定涉及到LKJ数据的变化, 必须及时按照要求提报LKJ数据, 配合电务部门进行审核等工作
第二、室内外设备调试完毕并通过验收
室内部分:所有设备安装调试完毕, 电务部门各种试验及测试已经完毕, CTC、TDCS、微机监测厂家设备配线及调试已经就位。
室外部分:新设信号机、转辙设备已经调试完毕, 轨道电路各种参数已经在终端测试完毕。由于是既有站场改造, 既有设备在使用, 新设设备不能就位, 为了保证开通倒接的顺利进行, 可以要点提前逐一把新设设备与既有对应设备进行倒接并调试、测试, 点毕前及时恢复既有设备并试验, 确保既有设备工作正常。这样做可以提前发现新设备正式使用可能出现的问题并及时解决, 避免开通点内出现问题, 造成开通点延误。
第三、开通方案已经由相关部门审核并通过。
渡施工
根据总体开通方案, 确定是否需要进行过渡设计, 如果有, 及时协助设计进行设计, 并及时进行过渡准备, 展开施工。
第三步:细化信号专业开通方案
根据总体开通方案, 对开通方案进行细化, 制定详细的信号开通方案, 具体如下:
第一, 要有详细方案阐述, 介绍本工程的特点, 明确开通时所有的工作量及各工作的施工时间。
第二, 成立专业的开通领导小组, 对领导小组的成员有明确的分工。开通小组成员必须包含技术、物资、后勤等关键人员
第三、编制详细的人员分工。针对开通点内的工作量, 编制详细的人员分工表, 人员分工表必须把开通点内的所有工作合力的分配到人, 每个人的紧急联系方式及开通时必须带的工器具、材料。对于人员的分工, 要根据每个人员的特长进行工作安排, 可以成立室内开通施工小组、轨道电路施工调试小组、道岔换装小组、信号机换装小组等, 明确小组负责人。室内开通小组必须由本站技术负责人担任负责人, 以长期在本站室内施工的人员为主要施工力量;室外人员需按两咽喉进行安排, 每个人负责的施工内容尽可能在相邻很近的范围内。
第四、对开通时可能出现的问题进行预想, 编制符合实际的应急预案, 制定已经措施。
第五、绘制详细的开通平面图, 包含既有和新建站场信号设备布置图图 (既有和新建线路可以用不同线条表示) 、开通时现场人员分布及分工、各人员的联系方式等, 以便于开通时相关负责人及时掌握现场状态, 能够随时与现在人员联系, 有效的指挥现场人员施工。
第四步:细化后的开通方案交底。把细化后的开通方案向所有参与开通的人员进行交底, 必须让每个人了解开通方案, 熟悉自己的施工内容。
第五步:熟悉开通现场。开通前一天, 组织所有参与开通施工人员到现场熟悉各自的施工内容, 各小组负责人必须在现场把开通时的工作内容向每个小组成员进行现场讲解, 直到每个施工人员完全明白为止。
第六步:准备开通材料、施工工具及通信工具。开通前一天, 所有施工人员要提前准备开通时所需要的材料、施工工具和通信工具 (如对讲机) , 并检查其完好性。准备最够的备品备件, 确保开通时出现设备故障时能够及时更换。
第七步:点前1-2小时到达开通现场, 检查现场设备情况。出发去现场前每个人必须检查自己携带的工器具和材料是否有遗漏, 所有参与开通人员必须点前1-2小时到达各自的施工位置, 检查现场设备情况, 检查完毕后必须向负责人报告现场情况, 如果发现问题及时汇报, 及时解决。检查完毕后各施工人员进行开通前的准备工作, 并注意施工负责人对命令。
第八步:点内施工。所有到达现场的人员必须听从室内负责人的统一指挥, 封锁前下达前严禁影响既有设备工作。封锁点开始后, 必须在室内负责人下达开始施工后命令后才能展开施工, 施工完毕后必须进行详细检查, 确认正确后及时向负责人汇报, 然后就地待命, 不得离开施工现场, 继续监控现场设备状态。
第九步:配合设备接收单位进行设备调试。
第十步:开通。在设备接收单位试验完毕后消点开通。现场施工人员必须在开通后第一列火车通过后才能离开现场。
第十一步:开通后值班人员进行值班, 出现设备故障及时解决。
3 结论