传输时延对 CB TC 影响的分析及消除.pdfVIP

第 ３６卷第 ６期 ２ ０ １ ４ 年 ６ 月 铁 　 　道 　 　学 　 　报 JOURNAL OF THE CHINA RAILWAY SOCIETY Vol畅３６ 　 No畅６ June ２０１４ 收稿日期 ：２０１４‐０２‐１２ ；修回日期 ：２０１４‐０３‐０４ 基金项目 ：国家自然科学基金 ；中央高校基本科研业务费 （２０１１JBZ０１４） ；城市轨道交通北京实验室资助 作者简介 ：步 　 兵（１９７４ — ） ，男 ，河南新乡人 ，副教授 ，博士 。 E‐mail ：bbu＠ bjtu畅 edu畅 cn 文章编号 ：１００１‐８３６０（２０１４）０６‐００４１‐０６ 传输时延对 CBTC 影响的分析及消除 步 　兵 ，唐 　涛 （北京交通大学 轨道交通控制与安全国家重点实验室 ，北京 　 １０００４４） 摘 　要 ：基于通信的列控系统 CBTC利用无线通信传递列车状态信息和控制命令 ，数据传输时延将引发不必要 的列车牵引和制动 ，降低列控系统的性能 。本文提出一种适用于 CBTC的列控系统和数据通信系统的一体化设 计方法 ，将 CBTC的多列车控制系统等效为网络控制系统 ，建立一体化模型 ，分析传输时延对列控系统性能的影 响 。提出消除传输时延对列控系统影响的改进措施 ，并通过仿真验证该方法的有效性 。 关键词 ：CBTC ；列车控制 ；车地传输 ；网络控制系统 中图分类号 ：U２８４畅４８ 　 　文献标志码 ：A 　 　 doi ：１０畅３９６９／j畅 issn畅１００１‐８３６０畅２０１４畅０６畅００７ Analysis and Elimination of the Impact of Transmission Delays on CBTC BU Bing ， TANG Tao （State Key Laboratory of T raffic Control and Safety ， Beijing Jiaotong University ， Beijing １０００４４ ， China） Abstract ：Communication‐based train control（CBTC） systems use wireless communication to transfer the status and control commands of trains ． The delays in data transmission introduce unnecessary tractions and brakes of trains which degrades performance of the train control system ． In this paper ， we proposd a method to in‐ tegrate design of the train control system and that of the communication system for CBTC through modeling the train control system as a networked control system ．An integrated model was set up ． The effect of transmis‐ sion delay on performance of the CBTC system was analyzed ． In addition ， we proposed a method to remove the negative impact of transmission delays on performance of the train control system ． The effects of the pro‐ posed methods were proved through simulation ． Key words ：CBTC ； train control ； train‐ground transmission ； networked control system（NCS） 　 　 基于通信的列控系统 CBTC （Communication‐ based T rain Control）通过高精度的列车定位和双向 、 大容量 、连续的车地信息传输 ，可实现控制中心对线路 上运行列车的闭环 、精确控制 ，缩短列车运行间隔 ，实 现灵活的运输组织方式 ，且已成为城市轨道交通的重 要发展方向之一［１‐２］ 。 由于列车高速移动和传输环境的复杂多变 ，车地 无线传输不可避免地存在传输时延和丢包等不确定因 素 。同