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CJT 407-2012 城市轨道交通基于通信的列车自动控制系统技术要求PDF文本

ICs93.080Q84b中华人民共和国城镇设行业标准CJ/T407一2012城市轨道交通基于通信的列车自动控制系统技术要求典Te说ha德tq壶ements&oomm basedautomatic train control system for urban rail transit2012-09-21发布2013-02-01实施中华人民共和国住房和城乡设部发布樂尚罚素荷网Z.ZC
CJ/T407一2012目次前言1范围……12规范性引用文件13术语和定义、缩略语…14一般要求5性能要求…36功能要求7对外接要求………………118电源……129电磁兼容防护…1210环境条件……12附录A(资料性附录)系统可靠性指标参考值0附录B（规范性附录)系统参数值………14参考文献…典凹索中例…心2…8干…15興素村网Z.ZS心.NE可筑321一标准查询下载烤w.jz321.ne
CJ/T407-2012前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由住房和城乡设部标准定额研究所提出。本标准由住房和城乡设部城市轨道交通标准化技术委员会归。本标准起草单位：北京交通大学、北京市轨道交通设管理有限公司、北京市地铁运营有限公司、上海申通轨道交通研究咨询有限公司、广州市地下铁道总公司、北京城设计研究总院有限贵任公司。本标准主要起草人：唐涛、部春海、牛英明、张艳兵、张良、朱翔、梁东升、喻智宏、黄友能、王海峰。I,罚素村网Z.J
CJ/T407-2012城市轨道交通基于通信的列车自动控制系统技术要求1范围本标准规定了城市轨道交通基于通信的列车自动控制系统的一般要求、性能要求、功能要求、对外接要求、电源、电磁兼容防护及环境条件等技术要求。本标准适用于地铁、轻轨、单轨、磁浮系统及自动导向轨道等系统。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。GB9254信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法GB/T24338.5轨道交通电磁兼容第4部分：信号和通信设备的发射与抗扰度GB/T20438.6电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全第6部分：GB/T20438.2和GB/T20438.3的应用指南GB/T24339.四辄道交通通信、信号和处理系统第人部分：封闭式传输系统中的安全相关通信GB/T24339.2轨道交通通信、信号和处理系统第2部分：开放式传输系统中的安全相关通信GB50343筑物电子信息系统防雷技术规范TB/T3074铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件3术语和定义、缩略语下列术语和定义、缩略语适用于本文件。3.1术语和定义3.1.1基于通信的列车控制communication based train control采用不依赖轨旁列车占用检测设备的列车主动定位技术和连续车-地双向数据通信技术，通过能够执行安全功能的车载和地面处理器而构的连续式列车自动控制系统。3.1.2列车自动控制automatic train control城市轨道交通信号系统实现列车自动监控ATS、列车自动防护ATP、列车自动运行ATO及计算机联锁CI技术的总称。3.1.3列车自动监控automatic train supervision自动实现行车指挥控制、列车运行监视和管理技术的总称。1筑321一一标准在询下成网mW.jz321.net典总素付网Z.ZC.NE
CJ/T407-20123.1.4列车自动防护automatic train protection自动实现列车运行间隔、超速防护、进路安全和车门等监控技术的总称。3.1.5列车自动运行automatic train operation自动实现列车运行速度、停车和车门等监控技术的总称。3.1.6计算机联锁computer interlocking以计算机技术为核心，自动实现进路、道岔、信号机等防护技术的总称。3.1.7移动授权movement authority列车沿给定的行驶方向进人并在某一特定轨道区段内行车的许可。3.1.8追踪间隔时间headway在同一线路、同向运行的两列列车的前端经过线路同一地点的间隔时间。3.1.9旅行时间travelling time列车从起点站发车至终点站停车的运行时间。3.1.10列车安全制动模型，safe train braking model根据列车安全间隔，依掘列车待性、线路参数及运营条件生成的列车制动曲线。3.1.11限制速度restricted speed线路、车辆结构等限制及列车移动授权所获取的最严格的速度限制。3.2缩略语ATC列车自动控制(Automatic Train Control)ATO列车自动运行(Automatic Train Operation)ATP列车自动防护(Automatic Train Protection)ATS列车自动监控(Automatic Train Supervision)CBTC基于通信的列车控制(Communication Based Train Control)CI计算机联锁(Computer Interlocking)DCS数据通信系统(Data Communication System)MA移动授权(Movement Authority)MTBF平均故障间隔时间(Mean Time Between Failures)MTTR平均修复时间(Mean Time To Repair)SIL安全完整性等级(Safety Integrity Level)4一般要求4.1ATC系统应具有统一的时间。4.2系统应适应单方向和双方向运行编组长度固定的列车。4.3系统宜适应单方向和双方向运行编组长度可变的列车。2莲筑素前网Z.ZC.ET
CJ/T407-20124.4系统应适应不同性能的列车共线运行。装备CBTC车载设备的列车应能与未装备CBTC车载设备的列车或故障列车共线运行。4.5列车进入CBTC区域4.5.1列车进入CBTC区域前，CBTC系统应获得CBTC区域边界信息。4.5.2列车进入CBTC区域前，为确保CBTC系统正常工作，应检查CBTC车载设备及相应轨旁设备，验证装备CBTC车载设备的列车进人CBTC区域的条件，并为相关操作维护人员提供检查结果信息。4.5.3检查通过时，CBTC车载设备应给出相应指示。在正常情况下，装备CBTC车载设备的列车在驶入CBTC区域时不需停车；运营需要时，装备CBTC车载设备的列车在驶人CBTC区域时可以停车。4.5.4检查不通过时，CBTC车载设备应给出相应指示。4.6列车退出CBTC区域4.6.1退出CBTC区域前，系统应获得CBTC区域边界信息，并提前给出相应的指示。4.6.2经司机确认后，CBTC车载设备进行相应的操作，满足退出条件时，可转人相应的驾驶模式。在正常情况下，装备CBTC车载设备的列车在退出CBTC区域时不需停车；运营需要时，装备CBTC车载设备的列车在退出CBTC区域时可以停车。4.7系统宜实现基于通信的列车控制(CBTC)、点式列车控制、联锁控制三种等级。点式列车控制可通过地面配置点式超速防护所需设备、CBTC车载设备兼容点式超速防护功能的方式实现。5性能要求5.1对应特定线路与待定列车的设计追踪间隔时间和旅行时间应考虑下列因素，川ETa)线路参数，包括线路限速、线路坡度等；b)线路配线；?)列车参数，包括列车长度、列车最大加速度、最大常用制动列车平均减速度、紧急制动列车平均减速度等；d)车站站停时间；e)司机反应时间；f)CBTC系统的列车测速及定位精度；g)CBTC系统的移动授权分辨率；h)CBTC系统的定位报告及移动授权更新频率；i)CBTC系统的通信延迟时间，包括正常与最不利条件下车载及地面设备间命令或状态信息的传输时间；)CBTC设备响应时间，包括位置报告更新后生成新的移动授权所需时间、对应联锁条件生成新的移动授权所需时间、移动授权更新后对应生成新的ATP曲线所需时间等。5.2安全性要求5.2.1系统中与行车安全相关的设备应符合“故障-安全”原则。5.2.2系统中完成与行车安全功能相关的设备应符合GB/T20438中SIL4级的要求。5.2.3系统中完成与行车安全功能相关的设备宜采用二乘二取二或三取二冗余结构，二乘二取二或三取二冗余结构的定义应符合GB/T20438.6的要求。5.2.4系统中安全信息的传输应符合GB/T24339的要求。5.3系统可靠性、可用性和可维护性要求5.3.1系统设备故障宜分为下列三类：I类：影响列车运行正点率的故障或故障组合：3筑321一标准在询下我gww.jz321.1et桑素荷网Z.ZC.NEI
CJ/T407-2012Ⅱ类：不影响列车运行正点率的故障或故障组合；Ⅲ类：不影响列车运行正点率，也不会导致部分或全部CBTC功能缺失的故障。5.3.2系统可靠性要求：5.3.2.1提高系统平均故障间隔时间(MTBF)的措施应包括5.3.1中规定的I类故障、Ⅱ类故障及Ⅲ类故障。5.3.2.2系统可靠性指标参见附录A的要求。5.3.3系统可用性措施应考虑5.3.1中规定的I类故障及I类故障发生时系统平均修复时间(MTTR)。5.3.4系统可维护性要求5.3.4.1系统应具有自诊断和远程诊断能力，并配置相应的故障显示设备，以减少系统平均修复时间(MTTR)。5.3.4.2系统维修可分为三级。其中，一级维修平均修复时间不应超过30min,二级维修平均修复时间不应超过4h,三级维修平均修复时间不应超过15d。5.3.4.3CBT℃车载、地面设备应提供数据记录功能，记录的数据应可再现系统运行状况，数据记录时间应符合附录B的要求。5.3.4.4系统应具备对硬件、软件以及数据通信链路周期性检测的能力，包括对车地数据通信链路的检测。5.4ATO控制模式下，列车在站台停车精度的指标应符合附录B的要求。5.5列车到达折返区段实现无人自动折返的正确率指标应符合附录B的要求。5.6列车因系统故障产生的紧急制动发生率指标要求应符合附录B的要求。5.7数据通信系统性能要求5.7.1数据通信系统应采用具有开滋标准的通信协议，??SC5.7.2数据通信系统应在物理和通信协议上保持相对的独立性和透明性。5.7.3数据通信系统中车-地通信的传输性能应符合下列规定：a)信息传输速率不应低于1Mbps;b)信息传输的丢包率应小于1%；c)越区切换时间应小于100ms:d)报文经有线和无线网络传输延迟应小于200ms。5.7.4数据通信系统骨干网应采用双向自愈的环形拓扑结构，当单个设备故障时，不应导致与任何网络设备的通信中断。5.7.5数据通信系统骨干网自愈协议应保证环网中一个节点故障后重新配置时间小于50ms。5.7.6数据通信系统应制定安全策略，保证网络的安全性，网络应具有多种方式和层次的访问控制安全机制。5.7.7数据通信系统的车-地无线传输网络应采取下列安全性措施：a)采用定向天线或特殊传播媒介；b)对无线接入设备实施身份验证和授权；c)无线设备对传输的信息具有至少128位的数据加密；d)经由不同的物理或逻辑通道传输不同类型的数据。6功能要求6.1ATP基本功能6.1.1列车速度/列车位置测定6.1.1.1列车速度/列车位置的测定应符合ATP功能的要求。4莲筑素前网Z.ZC.ET
CJ/T407-20126.1.1.2装备CBTC车载设备的列车在CBTC区域内应能确定列车的速度、位置和运行方向。6.1.1.3系统应安全和准确地确定列车两端的位置，列车定位精度和分辨率应符合CBTC系统安全性和性能的要求。6.1.1.4列车进人CBTC区域或从故障状态恢复时，列车应具有定位自动初始化功能。6.1.1.5系统应具备对列车速度和位置测量误差修正功能。6.1.1.6采用车轮转动来测量列车速度/位置时，系统应具备轮径补偿功能。6.1.1.7测速分辨率和精度、系统的定位分辨率指标见附录B。6.1.1.8地面设备应具备列车定位修正功能，以保证列车定位精度。6.1.2间隔防护6.1.2.1系统应具备间隔防护功能。6.1.2.2ATP系统应根据安全制动模型计算ATP曲线，实时监督列车运行。当测定的列车速度超过ATP曲线速度时，CBTC车载设备应立即实施制动，以保证列车安全间隔。6.1.2.3对于两列装备CBTC车载设备的列车，安全间隔宜基于移动闭塞原理控制，也可基于固定闭塞或准移动闭塞原理进行控制。6.1.2.4混合模式运行时间隔防护a)对于未安装CBTC车载设备或CBTC车载设备故障的列车，其安全间隔防护宜通过地面列车占用检测设备或按运营部门规定的操作程序来实现；b)前方列车未安装CBTC车载设备或CBTC车载设备故障时，系统给后续列车的移动授权应限制到前方列车所在区域的边界处。6.1.2.5系统宜在车站站台屏蔽门关闭锁闭，繁急停车按钮未按下，且在站台空闲时，控制列车进入站台停车。6.1.3超速防护6.1.3.1系统应具备超速防护功能。6.1.3.2系统应确保任何情况下列车实际速度不超过限制速度，系统应根据限制速度计算ATP曲线，实时监督列车运行。当测定的列车速度超过ATP曲线速度时，CBTC车载设备应立即实施制动，以保证列车运行安全。6.1.3.3限制速度应按下列因素中最严格的限制条件确定：a)线路限速：b)线路临时限速；c)列车限制速度；d)与CBTC车载设备驾驶模式相关的限制速度；?)保证列车前端进入限速区段时，列车速度低于该区段的限制速度；D保证列车末端出清限速区段前，列车速度低于该区段的限制速度；g)保证列车在移动授权终点前安全停车。6.1.4移动授权(MA)6.1.4.1MA应根据下列因素的最严格限制条件确定：a)车辆、线路、道岔等限制速度；b)移动闭塞下，前方装备CBTC车载设备列车的尾部位置及其定位误差；?)固定闭塞和准移动闭塞下，闭塞分区的边界；d)未装备CBTC车载设备的列车或CBTC车载设备失效列车所占用区域的边界；5筑321一标准查询下载9Www.jz321.ne要素前网Z.ZC.NEI
CJ/T407-2012e)轨道的尽头；)当进路办理未锁闭时联锁区段的入；g)反方向运行区段的边界。6.1.4.2系统应具有MA回撤功能，如果列车接收到MA回撤指令时，超越了新的ATP曲线，则CBTC车载设备应立即采取制动措施。6.1.4.3任何情况下，移动授权不应延伸至反向进路已经立的区域。6.1.5列车安全制动模型6.1.5.1列车安全制动模型应结合具体CBTC系统应用工程确定，应为不同列车确定相应的安全制动模型。6.1.5.2ATP曲线应遵从列车安全制动模型，保证在任何情况下装备CBTC车载设备的列车不应超过限制速度和移动授权。6.1.5.3安全制动模型应至少包括下列因素：a)前行列车位置的不确定性；b)本车跟踪位置的不确定性；c)列车长度；”d)‘列车编组；：e)CBTC车载设备测速误差；f)CBTC车载设备的响应时间；g)列车的最大加速度；.r sh)系统在检测到超速时，从切除牵引到紧急制动施加并生效前的最大响应时间；)最不利条件下的列车制动率；j》线路坡度。6.1.5.4系统除采用紧急制动外，还可采用常用制动。若列车速度超过常用制动曲线，则实施常用制动。常用制动实施后仍不能保证列车安全减速或停车，则系统应能实施紧急制动。6.1.5.5实施紧急制动时，列车停车前中途不允许缓解。6.1.6溜逸防护与退行防护6.1.6.1系统应具备溜逸防护功能。6.1.6.2当溜逸距离和速度超过容许量时，系统应立即采取紧急制动。溜逸防护指标见附录B。6.1.6.3系统应具有退行防护功能，以满足列车停车对位的需要。6.1.6.4当退行距离和退行速度超过容许量时，系统应立即采取紧急制动。退行防护指标见附录B。6.1.6.5系统应具备列车完整性检测功能，并对列车完整性进行防护。6.1.6.6系统应具有零速度检测功能，零速度检测的标准值见附录B.6.1.7开门防护6.1.7.1系统应具有开门防护功能。在允许打开车门前，应检查下列条件：)列车应以规定停车精度在车站内指定的停车点停车；b)确定靠近站台一侧的车门；c)检测到零速度信息，d)列车处于保持制动已施加状态；e)列车处于牵引已切除状态。6.1.7.2系统宜具备人工切除车门防护功能。6筑素前网Z.ZC.ET
CJ/T407-20126.1.8车门状态检查6.1.8.1系统应具备车门状态检查功能。6.1.8.2列车运行过程中，当检测到车门为开门状态时，系统宜采取下列措施之一：a)切除牵引但不实施制动；b)不切除牵引，也不实施制动，列车运行至下一座车站。6.1.8.3列车停车时，系统应确认车门关闭且锁闭后，才允许列车启动。当在安装有站台屏蔽门的车站停车时，系统还应检查站台屏蔽门关闭且锁闭状态。6.1.9列车折返系统应能实现列车由司机监督或无司机监督折返作业的自动控制。6.1.10列车驾驶模式6.1.10.1列车宜具有下列由高到低的驾驶模式：a)ATO驾驶模式(AM):司机监控下的列车自动运行模式；b)受控人工驾驶(CM):司机在列车自动防护设备监控下驾驶列车运行；?)限制人工驾驶(RM):在地面设备故障或未设地面信息设备的线路，列车按规定限速运行，超速时实施制动，直至停车；d)非限制人工驾驶(EUM):司机按操作规程驾驶列车安全运行。6.1.10.2城市轨道交通系统中，封闭运行线路上的信号系统，应根据信号系统配置水平确定其驾驶模式，列车驾驶模式转换应符合下列规定索J.NE)车辆段（场）未全部纳入列车运行系统监控时，应在系统监控区域与非监控区域的分界处，设驾驶模式转换区。根据信号系统的性能特点和运营需要，驾驶模式转换可自动或手动完成。转换区的信号设备应与监控区域的信号设备一致；b)在驾驶模式转换区域，车载设备人机界面上宜提供驾驶模式转换的提示；?)列车驾驶模式由高向低转换时，列车可停车和或不停车转换驾驶模式，驾驶模式由低向高转换时，列车宜不停车转换驾驶模式。6.1.10.3系统故障状态下列车驾驶应符合下列规定：)列车自动防护系统等处于故障状态时，系统宜具有降级功能；b)经特殊授权并在有限时间内，列车可以限制人工或非限制人工驾驶等驾驶模式执行故障运行。6.1.10.4驾驶模式转换应予记录或表示。6.1.11CBTC车载设备CBTC车载设备可通过执行限制列车速度等特殊的ATP功能，实现在非CBTC地面设备控制区域运行的能力。6.1.12点式超速防护6.1.12.1CBTC系统宜具有点式超速防护的降级功能。6.1.12.2地面设备宜能提供列车占用检查功能，以满足系统降级运用的要求。6.1.12.3点式超速防护应实现测速定位、安全间隔防护、超速防护功能，具体功能要求见6.1.1、6.1.2和6.1.3。6.1.12.4点式超速防护应具备闯红灯防护功能。6.1.12.5点式超速防护的安全制动模型要求见6.1.5.2筑321一标准在询下我树Www,jz321.et莲筑素前网Z.ZC.ET
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