基于CSS技術的列車輔助防撞系統設計與研究

宗清澤, 張 麗, 梁汝軍, 姜琨久

(中車南京浦鎮車輛有限公司, 南京 210031)

城市軌道交通列車在運行過程中，列車的運行安全由列車自動防護ATP(Automatic Train Protection)系統予以保證。然而，由于城市軌道交通系統的高度復雜性，在實際運營中信號和車輛的故障時有發生，且由于ATP的故障導向安全設計，在大多數故障情況下會導致列車停車。在這種情況下，一般會切除ATP轉為人工駕駛模式，此時列車缺乏設備層面的安全防護手段，誤操作或人員疏忽可能會導致十分嚴重的碰撞事故，存在較大風險。

因此，研究出一種獨立于信號系統且不干擾車輛其他設備、在ATP切除的情況下能有效防止列車碰撞的輔助防撞系統有很大的必要性和現實意義。

1 列車輔助防撞系統設計

1.1 系統組成

設計的列車輔助防撞系統主要由測距天線、RFID閱讀器、地面信標、分析主機、操作屏、聲光報警單元等設備組成，每列車頭尾車各設一套獨立的設備,見圖1。

圖1 系統結構示意圖

首先，兩端主機讀取司機室激活信號確定各自工作狀態，并通過RFID閱讀器信息來確定列車的上、下行狀態；然后，列車在ATP切除以后，自動激活輔助防撞系統，通過測距天線主動向前方發射問詢信號，進而基于線性調頻擴頻(CSS)信號測距原理，結合SDS-TWR算法，計算前后列車的距離并評估，最后輸出預警信息來輔助實現防撞功能。

1.2 工作原理

1.2.1主機工作狀態

列車上電激活后，分析主機自動檢測列車激活端鑰匙信號，根據列車激活端鑰匙信號來決定主機的工作狀態：激活端主機處于主動搜索狀態，非激活端主機處于被動應答狀態。……