Báo cáo khoa học: "THIẾT BỊ TÍN HIỆU CỦA ĐƯỜNG SẮT CAO TỐC ThS. KIỀU XUÂN ĐƯỜNG

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

96
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt: Đường sắt cao tốc (ĐSCT) là phương tiện vận chuyển hành khách bánh sắt có tốc độ cao, khối lượng vận chuyển lớn, có khả năng cạnh tranh có hiệu quả với vận chuyển hàng không ở cự ly ngắn và trung bình. Đường sắt cao tốc đã được xây dựng và đưa vào khai thác ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt ở châu Á như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan và gần đây là Trung Quốc. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu xây dựng ĐSCT đang được xúc tiến. ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "THIẾT BỊ TÍN HIỆU CỦA ĐƯỜNG SẮT CAO TỐC ThS. KIỀU XUÂN ĐƯỜNG

THIẾT BỊ TÍN HIỆU CỦA ĐƯỜNG SẮT CAO TỐC ThS. KIỀU XUÂN ĐƯỜNG KS. TRẦN CÔNG THUYẾT Bộ môn Tín hiệu giao thông Trường Đại học Giao thông Vận tải Tóm tắt: Đường sắt cao tốc (ĐSCT) là phương tiện vận chuyển hành khách bánh sắt có tốc độ cao, khối lượng vận chuyển lớn, có khả năng cạnh tranh có hiệu quả với vận chuyển hàng không ở cự ly ngắn và trung bình. Đường sắt cao tốc đã được xây dựng và đưa vào khai thác ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt ở châu Á như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan và gần đây là Trung Quốc. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu xây dựng ĐSCT đang được xúc tiến. Để hiểu rõ hơn về thiết bị tín hiệu của ĐSCT, bài báo giới thiệu yêu cầu, tính năng kỹ thuật của những hệ thống thiết bị chủ yếu dùng cho ĐSCT. Summary: The Rail Rapid Transit System includes passenger transit vehicles of high speed and huge traffic capacity; it is possible to compete influentially in comparison with air transit system in short and medium distances. Such systems have been contructed and put into operation in lots of countries around the world, especially in Asia including: Japan, Korea, Taipei, and China. In Vietnam, the research into rail rapid transit system contruction has been in progress. In order to clarify its ĐT signalling equipment, the article illustrates requirements, characteristics of main signalling device systems. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Đường sắt cao tốc (ĐSCT) là phương tiện vận chuyển hành khách bánh sắt có tốc độ cao, khối lượng vận chuyển lớn, có khả năng cạnh tranh có hiệu quả với vận chuyển hàng không ở cự ly ngắn và trung bình. Đường sắt cao tốc đã được xây dựng và đưa vào khai thác ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt ở châu Á như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan và gần đây là Trung Quốc. Ở nước ta, việc nghiên cứu xây dựng ĐSCT đang được xúc tiến. Để hiểu rõ hơn về thiết bị Tín hiệu của ĐSCT, bài báo giới thiệu yêu cầu, tính năng kỹ thuật của những hệ thống thiết bị chủ yếu dùng cho ĐSCT. Đường sắt cao tốc là tuyến đường đôi với khổ đường tiêu chuẩn, sử dụng sức kéo điện để chuyên chở hành khách. Do đoàn tàu vận hành với tốc độ cao nên khoảng cách giữa các ga thường lớn hơn nhiều so với các tuyến đường sắt chạy với tốc độ thấp. Thông thường khoảng cách giữa hai ga (khu gian) ở ĐSCT là 40 - 60 km, thậm chí lớn hơn. Ngoài ra, do chỉ vận chuyển hành khách nên tại các ga chỉ có yêu cầu phục vụ hành khách lên xuống tàu, các tác
nghiệp kỹ thuật, dồn dịch đoàn tàu đều thực hiện tại các Depo (trạm chỉnh bị đầu máy, toa xe), nên đường ga bố trí tương đối đơn giản. II. THIẾT BỊ TÍN HIỆU CỦA ĐSCT Do chạy tàu với tốc độ cao, giãn cách giữa các đoàn tàu ngắn, do đó ĐSCT đặt ra yêu cầu an toàn rất cao, đặc biệt đối với thiết bị Tín hiệu. Để giúp người Tài xế nhận biết được các biểu thị của Tín hiệu điều khiển và xử lý một cách kịp thời và chuẩn xác, một mặt cần phải đưa các biểu thị tín hiệu dưới đường lên đầu máy, mặt khác cần có hệ thống thiết bị tự động điều khiển tàu trợ giúp cho Tài xế khi cần thiết. Chính vì vậy, thiết bị tín hiệu ĐSCT phải thực hiện được các chức năng chính sau đây: - Có kỹ thuật tự động hóa cao, thực hiện việc giám sát, khống chế và điều khiển các thiết bị tín hiệu ga và khu gian (Centralized Train Control-CTC); điều khiển giải thể, dồn lập và chỉnh bị tàu tại các Depo; - Giám sát, khống chế tốc độ và tự động điều khiển đoàn tàu. Hệ thống thiết bị tự động điều khiển đoàn tàu (Automatic Train Control –ATC) là hệ thống hoàn chỉnh bao gồm: + Hệ thống tự động phòng vệ đoàn tàu (Automatic Train Protection - ATP) + Hệ thống tự động giám sát chạy tàu (Automatic Train Supervision - ATS) + Hệ thống tự động lái tàu (Automatic Train Operation- ATO) ĐT HÖ thèng tÝn hiÖu cña giao th«ng b¸nh s¾t HÖ thèng ®iÒu khiÓn tÝn hiÖu §Ò P« HÖ thèng ATC cña tuyÕn ®−êng HÖ thèng nh¸nh ATO ®−êng ch¹y HÖ thèng nh¸nh ATP HÖ thèng nh¸nh ATS Khèng chÕ Liªn kho¸ §iÒu ®é Qu¶n lý duy tu toa xe §iÒu chØnh tèc ®é ®oμn tÇu Qu¶n lý biÓu ®å ch¹y tÇu Khèng chÕ ®−êng ch¹y vμ Phßng vÖ v−ît tèc ®é X¸c ®Þnh vÞ trÝ dõng tÇu Xö lý d÷ liÖu vËn hμnh §iÒu ®é ®iÖn vμ toa xe gi·n c¸ch gi÷a c¸c tÇu Tr¶ lêi hμnh kh¸ch §ãng ®−êng Liªn kho¸ Hình1. Sơ đồ khối của hệ thống tín hiệu giao thông bánh sắt cao tốc
B¶ng hiÓn thÞ tæng hîp Bμn chñ nhiÖm Bμn ®iÒu ®é Bμn ®iÒu ®é Bμn m« h×nh/ Bμn duy tu Bμn biÓu ®å ®iÒu ®é viªn sè 1 viªn sè 2 ®μo t¹o båi d−ìng ch¹y tÇu M¸y in 1 ThiÕt bÞ vËn hμnh b¶ng hiÓn thÞ LAN M¸y in 2 bé phËn trî gióp xö lý tin sè 1 xö lý tin sè 2 in Ên Bé kÕt nèi sè 2 Bé kÕt nèi sè 1 ®Õn c¸c ga ®Õn c¸c ga ®/k tËp trung ®/k tËp trung giao diÖn SCADA giao diÖn SCADA giao diÖn FAS, BAS M¸y vÏ biÓu ®å ch¹y tÇu giao diÖn FAS, BAS giao diÖn ®ång hå giao diÖn ®ång hå Hình 2. Thiết bị ở trung tâm điều khiển 1. Hệ thống tự động phòng vệ đoàn tàu (Automatic Train Protection-ATP) - Chức năng của hệ thống: + Bảo vệ an toàn chạy tàu và ngăn ngừa đoàn tàu chạy quá tốc độ cho phép trên khu đoạn; ĐT + Thực hiện giám sát và khống chế các thiết bị tín hiệu; + Đo, xác định vị trí của đoàn tàu, xác định khoảng cách an toàn giữa các đoàn tàu để đảm bảo các đoàn tàu vận hành với tốc độ cao và an toàn; + Thực hiện truy nhập các biểu thị tín hiệu, cảnh báo trở ngại, nhắc nhở giảm tốc độ, đồng thời truy nhập các thông số của đoàn tàu và của tuyến đường; + Có các giao diện trao đổi thông tin với các hệ thống ATS, ATO và đoàn tàu. - Hệ thống ATP liên tục cập nhật các tin tức do thiết bị mặt đất thu nhận được về các thông số của đoàn tàu; các thông tin về tuyến đường; khoảng cách từ đoàn tàu đến điểm dừng phía trước; tốc độ chạy tàu cho phép… thông qua mạch điện đường ray (hoặc các thiết bị tương ứng) truyền lên đầu máy. - Thiết bị trên đầu máy hoặc thiết bị ở Trung tâm điều khiển tính toán để xác định tốc độ phép của đoàn tàu. - Thiết bị đo trên đầu máy xác định tốc độ hiện tại của đoàn tàu và so sánh với tốc độ cho phép để điều chỉnh tốc độ đoàn tàu, đảm bảo đoàn tàu luôn chạy với tốc độ cao nhưng trong
phạm vi tốc độ cho phép, do đó khoảng cách giữa hai đoàn tàu có thể rút ngắn đến giới hạn an toàn. 2. Hệ thống tự động giám sát chạy tàu (Automatic Train Supervision- ATS) Hệ thống ATS bao gồm các thiết bị trên đầu máy, các bộ phận liên quan ở mặt đất như thiết bị truyền tin giữa mặt đất và đầu máy, các giao diện kết nối với hệ thống ATP và hệ thống liên khóa các ga. Trung t©m ®iÒu khiÓn ATS Ph©n c¬ ATS ë Depo toa xe Bé biÓu thÞ Bé biÓu thÞ B μn phÝm B μn phÝm Chuét Chuét Giao diÖn hiÓn thÞ tÝn hiÖu §Çu cuèi ë phÝa ban §Çu cuèi ë phßng (tøc trùc ban toa xe) ®iÒu khiÓn tÝn hiÖu ĐT HÖ liªn kho¸ vi tÝnh R¬le giao diÖn (r¬le chuyÓn tiÕp tÝn hiÖu) Bé biÓu thÞ Bé biÓu thÞ B μ n phÝm B μ n phÝm Chuét Chuét M¹ch ®iÖn ®−êng ray Cét tÝn hiÖu §Çu cuèi duy tu §μi khèng chÕ Ghi Hình 3. Sơ đồ khối thiết bị của hệ thống ATS ở Depo toa xe Chức năng của hệ thống này là thực hiện các lệnh điều khiển từ Trung tâm điều khiển mặt đất để khởi động hoặc hãm đoàn tàu, đảm bảo cho đoàn tàu khởi hành đúng giờ và an toàn ở mức cao nhất. Đảm bảo cho đoàn tàu vận hành ở trạng thái tốt nhất, không xảy ra tình trạng tăng tốc hoặc giảm tốc đột ngột, giúp cho hành khách đi tàu có được cảm giác thoải mái và an toàn. Ngoài ra, hệ thống còn đảm nhiệm tuyền tin tức liên quan đến việc đóng, mở cửa toa xe.
ĐT Trung t©m ®iÒu khiÓn ATS C¸c ga kh«ng khèng C¸c ga kh«ng khèng Ph©n c¬ ATS ë ga Ph©n c¬ ATS ë ga B¶ng chØ dÉn hμnh kh¸ch B¶ng chØ dÉn hμnh kh¸ch chÕ tËp trung chÕ tËp trung M logic ¹ch M logic ¹ch khÈn cÊp khÈn cÊp hμnh kh¸ch hμnh kh¸ch B¶ng chØ dÉn B¶ng chØ dÉn nót ®ãng (TH) nót ®ãng (TH) bé biÓu thÞ göi tÇu bé biÓu thÞ göi tÇu khÈn cÊp khÈn cÊp Chuét Chuét Chuét Chuét Bé biÓu thÞ Bé biÓu thÞ Bμn phÝm Bμn phÝm nót ®ãng (TH) nót ®ãng (TH) Bé biÓu thÞ Bé biÓu thÞ Bμn phÝm Bμn phÝm bé biÓu thÞ bé biÓu thÞ §Çu cuèi duy tu §μi khèng chÕ göi tÇu göi tÇu §Çu cuèi duy tu §μi khèng chÕ logic chuyÓn ®æi M§§R chÝnh/phô ®Õn ga ®Çu cuèi ®Õn ga ®Çu cuèi ®Õn ga ®Çu cuèi ®Õn ga ®Çu cuèi (ga chñ) bªn c¹nh (ga chñ) bªn c¹nh ®Õn ga bªn c¹nh (ga chñ) bªn c¹nh ®Õn ga bªn c¹nh ®Õn ga bªn c¹nh ®Õn ga bªn c¹nh (ga chñ) bªn c¹nh m¸y tÝnh TWC logic chuyÓn ®æi M§§R chÝnh/phô TWC logic chuyÓn ®æi M§§R chÝnh/phô M§§R chÝnh/phô Bé phËn ®iÒu chÕ Bé phËn ®iÒu chÕ m· vμ gi¶i m· m· vμ gi¶i m · M§§R chÝnh/phô r¬le chuyÓn tiÕp module ®iÒu tiÕt tÝn hiÖu module ®iÒu tiÕt Vßng d©y TWC (mét lo¹i vßng d©y thay chøc n¨ng M§§R) Cét tÝn hiÖu Vßng d©y TWC (mét lo¹i vßng d©y thay chøc n¨ng M§§R) Ghi ga ®iÒu khiÓn tËp trung ga ®iÒu khiÓn tËp trung cã ghi kh«ng cã ghi H×nh 4: S¬ ®å khèi thiÕt bÞ tÝn hiÖu ë ga cña ATS
3. Hệ thống tự động lái tàu (Automatic Train Operation- ATO) Hệ thống ATO bao gồm thiết bị ở Trung tâm điều khiển chạy tàu và phân cơ ở các ga, Depo để kiểm soát hoạt động của thiết bị tín hiệu, thu thập tin tức về tuyến đường, thời tiết v.v. và truyền về Trung tâm điều khiển các thông tin liên quan và truyền lệnh điều khiển từ Trung tâm. Thiết bị ở Trung tâm gồm: Hệ thống máy tính trung tâm, các bàn chỉ huy điều độ, bảng (hoặc màn hình) hiển thị, máy vẽ biểu đồ chạy tàu, máy in… Hệ thống này thực hiện quá trình giám sát và điều khiển đoàn tàu vận hành, hỗ trợ cho nhân viên điều độ trong việc quản lý chạy tàu trên tuyến. Hệ thống có các chức năng sau: - Giám sát và khống chế đối với đoàn tàu thuộc khu đoạn điều độ; - Giám sát quá trình làm việc của thiết bị chuẩn bị đường chạy và đảm bảo khoảng cách giữa các đoàn tàu; - Tự động khống chế các tín hiệu mặt đất để đón gửi tàu theo biểu đồ chạy tàu; - Vẽ biểu đồ chạy tàu thực tế, tự động lập và điều chỉnh biểu đồ chạy tàu nhằm tối ưu hóa quá trình vận hành của các đoàn tàu; - Giám sát quá trình hoạt động của các thiết bị tín hiệu và ghi lại các thao tác của nhân viên điều độ; thống kê các số liệu liên quan đến chạy tàu; - Tự động chuyển tiếp các số liệu các đoàn tàu. III. KẾT LUẬN Thiết bị Tín hiệu của ĐSCT đóng vai trò hết sức quan trong trong việc chạy tàu an toàn với tốc độ cao, sức chở lớn. Vì vậy việc nghiên cứu để góp phần chuẩn hóa và áp dụng những thiết bị Tín hiệu hiện đại, có độ tin cậy cao cho ĐSCT ở Việt Nam là rất cần thiết và cấp bách cho trước mắt và lâu dài. ĐT Tài liệu tham khảo [1] Vital Processor Interlocking Control System- Alstom Signalling - Inc, 1999; [2] Automatic Train Control in Rail Rapid Transit – 5 - 1976 [3] Tín hiệu giao thông đô thị bánh sắt – NXB Đường sắt Trung Quốc, 2008♦