淺談城市軌道交通臨時限速的應用

姚東偉

摘要：本文介紹了城市軌道交通列控系統(tǒng)臨時限速的用途，以及準移動閉塞和移動閉塞兩種制式列控系統(tǒng)的臨時限速管理方案及原理，并對臨時限速在各種駕駛模式下的應用情況進行了分析。

關鍵詞：臨時限速;列控系統(tǒng)

一、城市軌道交通列控方式介紹

列控系統(tǒng)是城市軌道交通中最重要的行車設備。軌道交通列控系統(tǒng)由列車自動防護系統(tǒng)（ATP）、列車自動運行系統(tǒng)（ATO）、列車自動監(jiān)督系統(tǒng)（ATS）三個子系統(tǒng)構成。它通過完備的列控技術，實現(xiàn)列車啟動、加速、巡航、惰行、制動等功能，最大程度地保障列車運行安全，提高列車運行效率。目前，在城市軌道交通中列控系統(tǒng)主要采用準移動閉塞和移動閉塞兩種制式。

二、兩種閉塞制式的基本原理簡介

1.準移動閉塞

準移動閉塞通常采用數(shù)字式音頻無絕緣軌道電路方式作為列車占用檢測和信息傳輸?shù)拿浇椋ㄟ^音頻軌道電路向車載設備發(fā)送報文信息（包括目標速度、目標距離、臨時限速命令、線路狀態(tài)等），車載設備結合車輛性能計算出適合本列車運行的速度距離曲線，保證列車安全、有序運行。

2.移動閉塞

移動閉塞列控系統(tǒng)（CBTC）是基于通信技術實現(xiàn)車地間雙向數(shù)據(jù)傳輸和列車位置檢測，車載設備根據(jù)接收到的移動授權（或ATP防護點）信息以及列車速度、線路參數(shù)、司機反應時間等，計算出列車的常用制動和緊急制動曲線，以確保列車不超越現(xiàn)有的移動授權點。車地雙向信息傳輸具有信息量大、速度快、更新快等特點，與軌道不存在關聯(lián)。

三、臨時限速概述

臨時限速（TemporarySpeedRestriction，以下簡稱TSR）用于在一些特殊地段來降低允許速度。TSR是線路固定速度以外的、具有時效性的限速，包括施工、維修作業(yè)引起的計劃性限速和自然災害、線路設備故障引起的突發(fā)性限速等。

四、城市軌道交通臨時限速的設置

1.臨時限速區(qū)域設置方式

準移動閉塞和移動閉塞在地車通信方式、列車定位原理、行車間隔控制原理等方面的不同，導致不同制式間列控系統(tǒng)的TSR區(qū)域設置存在差異。結合準移動閉塞的地車信息傳輸媒介的特點，臨時限速命令須通過軌道電路才能發(fā)送到車載設備，故臨時限速設置最小分辨率為軌道電路區(qū)段。一個臨時限速區(qū)段可包括連續(xù)多個軌道電路區(qū)段。相鄰車站間根據(jù)情況可設置兩個或以上的臨時限速區(qū)，數(shù)量不限。

2.與臨時限速相關的設備設置

2.1臨時限速的輸入設備

設置/取消臨時限速是ATS子系統(tǒng)功能之一，一般在控制中心或車站現(xiàn)地ATS操作終端上人工控制完成，臨時限速值由控制中心調度員或車站值班員操作設定，ATS能對臨時限速表示進行顯示。

設置臨時限速可根據(jù)需要降低線路允許速度，列控系統(tǒng)對特殊地段完成列車運行速度安全防護，而取消臨時限速將導致運行允許速度的提高，臨時限速錯誤取消導致速度的升級，危及列車、線路或人身安全。

2.2臨時限速的管理設備

臨時限速涉及行車安全，列控系統(tǒng)將其納入安全設備（ATP）管理，列控系統(tǒng)設置中央線路控制器ATP計算機或軌旁ATP計算機單元管理和保存臨時限速，并通過地車傳輸通道發(fā)送給車載ATP設備。但臨時限速的輸入設備采用非安全設備ATS終端工作站，因此臨時限速信息的輸入（尤其是修改或取消）、傳輸通道均應采取安全技術措施，必要時還可以增加相應的運營規(guī)章制度，確保安全。

2.3臨時限速等級的設置

TSR的等級通常采用階梯方式設置，一般以5公里/小時為增量等級，可從0公里/小時到線路允許的最高速。臨時限速的最低速度和增量等級可根據(jù)運營需要進行設置。臨時限速應低于線路固定限速，否則無效。對于零速TSR封鎖的區(qū)域，列控系統(tǒng)不允許具備正常ATP防護的列車通過臨時速度限制區(qū)域。

五、臨時限速的工作原理

針對不同制式列控系統(tǒng)的特點，分析了城市軌道交通中常見的臨時限速的工作原理。

1.準移動閉塞臨時限速工作原理

臨時限速通過ATS操作終端人機界面輸入，向TSR管理設備ATP計算機單元發(fā)送請求，請求被接收后，返回確認信息。TSR生效后，在ATS顯示終端上顯示TSR信息。ATP計算機通過軌道電路將臨時限速信息以報文形式不間斷向列車發(fā)送，傳遞給車載ATP設備，列車接收到臨時限速命令后，生成相應的目標距離曲線，控制列車安全運行。若地車通信丟失，列車將實施緊急制動。

2.移動閉塞臨時限速工作原理

與準移動閉塞通過軌道電路傳送臨時限速信息不同，移動閉塞是通過車地雙向通信傳送臨時限速信息。移動閉塞制式下有兩種常見的臨時限速管理方式：中央集中管理和區(qū)域分散管理。兩種方式相應的管理設備設置存在不同。前者采用1套中央ATP計算機作為管理設備，一般設于線路控制中心，后者采用納入軌旁區(qū)域控制器的ATP計算機單元管理方式，一般設于設備集中站。

2.1臨時限速中央集中管理方式

列控系統(tǒng)設置1套中央ATP計算機（線路控制器LC），用于管理線路臨時限速以及其它線路數(shù)據(jù)和軟件。臨時限速通過ATS操作終端人機界面輸入，向線路控制器LC發(fā)送請求，請求被接收后，返回確認信息。

2.2臨時限速分散管理方式

列控系統(tǒng)采用軌旁區(qū)域控制器ATP計算機單元按其控制的線路區(qū)域進行管理和存儲TSR。臨時限速通過ATS操作終端人機界面輸入，向軌旁區(qū)域控制器ATP發(fā)送請求，請求被接收后，返回確認信息。軌旁區(qū)域控制器ATP計算機單元將TSR信息指令與其它信息一起，通過車地雙向通信系統(tǒng)向車載ATP進行發(fā)送。

六、臨時限速在運營中的應用

城市軌道交通運營中通常涉及的列車駕駛模式包括：ATO自動駕駛模式、ATP監(jiān)控下的人工駕駛模式、點式ATP駕駛模式、ATP固定限速限制人工駕駛模式、非限制人工駕駛模式。其中點式ATP駕駛模式為點式ATP系統(tǒng)下的駕駛模式，點式ATP系統(tǒng)通常為移動閉塞CBTC系統(tǒng)的后備系統(tǒng)。

七、結束語

臨時限速在城市軌道交通中的應用與列控系統(tǒng)制式和原理結合緊密，同時與列車運行模式和系統(tǒng)設備工作狀態(tài)也相關聯(lián)。不同的列控系統(tǒng)均采用非安全ATS操作終端作為TSR的輸入設備，ATP安全設備作為臨時限速的管理設備的方式，但不同的列控系統(tǒng)在技術上自成體系，沒有統(tǒng)一的技術標準，TSR在安全管理軟件、硬件和原理等方面也存在差異，暫不能實現(xiàn)統(tǒng)一。