關(guān)于有軌電車信號控制技術(shù)的探索分析

李　云（蘇交科集團(tuán)股份有限公司,南京210000）

關(guān)于有軌電車信號控制技術(shù)的探索分析

李云
（蘇交科集團(tuán)股份有限公司,南京210000）

現(xiàn)代有軌電車的環(huán)保和高運量等優(yōu)點使得其成為一種新的城市公共交通出行工具，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，也讓有軌電車得到了大力發(fā)展。有軌電車的信號系統(tǒng)，既秉承傳統(tǒng)信號系統(tǒng)的作用，也被賦予了特殊的運用需求和適用的技術(shù)條件。本文針對有軌電車信號系統(tǒng)的關(guān)鍵控制技術(shù)進(jìn)行探索分析，旨在提高有軌電車的運輸能力，實現(xiàn)迅速、及時、準(zhǔn)確的行車調(diào)度指揮和運營管理現(xiàn)代化，提高運輸效率及服務(wù)質(zhì)量。

有軌電車；信號控制技術(shù)；探索

0　引言

高新技術(shù)的發(fā)展為有軌電車注入了新的活力，使得其在國際上得以復(fù)興，現(xiàn)階段我國對有軌電車給予了重新認(rèn)識。有軌電車[1]是在我國城市道路的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，在地面進(jìn)行軌道的敷設(shè)，通過電力進(jìn)行有軌電車的牽引，其輸送功能在傳統(tǒng)公車與輕軌兩者之間，屬于中等的公交運力?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步，降低了有軌電車的噪音，提高了行車速度，使其更安全、環(huán)保、快捷、穩(wěn)定，為乘客出行提供了便利。

1　有軌電車的特點

有軌電車具備靈活性好、造價低等特點，對車站無特殊要求，且站點可移動，能夠滿足城市道路布局的不同要求。

1.1經(jīng)濟(jì)性良好

有軌電車屬于城市軌道中的一種中低運量的交通。單向高峰客運量是0.3—1.9萬人次/h，介于公共汽車與地鐵輕軌之間，在中等城市中利用，可形成骨干線路，而在大城市中卻可用作輔助路線公交。有軌電車與輕軌、地鐵的造價相比，資金成本投入較低具有較大的優(yōu)勢，多數(shù)城市均可承擔(dān)，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

1.2技術(shù)先進(jìn)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，有軌電車技術(shù)也得到不斷更新。不僅有軌電車的外部造型較為流暢與美觀，而且在車輛內(nèi)部各通信系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等配套齊全[2]，供電技術(shù)也日趨先進(jìn)成熟。

1.3與城市發(fā)展相協(xié)調(diào)

有軌電車屬于公共交通的一種，除了重視車輛外形的美觀度外，還需與城市景觀相協(xié)調(diào)。對現(xiàn)有的軌道選型與接觸網(wǎng)技術(shù)[3]進(jìn)行改進(jìn)，以促進(jìn)有軌電車與城市發(fā)展相協(xié)調(diào)，最大限度的減少破壞城市景觀。

1.4環(huán)境污染較小

我國的舊式有軌電車其噪音與震動都較大，且造成的環(huán)境污染較為嚴(yán)重。在有軌電車發(fā)展的過程中，逐漸通過電力進(jìn)行牽引，避免汽車尾氣造成的環(huán)境污染，車輛依靠徑向轉(zhuǎn)向架技術(shù)與彈性車輪技術(shù)，消減與吸收車輛的震動與沖擊力。軌道通過無縫線路與彈性墊層相結(jié)合的形式，車輛噪音則是依靠圍裙技術(shù)降低輻射，且在有需要的地段設(shè)置聲屏障，以有效降低震動與噪音。

2　有軌電車信號控制的關(guān)鍵技術(shù)探析

2.1路口信號優(yōu)先控制

有軌電車在地面路段行駛時與社會車輛共同行駛在道路上，與其它車道之間存在著平面交叉，道路交叉口信號優(yōu)先實施的理念是在保證不對整個交叉口或干線車輛運行產(chǎn)生嚴(yán)重影響的前提下，對交叉路口交通信號控制策略的優(yōu)化設(shè)計，對有軌電車車輛進(jìn)行傾斜性的信號分配，提高車輛在交叉口的通行效率，確保車輛的優(yōu)先通行權(quán)。

現(xiàn)階段，我國有軌電車路口信號優(yōu)先控制模式主要分為兩種：集中控制與區(qū)域控制[4]。

（1）集中控制。有軌電車中普遍安裝GPS/BD等裝置，可利用GPS發(fā)送車輛運行信息至控制中心，在公共交通信號處理中遵循優(yōu)先處理原則。而控制系統(tǒng)則利用光纜把智能交通信號控制機(jī)優(yōu)先信號發(fā)送至交警控制中心，并通過智能交通信號系統(tǒng)接口控制干預(yù)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)有軌電車優(yōu)先通過的目的。公共交通信號優(yōu)先不僅可通過內(nèi)部比對時間，來確定最佳到站時間，而且能夠確定有軌電車到站的時間，以對路口信號燈進(jìn)行調(diào)整。

（2）區(qū)域控制。有軌電車?yán)眯l(wèi)星進(jìn)行定位，調(diào)度中心對有軌電車定位的目的是對應(yīng)急情況與全局運營進(jìn)行指揮。電子地圖中不會顯示車載定位裝置，主要是利用定位信息對有軌電車的進(jìn)站時間進(jìn)行計算。當(dāng)車輛進(jìn)入判定范圍時，會根據(jù)車輛位置、交叉口位置、車速等信息進(jìn)行計算，預(yù)計車輛到達(dá)的時間，并將間隔時間發(fā)送至路邊設(shè)備，由路邊設(shè)備以此為依據(jù)判斷延長還是縮短信號燈時間。此時，路邊設(shè)備和路口顯示燈通過無線設(shè)備進(jìn)行傳輸，從而保證路口機(jī)動車與有軌電車的完美配合，提高有軌電車正常運行的安全性。

2.2正線道岔控制

正線道岔控制主要是聯(lián)鎖控制正線道岔，正確處理軌道區(qū)段、信號機(jī)以及道岔區(qū)段內(nèi)道岔等之間的關(guān)系，從而確?？刂频陌踩?。

（1）有軌電車在正常運行過程中，人工辦理或是中心自動辦理進(jìn)路，在通道故障、中心設(shè)備與運行過程中，轉(zhuǎn)換成人工操作車站道岔；

（2）正線道岔能夠?qū)α熊囘M(jìn)路進(jìn)行多種操作，例如：取消、解鎖以及鎖閉等，對有軌電車軌道道岔區(qū)段的信號機(jī)進(jìn)行多種操作，例如：關(guān)閉、鎖閉、故障恢復(fù)以及道岔單操等；

（3）根據(jù)列車位置與聯(lián)鎖關(guān)系自動進(jìn)行排列進(jìn)路[5]。

道岔控制包括兩種模式：車載遙控控制與聯(lián)鎖集中控制。

（1）聯(lián)鎖集中控制。在聯(lián)鎖集中控制模式下，車載系統(tǒng)能夠及時獲知有軌電車所處的位置，并利用DCS將數(shù)據(jù)信息傳遞至控制中心，與此同時，控制中心通過有線通信網(wǎng)絡(luò)獲取信號燈情況、道岔狀態(tài)等，并在調(diào)度員界面中有所顯示。有軌電車在進(jìn)入道岔時，會對入口位置的信息進(jìn)行讀取，并與調(diào)度中心的呼叫相呼應(yīng)，從而制定、發(fā)送相應(yīng)的控制信息，自動排列進(jìn)路。

（2）車載遙控控制。在車載遙控模式下，有軌電車在進(jìn)入道岔控制區(qū)域后，司機(jī)會自動獲得控制權(quán)，并利用車載控制系統(tǒng)或人工控制道岔轉(zhuǎn)動至需要的位置，道岔自動鎖閉、信號開放。在有軌電車駛出該區(qū)域后，自動失去控制權(quán)以保證不會因司機(jī)誤操作造成道岔再次轉(zhuǎn)動。車輛取得控制權(quán)至車輛完全離開道岔區(qū)段期間，系統(tǒng)不授予其他車輛控制權(quán)，以保證運行安全。

2.3車載設(shè)備

有軌電車的車載設(shè)備主要是指車載天線、顯示單元、車地雙向無線通信設(shè)備[6]、GPS終端以及主機(jī)等。車載設(shè)備利用列車位置檢測設(shè)備、GPS、傳感器等準(zhǔn)確定位有軌電車，并通過無線通信系統(tǒng)把定位信息實時發(fā)送至控制中心，以調(diào)整有軌電車運行的計劃。同時可依據(jù)有軌電車的位置、車速、道岔定反位狀態(tài)、前后車距、進(jìn)路表示器等信息，在某一項超出設(shè)定行車安全范圍時，就會發(fā)出報警，以提示駕駛?cè)藛T注意。

2.4運營調(diào)度

運營調(diào)度是指運營管理、監(jiān)督、行車指揮、報警管理以及運營統(tǒng)計的統(tǒng)稱。

（1）運營管理：是指控制中心以運營要求為基礎(chǔ)制定運營計劃與時刻表，車輛基地依據(jù)時刻表有計劃、有組織的運營有軌電車；

（2）監(jiān)督與報警管理：有軌電車中的設(shè)備具備自診斷功能，當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障時，會反映至控制中心的調(diào)度員終端，并報警；

（3）行車指揮：系統(tǒng)利用有軌電車中的定位系統(tǒng)獲取有軌電車的位置信息，將實時狀態(tài)反映至調(diào)度員終端，指揮有軌電車的運營；

（4）運營統(tǒng)計：依據(jù)獲取的有軌電車位置、車次號以及時間等信息制作報表，并對有軌電車的返程與管理進(jìn)行統(tǒng)計。

3　結(jié)語

綜上所述，有軌電車信號控制技術(shù)是對通信、信號等進(jìn)行綜合利用，并在超大帶寬的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，構(gòu)建城市軌道專用的無線通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)有軌電車的雙向通信，促使我國有軌電車信號控制技術(shù)的一體化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。有軌電車信號控制技術(shù)與城市道路交通的交通效率與統(tǒng)一規(guī)劃等密切相關(guān)，需遵循相對優(yōu)先通行、最少綠燈以及絕對信號優(yōu)先等原則，避免有軌電車影響城市道路交通。

[1]劉海軍.現(xiàn)代有軌電車信號系統(tǒng)設(shè)計分析[J].都市快軌交通,2013(06):156-159.

[2]公吉鵬.新型有軌電車道岔控制方案分析[J].城市軌道交通研究,2014(07):119-121.

[3]高玉,王洪波.現(xiàn)代有軌電車道口信號控制技術(shù)研究[J].現(xiàn)代城市軌道交通,2014(04):1-4.

[4]徐波,王波,周侃.面向協(xié)同控制的城市有軌電車交通組織技術(shù)探討[J].城市道橋與防洪,2014(09):16-21；57；13.

[5]劉立龍,李建成.基于VISSIM的現(xiàn)代有軌電車交叉口信號優(yōu)先控制策略研究[J].公路與汽運,2014(06):56-58.

[6]劉新平.新型有軌電車信號系統(tǒng)方案研究[J].城市軌道交通研究,2012(05):50-52；60.

李云（1987—），女，江蘇南京人，研究方向：鐵路/軌道交通信號工程。