關于地鐵信號系統(tǒng)自動控制功能分析

李 航

西安市地下鐵道有限責任公司運營分公司通號部

關于地鐵信號系統(tǒng)自動控制功能分析

李 航

西安市地下鐵道有限責任公司運營分公司通號部

近年來，我國的地鐵事業(yè)發(fā)展十分迅速，為城市公共交通的運輸能力提升做出了巨大的貢獻。地鐵信號技術將直接關系到地鐵運行的安全性，因此也是當前研究的重要課題。但由于我國的信號系統(tǒng)要求比較高，因此在自動控制功能上也提出了更高的要求，需要進一步的加強系統(tǒng)的完善?；诖耍恼戮偷罔F信號系統(tǒng)自動控制功能進行簡要的分析，希望可以提供一個有效的借鑒，從而更好的促進地鐵的發(fā)展。

地鐵信號系統(tǒng)；自動控制功能；要點

1.地鐵信號系統(tǒng)自動控制技術

在地鐵信號系統(tǒng)中引入自動控制技術能夠確保地鐵列車運行的安全性，同時兼具靈活性、便捷性的特點。為達到這一目標，要求地鐵信號系統(tǒng)自動控制實現(xiàn)以下幾個方面的功能：①列車自動駕駛系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要支持的功能為：動態(tài)調整；在車站實現(xiàn)定點停車；站點間的自動運行；②列車自動監(jiān)督系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要支持的功能為：實時產生列車時刻表；對全線列車運行狀態(tài)進行監(jiān)督；確保列車嚴格按照時刻表要求正點運行；對列車運行時刻進行動態(tài)調整；③列車自動防護系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要支持的功能為：列車定位；列車追蹤；停車位置保證。

以上列車自動駕駛系統(tǒng)、列車自動監(jiān)督系統(tǒng)以及列車自動防護系統(tǒng)共同構成地鐵信號自動控制系統(tǒng)。在目前新建的地鐵系統(tǒng)中，多引入有微機聯(lián)鎖裝置，系統(tǒng)整體具有可靠性高、信息量大以及抗干擾能力強的優(yōu)勢，系統(tǒng)整體結構如圖1所示。

圖1 地鐵信號自動控制系統(tǒng)結構示意圖

2.地鐵信號系統(tǒng)自動控制基本功能

2.1 列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)功能

在地鐵信號系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)中的自動監(jiān)控子系統(tǒng)主要負責的是對列車的運行實際情況進行自動性的監(jiān)控和調整，主要包含了以下幾點功能：(1)對列車的識別功能，當列車駛入到一定的范圍內會對列車的車次、運行方向等進行進一步的明確，從而為專業(yè)人員提供一定的資料保障。(2)列車的追蹤功能。在列車的自動監(jiān)控子系統(tǒng)當中可以根據車的位置和操作人員所發(fā)出的請求來完成列車的創(chuàng)建和刪除等操作。(3)自動排路功能。在該子系統(tǒng)當中能為車輛提供運行的線路，根據目的地來進行車輛的定點停靠，為列車的正常運行提供便利性。(4)列車自動調整功能。所謂自動調整就是指在列車的正常運行過程中時刻表能自動的根據列車運行進行運動，將列車與時刻表之間的差值控制在最小范圍內。(5)列車時刻表的管理功能。

2.2 防護子系統(tǒng)功能

在防護子系統(tǒng)功能當中，主要目的是為了促使列車的運行能更加安全可靠，當中主要包含了以下幾種基本功能：(1)列車的定位功能。通過列車的速度和距離以及運行線路等進行列車的定位分析，明確其位置的安全性與否，為列車和乘客提供進一步的安全保障。(2)追蹤系統(tǒng)。在追蹤系統(tǒng)中能根據列車所報告的位置來找到列車具體的地點。(3)列車速度校正功能。列車在運行的過程中會出現(xiàn)低速或者高速運行的現(xiàn)象，等列車中的傳感器感受到了這樣的的速度問題就會自動的進行提醒，保證列車運行速度能控制在合理的范圍之內。(4)停車位置定位功能。停車的過程中能保證運行的速度下降，并與已經授權過的位置之間進行合理的匹配，將車輛運行到定點位置以后才真正的停靠。(5)防溜車功能。車在站臺的停車位置上車輛一定要保持靜止的狀態(tài)。

2.3 列車自動駕駛子系統(tǒng)(ATO)的功能

ATO子系統(tǒng)控制列車自動運行。它在ATP系統(tǒng)的保護下，根據ATS發(fā)送的指令實現(xiàn)列車運行的自動駕駛、自動調整速度和控制車門，主要包括以下基本功能：(1)自動運行功能。ATO子系統(tǒng)控制列車按運行圖規(guī)定的區(qū)間走行時分行車，自動完成列車啟動、加速、巡航、惰行、減速和停車的合理控制。(2)列車精確停車控制功能。在ATP防護下，通過車地通信設備和軌旁設備實現(xiàn)自動列車精確停車控制。(3)在線列車監(jiān)控功能。ATO車載控制器將列車運行的有關信息傳遞至ATS子系統(tǒng)，實現(xiàn)ATS子系統(tǒng)對在線列車實時監(jiān)控。(4)節(jié)能舒適調節(jié)功能。ATS子系統(tǒng)根據高峰和非高峰運營時段的列車運營情況，通過ATO系統(tǒng)實施不同的節(jié)能運行方案，在不降低服務質量的前提下，采用適宜的速度曲線控制列車運行和保證乘客的舒適度。

3.CBTC系統(tǒng)自動控制功能在地鐵運營模式上的體現(xiàn)

3.1 列車自動駕駛模式

在ATO和ATS控制下以及ATP防護下，列車進行自動駕駛。同時在線列車的啟動、加速、巡航、惰行、制動、精確停車均由ATO子系統(tǒng)自動控制。而在進入ATO駕駛模式后，系統(tǒng)設備正常且沒有人為干預，此駕駛模式將維持不變。ATO子系統(tǒng)開關車門和安全門(部分城市仍采用司機控制開關門模式)。

3.2 ATP列車人工駕駛模式

在列車司機顯示器顯示的ATP速度限制下，列車司機控制列車速度，ATP子系統(tǒng)實現(xiàn)列車自動防護的全部功能，站臺停車以及車門及安全門的開關均由車載控制器允許的門操作模式實施控制。

3.3 限制人工駕駛模式

限制人工駕駛模式是降級的駕駛模式，列車運行具有最高限速。在這種模式下，列車司機按照軌旁信號顯示運行且不能超過25km/h限速。該模式在車輛段和轉換軌內是正常駕駛模式。

3.4 點式列車駕駛模式

列車在ATP監(jiān)督下安全的運行，此時ATP信息來自信號機處動態(tài)信標，系統(tǒng)提供包括列車超速防護功能、間隔防護功能、闖紅燈防護功能和車站站臺區(qū)域停車窗保護功能等。司機根據地面信號顯示，利用TOD顯示的速度限制來駕駛列車。在車載控制器允許的情況下，站臺停車精度以及車門及安全門的開關由司機人工控制。

結束語

隨著近年來科學技術和信息技術的快速發(fā)展，地鐵信號系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)也將得到更好的發(fā)展和提升。通過自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)包括列車自動駕駛、列車自動監(jiān)督以及列車自動防護在內的相關功能，將自動化控制技術引入上述系統(tǒng)中，以促進軌道交通網絡綜合監(jiān)控功能的實現(xiàn)。

[1]胡澤新.地鐵信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)控制接口淺析[J].科技資訊，2013，29：30-31+34.

[2]陳高飛.西門子地鐵信號控制系統(tǒng)軌旁ATP控制單元綜述[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2012，04：14-17.