城市軌道交通信號控制模式研究

張嬌嬌

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城市軌道交通信號控制模式研究

張嬌嬌

中鐵四局集團電氣化工程有限公司，安徽 合肥 230000

隨著我國城市化進程的加快，軌道交通成為人們出行的重要工具之一，在各大城市得到了廣泛建設(shè)。軌道交通集成了電子控制、智能管理、視頻監(jiān)控、語音通信等多種信息化技術(shù)，因此信號控制成為軌道交通正常運行的關(guān)鍵保障，具有重要的作用和意義。

軌道交通；信號控制；集中控制；分散自治控制

引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和進步，城市軌道交通得到了廣泛普及，以便滿足城市化、快速化的生活工作節(jié)奏。為了保證城市軌道交通的實時調(diào)度、運行和計劃管理，引入了許多調(diào)度系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電話通信系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)能夠協(xié)同工作，完成軌道交通的安全可靠運行[1]。信號傳輸與控制能夠保證各個系統(tǒng)之間的通信，已經(jīng)成為人們研究的熱點。軌道交通信號控制系統(tǒng)包括傳輸系統(tǒng)、公務系統(tǒng)和專用電話系統(tǒng)，每一個系統(tǒng)都可以獨立或協(xié)同完成乘客購買票、出入站、列車運行和維護的信息傳輸工作，為人們調(diào)度列車、管理列車運行提供強大的支撐[2]。

1 城市軌道交通信號控制子系統(tǒng)

1.1列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）

ATS系統(tǒng)由控制中心、車站、車場及相關(guān)的車載設(shè)備集成在一起，在列車自動防護系統(tǒng)的支持下可以完成列車自動監(jiān)控，主要功能包括以下幾個方面：利用ATS車站設(shè)備可以采集軌道旁邊、車載ATP提供的軌道占用狀態(tài)、進路狀態(tài)、列車運行狀態(tài)以及信號設(shè)備故障，并且能夠控制和監(jiān)督列車運行相關(guān)信息；利用車輛計劃運行圖、聯(lián)鎖表、列車位置等信息完成信息輸入輸出控制命令，將其傳輸至車站連鎖設(shè)備，并且能夠設(shè)置列車進路，實現(xiàn)控制列車停戰(zhàn)的時刻安排；系統(tǒng)可以完成正線區(qū)域內(nèi)部列車識別號的持續(xù)跟蹤服務，列車識別號可以由中央ATS自動生成，也可以由車站職工調(diào)度完成，也可以由列車向ATS發(fā)送識別信號燈；根據(jù)列車的實時運行情況自動的調(diào)整運行線路和計劃，并且可以控制列車停戰(zhàn)時刻，控制列車的發(fā)車時間；ATS中央故障發(fā)生的情況下，可以實現(xiàn)降級處理，調(diào)度人員可以進入設(shè)置進路，調(diào)整列車的運行情況，ATS車站可以完成自動進路或列車識別號實現(xiàn)自動信號控制，由車站實現(xiàn)人工控制；列車的具體故障也可以顯示在列車運行或調(diào)度顯示器上，由人們進行控制和分析，進一步保證人員的工作分析，也可以向通信無線、廣播、旅客向?qū)到y(tǒng)提供必要的信息[3]。

1.2列車自動防護子系統(tǒng)（ATP）

ATP系統(tǒng)主要由地面設(shè)備、車載設(shè)備等集成實現(xiàn)，能夠監(jiān)督軌道交通安全速度運行，主要功能包括以下幾個方面：自動地、持續(xù)地檢測列車位置，向列車發(fā)送相關(guān)的車輛運行速度、距離和線路運行條件，以確定列車運行時必要的最大安全速度，同時為列車速度提供一個制動或緊急制動寶華，保證前行列車和后續(xù)列車之間的安全間隔，滿足車輛的行車間隔和折返間隔；檢測同一軌道上的不同列車之間具有足夠的安全距離，保證列車發(fā)生側(cè)面沖撞；放置城軌車輛超速運行，確保列車速度不超過道岔、線路或車輛規(guī)定的允許速度；根據(jù)車輛連鎖設(shè)備提供進路軌道區(qū)間運行方向，確定響應軌道電路發(fā)碼方向；確保通信中斷、車載設(shè)備故障或超速列車的安全性制動[5]。

1.3列車自動駕駛子系統(tǒng)（ATO）

ATO子系統(tǒng)負責完成城軌列車自動控制設(shè)備監(jiān)控，其通常由地面設(shè)備和車載設(shè)備集成實現(xiàn)，在ATP系統(tǒng)的保護下，其可以完成ATS指令操作，控制列車的自動駕駛情況，調(diào)整列車的速度和控制列車車門。ATO系統(tǒng)功能如下：一是自動完成列車啟動、巡航、牽引、制動情況，并且以較高的速度跟蹤車輛運行和折返作業(yè)；在ATS監(jiān)控范圍的入口及各個車站停車區(qū)域進行統(tǒng)一地通信服務，并且能夠?qū)⒘熊囉嘘P(guān)信息傳輸至ATS系統(tǒng)，便于ATS系統(tǒng)全程實時監(jiān)控列車運行情況；根據(jù)列車運行圖自動調(diào)整和控制列車運行，達到節(jié)約能量的目的；根據(jù)停車站臺的位置及停車精確度，自動地車門進行開關(guān)控制[6]。

另外，為了保證列車信號子系統(tǒng)正常運行，引入了城市交通通信系統(tǒng)，比如傳輸系統(tǒng)、公務系統(tǒng)和專用電話系統(tǒng)，可以為控制中心調(diào)度員和車站值班員之間提供直接通話功能，實時的完成調(diào)度總機與調(diào)度分機之間的通話錄制[7]。

2 城市軌道交通信號控制方式

城市軌道交通信號控制方式包括集中控制型、集中監(jiān)視分散控制型和自治分散型等三種模式。集中控制型是指控制中心可以實現(xiàn)全部列車信號進路的控制功能，實現(xiàn)列車運行計劃、調(diào)度調(diào)整控制，集中控制型的代表為ATS系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)設(shè)備集中控制，并且能夠安全傳輸控制中心與車站之間的數(shù)據(jù)傳輸，包括列車運行安全信息，傳輸通道采用電纜或光纜。集中控制型系統(tǒng)指示比較成熟，管理設(shè)備相對較少，但是系統(tǒng)功能非常集中，控制中心服務器處理負荷非常大，因此對數(shù)通信要求非常高，一旦發(fā)生故障則影響面非常大，不利于故障的定位和解決[7]。

集中監(jiān)視分散控制型是指控制中心僅對全線列車運行進行監(jiān)督、計劃和管理，不直接控制列車運行，由每一個車站完成列車進路或列車運行控制。[8]集中監(jiān)視分散控制中心的計算機符合處理非常小，中心與車站之間的數(shù)據(jù)傳輸不涉及列車運行是否安全，也不需要管理安全信息，如果控制中心設(shè)備或通信傳輸發(fā)生了故障，可以采用降級運行模式，在短時間內(nèi)不影響全線運行[9]。

自治分散型是隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展誕生的一種新型信號控制方式，控制中心可以實現(xiàn)對全線列車運行進行有效地、實時地監(jiān)督、計劃和管理，每一個車站都可以根據(jù)全局運行狀態(tài)控制列車進路或列車運行，控制中心和車站處于同樣的地位，都可以完成同樣的功能，并且能夠進行有效的協(xié)作，自治分散型具有較好的可靠性、靈活性[10]。

3 結(jié)束語

隨著互聯(lián)網(wǎng)、多媒體等計算機技術(shù)的發(fā)展，城市軌道交通的信息化水平越來越高，信號控制方式也會層出不窮，能夠更好的保證列車安全可靠運行，確保乘客的人身安全[11]。

[1]王喜軍.地鐵信號系統(tǒng)車場與正線運行控制模式一體化研究[J].城市軌道交通研究，2016，19（8）：8-11.

[2]宋丹，王國霖.石家莊市軌道交通3號線一期工程正線停車場信號系統(tǒng)配置方案[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2016，13（2）：85-88.

[3]肖寶弟，蔡昌俊，李晉.城市軌道交通信號系統(tǒng)自主化整體技術(shù)解決方案——MTC-I型基于通信的列車控制系統(tǒng)研發(fā)與應用[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2014，11（7）：11-17.

[4]趙曉峰.無線CBTC信號系統(tǒng)工作模式分析[J].城市軌道交通研究，2012，15（5）：103-105.

[5]董琪.城市軌道交通信號控制方式分析[J].同行，2016（9）：64.

[6]劉海珠.城市軌道交通信號控制方法研究[J].工業(yè)，2016（4）：212.

[7]滕沖.關(guān)于城市軌道交通信號控制系統(tǒng)的探討[J].科技創(chuàng)新與應用，2013（33）：66.

[8]張振海，閔永智，張雁鵬，等.軌道交通信號及控制專業(yè)人才培養(yǎng)模式[J].中國建材科技，2014（1）：44-47.

[9]劉劍，黎曉東，姜慶陽.城市軌道交通CBTC區(qū)域控制中心子系統(tǒng)的研究[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2012（2）：1-3.

[10]沈偉.軌道交通中不同閉塞模式下ATC系統(tǒng)后備方案研究[J].鐵道通信信號，2011，47（11）：16-17.

[11]程新勝.淺談城市軌道交通信號系統(tǒng)的安全措施[J].中國科技博覽，2012（36）：25.

Research on signal control mode of Urban Rail Transit

Zhang JiaoJiao

China Railway four Bureau Group Electrification Engineering Co.,Ltd., Anhui, China, 230000

With the rapid development of China's urbanization, rail transit has become one of the most important tools for people to travel. Rail transit integrated electronic control, intelligent management,videomonitoring, voice communication and other information technology, so the signal control is the key to ensure the normal operation of rail traffic, has an important role and significance.

rail transit; signal control;centralized control;decentralized autonomous control

U239.5

A

1009-6434（2016）12-0123-02