鐵路與城市軌道交通信號控制系統比較分析

呂鋼

摘 要：隨著經濟和交通行業(yè)的快速發(fā)展，技術的出現極大地改變了傳統的生產實踐過程，很多現代設備使得民眾生活更加簡單、便捷。鐵路和城市軌道交通是現代社會不可避免的重要話題，是很多國家重點建設的基礎設施。鐵路和城市軌道交通有著許多相似之處，將這兩者聯合在一起對比研究，能夠得到更好的效果。信號控制系統對鐵路和城市軌道運行都是至關重要的，能夠確保交通運輸秩序的正常運行。文章將對鐵路和城市交通軌道信號控制系統進行對比研究。

關鍵詞：鐵路;城市軌道交通;信號控制系統

引言

鐵路和城市軌道交通都是重要的現代化交通方式，其信號控制系統既存在相似之處，又存在明顯差異。論文將對鐵路與城市軌道交通信號控制系統的異同點進行分析，其中相似點主要包括停車點防護控制、速度檢測與超速控制、列車運行距離測量控制等，不同點包括信號系統構成方式、信號設備組成結構、閉塞制式等。

1鐵路與城市軌道交通信號控制系統概述

1.1鐵路信號控制系統的發(fā)展和現狀

鐵路是在近代由外國傳入我國的，在生產運輸領域發(fā)揮了不可替代的作用，因此獲得了較快的發(fā)展。中華人民共和國成立之后，我國政府十分重視鐵路建設。開始在全國范圍內大興鐵路建設，試圖通過鐵路運輸將中國各地的民眾緊密聯系在一起，促進經濟的發(fā)展。這些鐵路基礎設施建設奠定了現代鐵路發(fā)展的基礎，在一定程度上促進了我國現在高鐵的發(fā)展。在鐵路剛傳入我國時，我國的經濟、文化、科技水平比較落后，信號控制系統基本是直接沿用國外的模式，由國外鐵路承建商進行統一建設。為了適應不一樣的地理氣候條件，我國采用了來自許多不同國家的鐵路建設方案，這樣雖然能夠適應全國各地不同特征帶來的缺陷，但是也造成了鐵路信號控制系統中存在著標準不統一的情況，甚至體現為信號顯示都存在著較大的差異，并且設備極其簡陋。中華人民共和國成立后，我國鐵路基礎設施建設主要走的是獨立自主的道路。針對存在的技術難題，我國科研人員努力攻克，形成了具有我國特色的鐵路信號控制系統標準。由此以來，我國基本上在全國各地鐵路新建系統中都開始使用我國的建設標準，相關的施工建設體系已經逐漸完善，施工維修隊伍已經掌握了豐富的理論知識和實踐經驗。

1.2城市軌道交通信號控制的發(fā)展和現狀

伴隨著我國城市化進程的不斷加快，以及國內經濟的高速發(fā)展，城市人口呈現出激增的態(tài)勢，使得城市交通運輸壓力不斷增大。在此背景下，加強城市軌道交通建設具有較強的時代現實意義，地鐵、輕軌已經成為了現代城市人群出行的首選交通方式。我國第一條城市軌道交通建設是在北京地鐵1號線，在1971年建成之后，實現了首次通車。由于國外的技術封鎖以及出于安全考慮，北京地鐵1號線使用的所有技術設備全部是由我國自行生產設計。但是由于當時我國電子工業(yè)水平比較落后，因此造成北京地鐵1號線使用的城市軌道交通信號控制系統的實際應用效果比較差。城市軌道交通建設耗費的資金較大，當時由于經濟并不發(fā)達，導致對城市軌道交通建設的需求也不高，造成了國內城市軌道交通建設發(fā)展十分緩慢。截止到1995年，我國僅有北京、上海、天津三個大型城市開展了地鐵運行。當時我國與國外的國際關系已經開始好轉，國外逐漸取消了對我國的技術封鎖。因此，大量城市軌道交通建設當中使用的交通信號控制系統開始整套進口。這些來自國外發(fā)達國家的交通信號控制系統的水平比較高，控制效果比較好，運行十分穩(wěn)定。但是采購的成本十分高，使得地鐵建設的整體建設成本不斷增大。

2鐵路與城市軌道交通信號控制系統的相似點

2.1停車點防護控制

交通信號控制系統是軌道交通運行安全的重要保障，在停車點防護控制設計方面，鐵路和城市軌道交通的安全停車點都是根據危險點進行定義的。危險點即列車超越后可能發(fā)生危險的臨界點，需要在其前方設置安全防護段。其控制原理是根據對列車速度的檢測結果，計算出緊急制動曲線，確保列車不會超越危險點。同時可以在防護段設定滑行速度值，使列車在制定停車點前停下。

2.2速度檢測與超速控制

鐵路和城市軌道交通信號控制都非常重視列車速度檢測，并采取超速防護（ATP）措施，對列車行駛速度進行限制。超速防護系統的速度限制功能一般分為兩種，即固定限制和臨時性限制。其中，固定速度限制功能通過設置最大允許速度，對列車的正常行駛速度進行控制，具體設計值取決于軌道線路參數。臨時速度限制功能則是在線路維修和施工時采取的臨時限速措施。通過采用超速防護系統，可實現對列車行駛速度的嚴密監(jiān)控，一旦其行駛速度超過限制，會立即發(fā)出警告，并啟動緊急制動措施，確保列車行駛的安全性。

3鐵路與城市軌道交通信號控制系統的不同點

3.1信號系統構成方式

從上述分析中可以看出，鐵路和城市交通信號控制系統在控制原理等方面具有許多相似之處，但是從其具體控制實現方式來看，還存在許多差別。其中，鐵路信號控制更關注于如何提高鐵路運行速度和運營能力，而城市軌道交通信號控制則關注于行車密度和追蹤間隔。由于信號控制系統設計的出發(fā)點不同，兩者在系統構成方式上存在較大差異。城市軌道列車主要由ATC系統與車輛段聯鎖系統構成，可完成列車運行信息檢測和運行防護控制等任務，其信號等僅有三種，即紅燈、綠燈和月白燈。鐵路信號控制系統則由區(qū)間閉塞設備、連鎖設備、駝峰控制系統、自動運行控制系統等組成，系統復雜性較高，控制功能也相對完善。

3.2信號設備組成結構

從信號設備組成結構及其控制功能的差異來看，鐵路與城市軌道交通信號控制系統的差異主要體現在以下幾各方面：（1）信號機布局，城市軌道交通的信號機通常布置在線路右側，采用LED信號燈。而鐵路信號燈設置則采取左向行車制，且采用的是色燈信號機，其組合形式多樣，含義較為復雜;（2）道岔控制，鐵路正線一般采用大號碼的可動心軌道岔，由多點多臺轉轍機負責牽引，采用負荷閉鎖控制技術，設置有特殊電路，可防止列車超速過道岔。城市軌道交通正線通常采用9號道岔，停車段采用7號道岔，只需設置兩個牽引點，由兩臺轉轍機負責牽引;（3）聯鎖方式，城市軌道交通的車站一般不設置分支和道岔，不設地面信號機，聯鎖設備監(jiān)控對象遠少于鐵路車站，聯鎖關系較為簡單。而鐵路則需要設置獨立的聯鎖系統，其控制水平低于城市軌道交通。

結語

文章對鐵路信號系統和城市軌道交通信號系統進行對比分析，發(fā)現這兩者之間存在著許多異同。高速鐵路和城市軌道交通領域存在這許多理念上的一致，因此就可以適當進行技術移植改造，降低研發(fā)成本。目前我國在高速鐵路方面的技術已經處于世界領先地位，但是城市軌道交通建設方面的主要技術和設備都是通過國外引進。那么就需要有針對性地著重加強城市軌道交通信號控制系統的研究，掌握關鍵技術。可以合理借鑒鐵路發(fā)展過程中的一些歷史經驗，以此來降低走彎路的可能性。結合當前的時代背景以及我國經濟發(fā)展的狀態(tài)，我國將成為一個技術研發(fā)創(chuàng)新大國，有關鐵路和城市軌道交通信號控制系統方面的技術將會越來越先進，引領世界范圍內該行業(yè)發(fā)展。

參考文獻：

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