城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)展應(yīng)用前景

李維鋒

摘要：近年來(lái)，我國(guó)城市軌道交通事業(yè)發(fā)展迅速，表現(xiàn)出了建造類型多元化、建設(shè)勢(shì)頭猛、建設(shè)城市數(shù)量多等特征。由于城市軌道交通具有不間斷運(yùn)營(yíng)、高密度、高速度的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展趨勢(shì)不斷向網(wǎng)絡(luò)化、智能化和自動(dòng)化方向發(fā)展，這就對(duì)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)提出了新的壓力和挑戰(zhàn)。城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)不僅是城市軌道交通的重要構(gòu)成，還是確保城市軌道交通安全運(yùn)行的核心基礎(chǔ)。尤其是目前基于通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)（CBTC）在城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)，極大提升了城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)能力，在保障行車安全的同時(shí)達(dá)到了交通節(jié)能的目的。因此研究城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的新技術(shù)應(yīng)用前景，才會(huì)促進(jìn)城市軌道交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng);新技術(shù)發(fā)展;應(yīng)用前景

科學(xué)信息技術(shù)的發(fā)展決定了社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的實(shí)際速度，在科學(xué)信息技術(shù)的支持下，城市軌道交通發(fā)展成為城市走向發(fā)達(dá)的重要標(biāo)志。信號(hào)系統(tǒng)作為城市軌道交通的核心系統(tǒng)，分析探討城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的新技術(shù)應(yīng)用，以滿足城市軌道交通的整體發(fā)展要求就顯得尤為重要。

1構(gòu)成方案

城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)完整體系，隨著信息技術(shù)的使用，該體系具有鮮明的自動(dòng)化特征。在進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)成設(shè)計(jì)時(shí)，要設(shè)置自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）來(lái)監(jiān)控線路上列車及設(shè)備的運(yùn)行情況，同時(shí)要設(shè)置自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）來(lái)保障列車的安全可靠運(yùn)行。在確定設(shè)計(jì)方案后，可結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)完善和改造，能提高設(shè)計(jì)方案適用性。并且需要合理選擇系統(tǒng)中的設(shè)備，考慮到列車行進(jìn)中會(huì)產(chǎn)生大量信息，應(yīng)適當(dāng)提高ATS系統(tǒng)和ATP系統(tǒng)的信息容量，保證各類信息的有效傳遞，從而提高列車運(yùn)行可靠性，充分發(fā)揮城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的功能。

2城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)展

2.1自動(dòng)駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ATO）是借助先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)駕駛，有利于加強(qiáng)控制中心對(duì)列車的集中管理，為遠(yuǎn)程操作的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)保障，如在車輛出運(yùn)和返程方面，能通過(guò)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)操作完成上述控制過(guò)程。在列車運(yùn)行過(guò)程中，控制中心會(huì)通過(guò)在中心操作實(shí)現(xiàn)調(diào)整列車運(yùn)行狀態(tài)，以便形成穩(wěn)定、協(xié)調(diào)的運(yùn)行秩序。實(shí)踐表明，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ATO）在維持列車安全上有重要作用，能完成列車運(yùn)行參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整，減少行進(jìn)過(guò)程中的突然變速，避免設(shè)備的損耗，并且能營(yíng)造舒適的運(yùn)行環(huán)境，對(duì)城市軌道交通服務(wù)質(zhì)量的提高有著促進(jìn)作用。另外，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ATO）還具有雙向信息交互的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)了地面、控制中心和列車間的信息互動(dòng)，保證信息傳遞及時(shí)準(zhǔn)確。

2.2ATS子系統(tǒng)控制方式

自動(dòng)列車監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）作為城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成系統(tǒng)，與微機(jī)聯(lián)鎖、軌旁ATC設(shè)備、車載ATC設(shè)備、發(fā)車指示器等其他信號(hào)系統(tǒng)一起工作，實(shí)現(xiàn)信號(hào)設(shè)備的集中監(jiān)控，并控制列車按照預(yù)先制定的運(yùn)營(yíng)計(jì)劃在正線內(nèi)自動(dòng)運(yùn)行。同時(shí)，ATS子系統(tǒng)作為一個(gè)綜合信息監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，與時(shí)鐘、旅客向?qū)?、無(wú)線等其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)接口，獲取外部系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，與信號(hào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相綜合，為控制中心和車站的行車調(diào)度/值班人員提供一個(gè)豐富的現(xiàn)場(chǎng)狀況顯示，供其制定調(diào)度決策。ATS通過(guò)接口向外部系統(tǒng)提供信號(hào)和列車運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)，供這些系統(tǒng)完成自身的工作。

2.3全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的發(fā)展

全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)是形象地衡量城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)功能和性能先進(jìn)水平的標(biāo)尺，可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性、安全性、可用性和可維護(hù)性，提升運(yùn)營(yíng)/系統(tǒng)的應(yīng)急處置水平，有效提升系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置全自動(dòng)車輛段、停車場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)車庫(kù)門聯(lián)動(dòng)、全自動(dòng)洗車、人員防護(hù)、障礙物脫軌檢測(cè)、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)的功能，再加上關(guān)鍵系統(tǒng)的冗余設(shè)置，使得全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)更加安全可靠。全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠節(jié)約司機(jī)操作時(shí)間，提高站臺(tái)有效停站時(shí)間，縮短列車折返間隔，同時(shí)能兼容常規(guī)的駕駛模式，讓運(yùn)營(yíng)組織更加靈活。全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)通過(guò)列車的自動(dòng)休眠/喚醒、控制列車秒級(jí)運(yùn)行、調(diào)整空調(diào)和照明等參數(shù)來(lái)有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。目前全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)已經(jīng)在國(guó)際和國(guó)內(nèi)多條線路得到應(yīng)用，已成為城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展的新亮點(diǎn)和新趨勢(shì)。

2.4互聯(lián)互通技術(shù)實(shí)現(xiàn)條件

城市軌道交通互聯(lián)互通是指裝備不同信號(hào)廠家車載設(shè)備的列車可以在裝備不同信號(hào)廠家軌旁設(shè)備的一條軌道交通線路內(nèi)或多條軌道交通線路上無(wú)縫互通安全可靠運(yùn)營(yíng)。可支持軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)軌道交通線網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的資源共享?；ヂ?lián)互通線路開(kāi)通后，列車等硬件設(shè)施也不僅僅局限于單一采購(gòu)，可依據(jù)實(shí)際情況對(duì)設(shè)備進(jìn)行多方比對(duì)，以保證資源的合理利用。同時(shí)通過(guò)對(duì)運(yùn)營(yíng)時(shí)間的調(diào)整，部分線路可實(shí)現(xiàn)共軌運(yùn)營(yíng)模式，進(jìn)而達(dá)到減少成本、拓展項(xiàng)目工程的目的。信號(hào)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通時(shí)，是在軌道、列車、牽引供電的支持下完成的。列車在跨軌行駛時(shí)，應(yīng)保證列車的響應(yīng)速度相一致，并應(yīng)對(duì)列車的車門信息、站點(diǎn)播報(bào)、服務(wù)項(xiàng)目等進(jìn)行協(xié)調(diào)規(guī)劃，確保列車服務(wù)的一致性。目前中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)已經(jīng)發(fā)布《城市軌道交通基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CBTC）互聯(lián)互通接口規(guī)范》，給互聯(lián)互通的技術(shù)推廣應(yīng)用提供了更多的支持，重慶、青島等地已在開(kāi)通運(yùn)營(yíng)線路中開(kāi)展城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的互聯(lián)互通研究工作，并取得了可喜成果。

3結(jié)語(yǔ)

到目前為止，全自動(dòng)駕駛技術(shù)和互聯(lián)互通技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)城市軌道交通示范工程中得到應(yīng)用，車-車通信技術(shù)和信息化技術(shù)中的大數(shù)據(jù)、云計(jì)算還在探索研究之中?？梢灶A(yù)見(jiàn)，這些新技術(shù)是城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的方向，不久的將來(lái)，隨著這些技術(shù)的成熟并推廣應(yīng)用，必將為智慧城市軌道交通帶來(lái)全新的變革。

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（作者單位：蘭州市軌道交通有限公司）