自動控制系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快，我國城市人口數(shù)量呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢，城市軌道交通的規(guī)模的擴(kuò)大能夠緩解城市人口數(shù)量增多的壓力?，F(xiàn)階段，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動控制系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用越來越廣泛，從而大大提高了我國城市軌道交通建設(shè)的水平。自動控制系統(tǒng)運(yùn)用的過程中設(shè)計人員必須結(jié)合城市軌道交通的實(shí)際情況對交通線路進(jìn)行合理的規(guī)劃與調(diào)整，從而降低城市交通的整體壓力。

關(guān)鍵詞：自動控制系統(tǒng); 城市軌道交通; 應(yīng)用

一、自動控制系統(tǒng)的定義

自動控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對列車停靠與運(yùn)行的控制，保證列車更加平穩(wěn)的運(yùn)行，提高列車運(yùn)行的安全性。技術(shù)人員可以根據(jù)列車運(yùn)行的實(shí)際情況對列車運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整與操控，做好列車運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時監(jiān)督與控制。列車運(yùn)行受到的影響因素有很多，當(dāng)外界因素干擾到列車的運(yùn)行時，自動控制系統(tǒng)能夠?qū)α熊囘M(jìn)行合理的分析，確保列車能夠恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成比較簡單，其中主要的部分是控制器和被控制對象。為了保證自動控制系統(tǒng)發(fā)揮其安裝的作用，技術(shù)人員必須對其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計。根據(jù)列車運(yùn)行的實(shí)際情況合理配置執(zhí)行部件以及測量元件，如果技術(shù)人員沒有掌握零部件安裝的規(guī)則就會導(dǎo)致自動控制系統(tǒng)的安裝受到很大的阻礙。

就目前市場的實(shí)際情況分析，自動控制系統(tǒng)的種類有很多，根據(jù)自動控制系統(tǒng)的整體特征可以將其分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)主要是指在實(shí)際運(yùn)行的過程中使用自動控制系統(tǒng)對列車的運(yùn)行進(jìn)行控制，并且列車的運(yùn)行只會受到系統(tǒng)輸入的影響，開環(huán)控制系統(tǒng)在使用的過程中對于外界干擾的抵抗能力比較差，不能保證列車運(yùn)行的精確性。開環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)際使用時會導(dǎo)致溜車位置出現(xiàn)一定的偏差，從而導(dǎo)致列車運(yùn)行安全無法得到保障。開環(huán)控制系統(tǒng)通過對時間順序的調(diào)整實(shí)現(xiàn)對列車邏輯的控制，一般情況下人們稱開環(huán)控制系統(tǒng)為順序控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)具有反饋的功能，也是人們常說的反饋控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在使用的過程中能夠?qū)⒘熊囘\(yùn)行的產(chǎn)生的各項(xiàng)參數(shù)反饋到終端設(shè)備，方便技術(shù)人員對其進(jìn)行分析。一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的偏差，技術(shù)人員可以對其進(jìn)行調(diào)整，不斷提高系統(tǒng)控制的精準(zhǔn)性。

二、自動控制系統(tǒng)閉塞制式分析

1.固定閉塞式

固定閉塞式控制器的工作原理比較簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)對列車輸出的各種信息的模擬，從而對無絕緣軌道線路進(jìn)行充分的分析，保證列車行駛的閉塞分區(qū)和分區(qū)長度得到更加精確的測量。固定閉塞式控制系統(tǒng)在使用時可以將軌道的閉塞分區(qū)作為列車間的最小間距，并采用階梯式的控制方式實(shí)現(xiàn)對列車的控制。固定閉塞式控制系統(tǒng)在實(shí)際使用的過程中其抗干擾的能力比較差，對于外界多種不同因素的干擾，該控制系統(tǒng)不能進(jìn)行抵御，從而導(dǎo)致列車的運(yùn)行的安全性無法得到保障。固定閉塞式控制系統(tǒng)采用的是數(shù)字信號電路傳輸?shù)姆绞?，從而保證信息得到及時的傳遞，技術(shù)人員通過數(shù)據(jù)終端對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與分析，及時掌握列車運(yùn)行的實(shí)際情況。固定閉塞式控制系統(tǒng)承載信息的能力有限，在實(shí)際使用的過程中其控制效果存在一定的不足之處。固定閉塞式控制系統(tǒng)是由多種不同硬件設(shè)施構(gòu)成的，技術(shù)人員必須加強(qiáng)對硬件設(shè)施選擇與安裝的重視。很多硬件設(shè)施的功率比較大，在運(yùn)行時需要消耗大量的能量，這在很大程度上提高了固定閉塞式控制系統(tǒng)的運(yùn)行成本。但是，固定閉塞式控制系統(tǒng)在我國使用的時間比較長，其技術(shù)的成熟程度比較高。在城市軌道交通建設(shè)的過程中使用固定閉塞式控制系統(tǒng)的整體成本比較低。

2.準(zhǔn)移動閉塞式

準(zhǔn)移動閉塞式控制系統(tǒng)主要是通過數(shù)字式的電路列車控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對城市軌道的控制。通過數(shù)據(jù)傳輸終端可以將城市軌道運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)字信息系統(tǒng)中，技術(shù)人員針對系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而保證列車的運(yùn)行得到控制。采用數(shù)字化信息處理技術(shù)能夠保證各種信息得到更加全面的控制，提高數(shù)據(jù)信息處理的精確度。準(zhǔn)移動式控制系統(tǒng)在實(shí)際使用的過程中其抗干擾的能力比較強(qiáng)，能夠抵抗外界多種不同的干擾因素。同時，準(zhǔn)移動閉塞式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸量比較大，能夠?qū)崿F(xiàn)對列車移動速度的實(shí)時監(jiān)控與調(diào)整，保證城市軌道交通運(yùn)行的整體效率有所提升。準(zhǔn)移動閉塞式控制系統(tǒng)是由多種不同的硬件設(shè)施以及軟件構(gòu)成的，這就在很大程度上增加了系統(tǒng)維護(hù)與保養(yǎng)的難度，后期的維護(hù)成本也比較高。

三、自動控制系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用

自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成比較簡單，主要是由列車自動監(jiān)控系統(tǒng)和列車自動保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)構(gòu)成不同其負(fù)責(zé)的工作存在一定的差異。

第一、列車自動控制系統(tǒng)（ATS）能夠?qū)崿F(xiàn)對列車日常運(yùn)行的控制，實(shí)現(xiàn)對列車的全面監(jiān)督與控制，從而保證列車的運(yùn)行安全。通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將監(jiān)控中心和車站進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，保證實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。同時，列車自動控制系統(tǒng)能夠保證列車和車站之間的信息獲得及時的交換，提高城市軌道監(jiān)控的效果。城市軌道自動監(jiān)控系統(tǒng)中，列車的實(shí)際運(yùn)行速度必須得到合理的控制，避免列車運(yùn)行時出現(xiàn)碰撞等問題，提高列車運(yùn)行的安全性。自動控制系統(tǒng)能夠提高列車發(fā)車與運(yùn)行的精確性，保證列車能夠在規(guī)定的時間內(nèi)到達(dá)目的地，提高列車?？堪踩?。

第二、列車自動保護(hù)系統(tǒng)（簡稱ATP）能夠有效提高列車運(yùn)行的穩(wěn)定性，對列車的時速進(jìn)行合理的控制，提高列車運(yùn)行的總體安全性，降低安全事故的發(fā)生概率。列車自動保護(hù)系統(tǒng)在實(shí)際使用的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對列車運(yùn)行速度的實(shí)時監(jiān)督與控制，做好列車超速的保護(hù)工作。通過地面的終端系統(tǒng)列車能夠接收到列車運(yùn)行的相關(guān)信息，技術(shù)人員會在列車的相應(yīng)位置安裝與之匹配的控制器，從而避免出現(xiàn)列車過慢或者過快的問題，并對列車之間的距離進(jìn)行合理的控制。與列車自動控制系統(tǒng)（ATS）一樣，列車自動保護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對列車上信號的接收，一旦發(fā)現(xiàn)信號中存在問題，就會采取必要的措施進(jìn)行解決，全面提高列車運(yùn)行的安全性。

四、自動控制系統(tǒng)在軌道交通信號中的應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，進(jìn)一步提供了我國自動控制系統(tǒng)的使用效率，擴(kuò)大了自動控制系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用范圍。近年來，我國城市軌道交通的建設(shè)力度在逐步增大，交通線路的復(fù)雜程度在不斷的提高，這就很大程度上增加了城市交通運(yùn)輸?shù)膲毫?。軌道交通信號傳輸工作對于列車運(yùn)行的安全有重要的影響，必須根據(jù)列車運(yùn)行的實(shí)際情況對城市軌道交通信號進(jìn)行合理的調(diào)控，保證城市軌道交通運(yùn)行的安全性有所提升。城市軌道交通信號能夠?qū)崿F(xiàn)對城市軌道交通的控制和調(diào)度，保證列車運(yùn)行的平穩(wěn)性滿足實(shí)際的要求。通常情況下根據(jù)城市軌道交通的實(shí)際情況將自動控制系統(tǒng)和信號控制系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)融合，能夠提高列車運(yùn)行的總體穩(wěn)定性。

1.城市軌道交通信號系統(tǒng)應(yīng)具備的功能

城市軌道交通的整體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其中信號系統(tǒng)是必不可少的部分。信號系統(tǒng)在使用的過程中表現(xiàn)出良好的自我控制能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對突發(fā)問題的控制。因此，技術(shù)人員必須加強(qiáng)對城市軌道交通信號系統(tǒng)應(yīng)用的重視，根據(jù)城市軌道交通結(jié)構(gòu)的整體特點(diǎn)，對車輛進(jìn)行合理的調(diào)整與控制，保證系統(tǒng)的各個部分能夠協(xié)調(diào)運(yùn)行。同時，我國城市交通軌道運(yùn)行使用的過程中，必須根據(jù)車輛運(yùn)行的實(shí)際情況對信號系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而發(fā)揮信號系統(tǒng)使用的作用。此外，列車運(yùn)行的過程中工作人員必須做好列車的全面監(jiān)督與控制，及時傳達(dá)控制中心的消息，這也在很大程度上降低了工作人員的工作壓力，提高了城市軌道交通的運(yùn)行效率。

2.城市軌道交通信號系統(tǒng)存在的問題以及解決策略

由于我國城市軌道交通是上世紀(jì)后期才出現(xiàn)的，大部分技術(shù)的應(yīng)用水平比較低，城市交通軌道的發(fā)展水平比較低，這就導(dǎo)致我國交通軌道信號系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的問題仍然有很多。第一、我國缺少必要的軌道交通專業(yè)的人才，導(dǎo)致很多工作的開展無法順利進(jìn)行。因此，相關(guān)單位必須加大人才引進(jìn)的力度，提高技術(shù)人員的綜合素質(zhì)水平。第二、由于我國缺乏相應(yīng)的管理團(tuán)隊(duì)，所以導(dǎo)致我國的軌道交通自動控制系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)和管控工作存在一定的缺陷，這就會導(dǎo)致自動控制系統(tǒng)容易受到外界因素的影響，進(jìn)而影響到列車的正常運(yùn)行。因此，必須加強(qiáng)對城市軌道交通的維護(hù)與管理力度，保證系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

五、結(jié)語

總而言之，自動控制系統(tǒng)對于我國城市軌道交通的發(fā)展具有重要的意義，技術(shù)人員必須加強(qiáng)對自動控制系統(tǒng)應(yīng)用的重視。同時，結(jié)合當(dāng)前自動控制系統(tǒng)使用的具體情況對該技術(shù)進(jìn)行合理的優(yōu)化與創(chuàng)新。自動控制系統(tǒng)在很大程度上緩解了我國城市軌道交通的運(yùn)行壓力，提高了城市軌道交通運(yùn)輸?shù)陌踩?，最大限度降低了安全事故發(fā)生的可能性。

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作者簡介：張志旺，男，1987年5月，漢族，山西 晉中 ， 本科，工程師，研究方向：軌道交通安全技術(shù)

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