城市軌道交通列車運(yùn)行控制系統(tǒng)集成技術(shù)分析

徐英哲

（長客新筑軌道交通裝備有限公司，四川 成都 611430）

在城市建設(shè)發(fā)展的實(shí)際過程中，需要重視軌道交通運(yùn)輸建設(shè)。需要相關(guān)部門重視對(duì)軌道交通中的通信信號(hào)設(shè)施進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)建設(shè)，滿足城市的實(shí)際客流量需要。交通信號(hào)系統(tǒng)是城市軌道交通列車正常，平穩(wěn)運(yùn)行的重要保障，對(duì)于乘客的人身安全具有重要意義，在交通列車平穩(wěn)順利運(yùn)行的條件下，為列車運(yùn)營創(chuàng)造效益。城市軌道交通列車運(yùn)行控制系統(tǒng)運(yùn)用的主要技術(shù)手段有列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ATO）、列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）、列車自動(dòng)控制系統(tǒng)（ATC）、列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)（OBI）等，這些技術(shù)之間相互影響，相互支撐，對(duì)城市軌道交通運(yùn)輸?shù)捻樌\(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

1 列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）

就交通列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）而言，列車的移動(dòng)授權(quán)權(quán)限是其中不可或缺的一部分，主要是從列車的車尾到列車前方的障礙物的路線。這個(gè)障礙物有可能是其他列車，也有可能是交通軌道區(qū)域的分界點(diǎn)等等。交通列車的移動(dòng)授權(quán)權(quán)限需要充分的掌握障礙物的性質(zhì)，一般條件下，列車會(huì)向前移動(dòng)，只有在比較特別的情況下才會(huì)向后倒退。交通列車的移動(dòng)授權(quán)權(quán)限會(huì)結(jié)合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重新構(gòu)建，與此同時(shí)，在進(jìn)行重建的過程中，需要具備相應(yīng)的規(guī)律性，比較基本的因素是要對(duì)交通線路資源進(jìn)行可行性的研究，然而，線路資源的可行性可以有效的展示出相關(guān)交通線路的實(shí)際情況。交通列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）功能原理主要是，地面設(shè)備經(jīng)過感應(yīng)環(huán)線，無線電臺(tái)，應(yīng)答器和軌道電路等設(shè)備，能夠讓地面和列車之間進(jìn)行通信。交通列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）可以為列車提供地面的相關(guān)信息，比如移動(dòng)授權(quán)和臨時(shí)限速等信息。借助這樣的技術(shù)手段可以結(jié)合搜集的信息數(shù)據(jù)，對(duì)列車的緊急制動(dòng)曲線進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，明確和調(diào)節(jié)，然后結(jié)合有關(guān)信息數(shù)據(jù)對(duì)列車的最大安全運(yùn)行速度進(jìn)行計(jì)算，以此為列車的正常運(yùn)行提供更加完整的安全信息數(shù)據(jù)。在保障列車正向行車間隔的同時(shí)，保障正向行車的折返間隔，如果出現(xiàn)列車超速現(xiàn)象，可以對(duì)列車進(jìn)行緊急制動(dòng)，并且能夠給列車提供相關(guān)的預(yù)告報(bào)警信息。在移動(dòng)和固定兩個(gè)系統(tǒng)之中，列車的位置主要借助軌道電路進(jìn)行檢測，然后能夠進(jìn)行地面與列車的信息傳輸。列車與列車之間的間隔可以借助軌道電路的區(qū)段進(jìn)行，列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）的防護(hù)點(diǎn)主要是軌道區(qū)段的分界點(diǎn)。針對(duì)列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）的防護(hù)點(diǎn)而言，實(shí)際上是零速度的限制點(diǎn)，換句話說就是列車運(yùn)行控制系統(tǒng)提供的相關(guān)限制因素。

列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）能夠?yàn)榱熊嚨陌踩?，平穩(wěn)運(yùn)行提供有效保障，可以對(duì)列車的運(yùn)行間隔進(jìn)行科學(xué)管控，還可以對(duì)列車的超速進(jìn)行防護(hù)。交通軌道的列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）的關(guān)鍵的安全功能是列車追蹤，可以有效的運(yùn)算和分辨列車的運(yùn)行情況，明確列車的運(yùn)行位置，借助地面與列車的通信設(shè)備給列車發(fā)送目標(biāo)距離，限制速度和線路情況等等交通信息，為列車的運(yùn)行提供有效幫助。除此之外，列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）可以對(duì)列車進(jìn)行定位，計(jì)算列車的運(yùn)行速度，可以對(duì)軌道末端進(jìn)行防護(hù)，對(duì)列車進(jìn)行緊急制動(dòng)等等。

2 列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ATO）

列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ATO）主要是對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)駕駛控制，這項(xiàng)技術(shù)的原理是：軌道自動(dòng)駕駛技術(shù)自身沒有相關(guān)的物理設(shè)備，需要借助連續(xù)性的通信進(jìn)行，列車安裝了自動(dòng)駕駛設(shè)備之后，才可以進(jìn)行自動(dòng)駕駛。車載的自動(dòng)駕駛模式主要是借助車載自動(dòng)防護(hù)技術(shù)傳送數(shù)據(jù)信息，然后自動(dòng)輸出有關(guān)的命令，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的制動(dòng)和牽引控制等等。與此同時(shí)，要想實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)駕駛，需要根據(jù)列車的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)傳送的控制指令，然后對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整控制。列車的測速系統(tǒng)能夠把列車的實(shí)際位置借助自動(dòng)防護(hù)技術(shù)傳送到列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ATO）之中，在輸入?yún)⒖嘉恢眠^程中，需要把應(yīng)答器等相關(guān)的定位系統(tǒng)傳送的列車位置信息填進(jìn)去，所以，列車的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)才可以供應(yīng)有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的制動(dòng)和牽引。

列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ATO）的主要功能有自動(dòng)速度調(diào)節(jié)、車站準(zhǔn)確停車、合理把控列車區(qū)間的運(yùn)行時(shí)間、對(duì)安全門進(jìn)行控制、對(duì)屏蔽門進(jìn)行控制，為車載乘客信息系統(tǒng)提供相關(guān)的信息數(shù)據(jù)以此來促進(jìn)列車的節(jié)能運(yùn)行。自動(dòng)駕駛設(shè)備主要是對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行管控的技術(shù)設(shè)備，需要相關(guān)的工作技術(shù)人員運(yùn)用自動(dòng)防護(hù)功能提供安全保證，在這個(gè)條件下，可以讓列車進(jìn)行自動(dòng)駕駛，與此同時(shí)，列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ATO）能夠提升列車的運(yùn)行效率，對(duì)列車的運(yùn)行情況進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，幫助列車節(jié)能運(yùn)行等。就城市軌道交通列車的順利運(yùn)行而言，列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ATO）需要以安全啟動(dòng)列車為前提。在對(duì)列車進(jìn)行啟動(dòng)、速度調(diào)整和停止運(yùn)行等方面需要借助相關(guān)的命令進(jìn)行。為了能夠準(zhǔn)確停車，需要借助測速電機(jī)，地面信標(biāo)和測速雷達(dá)等機(jī)械設(shè)備，需要有關(guān)的調(diào)節(jié)命令對(duì)列車區(qū)間行駛時(shí)間進(jìn)行合理控制。針對(duì)列車車門、安全門和屏蔽門等的安全控制，可以安排相關(guān)的工作人員進(jìn)行控制，也可以借助自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行，為列車的安全運(yùn)行提供有效保障。

3 列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）

列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）可以對(duì)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)有效的管控。列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）主要起著列車系統(tǒng)與控制中心的調(diào)度員、車站的值班員的連接作用，能夠?qū)崿F(xiàn)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）具備內(nèi)部的局域網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)計(jì)算機(jī)設(shè)備上都安裝了網(wǎng)絡(luò)適配器，控制中心的設(shè)備全部連接在了交換機(jī)上面，在借助交換機(jī)連接到骨干網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上。列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）借助自動(dòng)防護(hù)和自動(dòng)駕駛等等技術(shù)手段，能夠?qū)α熊嚨男熊囈?guī)劃進(jìn)行科學(xué)的制定和管理，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)全線路列車運(yùn)行的自動(dòng)監(jiān)控和調(diào)整。

列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）的主要功能是對(duì)列車識(shí)別號(hào)進(jìn)行追蹤，對(duì)識(shí)別號(hào)進(jìn)行傳送，對(duì)識(shí)別號(hào)進(jìn)行展示，對(duì)運(yùn)行圖進(jìn)行設(shè)計(jì)、管理、調(diào)節(jié)、統(tǒng)計(jì)、報(bào)告和監(jiān)測等等。列車識(shí)別號(hào)的追蹤、傳輸和顯示，就是列車從起始地點(diǎn)占用轉(zhuǎn)換軌過程中的追蹤，指導(dǎo)列車到達(dá)最終地點(diǎn)離開轉(zhuǎn)換軌的追蹤。列車識(shí)別號(hào)可以借助列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)顯示，也可以讓相關(guān)的調(diào)度工作人員進(jìn)行設(shè)置和修改。這個(gè)系統(tǒng)具備自動(dòng)跟蹤列車的功能，并且可以在進(jìn)行列車追蹤的過程中對(duì)其他各類信息進(jìn)行錄入和保存，把全部列車的識(shí)別號(hào)，運(yùn)行位置和時(shí)刻表等等數(shù)據(jù)信息展示在用戶界面上面。制定運(yùn)行圖需要結(jié)合列車組織的實(shí)際，列車運(yùn)行參數(shù)等數(shù)據(jù)信息，讓相關(guān)的工作人員輸入基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)信息，主要有不同列車運(yùn)行區(qū)間的運(yùn)行間隔、運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行線路、客流量和停站時(shí)間等等信息，借助計(jì)算機(jī)設(shè)備輔助自動(dòng)設(shè)計(jì)然后形成運(yùn)行圖，并且在制定運(yùn)行圖的過程中，可以對(duì)存在的問題進(jìn)行自動(dòng)檢測，然后對(duì)問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，借助有效措施進(jìn)行解決。

在制定完基本的運(yùn)行圖之后，根據(jù)不同類別把運(yùn)行圖保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之中，為調(diào)動(dòng)工作人員后續(xù)的調(diào)取提供便利。針對(duì)運(yùn)行圖的調(diào)節(jié)，列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）可以根據(jù)時(shí)刻表對(duì)不同區(qū)域的列車運(yùn)行狀況進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控和調(diào)節(jié)。借助對(duì)列車計(jì)劃與實(shí)際的運(yùn)行圖進(jìn)行比對(duì)，需要調(diào)度員對(duì)列車運(yùn)行存在的時(shí)間偏差的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，如果列車在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)偏差可以自動(dòng)生成，并發(fā)出偏差的預(yù)警信號(hào)，結(jié)合列車運(yùn)行的實(shí)際情況，能夠自動(dòng)形成相關(guān)的調(diào)整規(guī)劃，為調(diào)度員提供幫助。除此之外，列車自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)能夠自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)行統(tǒng)計(jì)，主要有車次號(hào)報(bào)告、車站報(bào)告和列車報(bào)告等等，可以把各種數(shù)據(jù)信息自動(dòng)制作成一個(gè)表格，為相關(guān)的工作人員提供便利。

4 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)（OBI）

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備主要是一種對(duì)信號(hào)機(jī)、道岔、軌道區(qū)段之間正確聯(lián)鎖和進(jìn)路控制的安全技術(shù)設(shè)備。進(jìn)路的設(shè)定指令主要借助列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)杰壟赃B鎖系統(tǒng)，然后在借助軌旁聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)路排列。進(jìn)路設(shè)定指令主要有具備進(jìn)路號(hào)碼的進(jìn)路取消申請，具備進(jìn)路號(hào)碼的進(jìn)路申請和道岔單操作指令。在列車自動(dòng)控制技術(shù)之中，具有一個(gè)根據(jù)線路和車站配線信息制定的路徑表格，每個(gè)路徑都是由一條或者多條進(jìn)路構(gòu)成。進(jìn)路都有準(zhǔn)確的方向，并且是一組列車運(yùn)行，根據(jù)相關(guān)順序進(jìn)行排列的區(qū)段構(gòu)成的。如果列車占據(jù)了接近車站的區(qū)域，自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)發(fā)出進(jìn)路申請。

一般條件下，計(jì)算機(jī)連鎖技術(shù)可以把不可以及時(shí)執(zhí)行的進(jìn)路申請進(jìn)行整合和總結(jié)，可以結(jié)合相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行科學(xué)排序，如果連鎖條件滿足有關(guān)需要，可以對(duì)進(jìn)路做自動(dòng)排序處理。這樣的技術(shù)主要借助進(jìn)路鎖閉，區(qū)段鎖閉和道岔監(jiān)控等技術(shù)手段，對(duì)列車進(jìn)行安全聯(lián)鎖。聯(lián)鎖設(shè)備是列車運(yùn)行控制系統(tǒng)中的重要組成部分，是自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)中不可或缺的一部分，可以為列車的安全平穩(wěn)運(yùn)行提供有效保障，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)（OBI）主要有以下作用：

（1）根據(jù)正確的聯(lián)鎖關(guān)系，列車的運(yùn)行位置和運(yùn)行計(jì)劃等信息，對(duì)列車的進(jìn)路進(jìn)行自動(dòng)化的設(shè)計(jì)和排序。（2）針對(duì)敵對(duì)的進(jìn)路，列車進(jìn)路和延續(xù)性進(jìn)步進(jìn)行有效防護(hù)。（3）在對(duì)進(jìn)路進(jìn)行有效防護(hù)的過程中，結(jié)合相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)列車進(jìn)路進(jìn)行維護(hù)，構(gòu)建一個(gè)保護(hù)區(qū)段，為列車的行車安全提供保障。（4）能夠?qū)ΜF(xiàn)地工作站上獨(dú)立操控的機(jī)械設(shè)備集中站所控制的全部道岔，并且可以獨(dú)立鎖閉，能夠?yàn)榱熊嚢l(fā)送引導(dǎo)信號(hào)，然后對(duì)各種信號(hào)的控制元素進(jìn)行封鎖。（5）能夠根據(jù)現(xiàn)地工作站對(duì)軌道、道岔區(qū)段的臨時(shí)限速等等進(jìn)行有效的管控，可以提供實(shí)際的運(yùn)行狀況。（6）能夠給自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)提供信號(hào)機(jī)的運(yùn)行狀況、保護(hù)區(qū)段的構(gòu)建，列車進(jìn)路的設(shè)計(jì)狀況和軌道區(qū)段的臨時(shí)限速等等數(shù)據(jù)信息。（7）在聯(lián)鎖控制工作站之中，能夠落實(shí)不同工作人員的責(zé)任，為設(shè)備的正常運(yùn)行提供保障。

5 中央控制單元（CCU）

城市軌道交通列車運(yùn)行控制系統(tǒng)需要有一個(gè)健全的遠(yuǎn)程故障自動(dòng)診斷系統(tǒng)，可以對(duì)全線路的車設(shè)備、車載設(shè)備、中央設(shè)備和軌旁設(shè)備等等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且，可以對(duì)不同設(shè)備的故障問題進(jìn)行預(yù)警，可以準(zhǔn)確迅速的提供報(bào)警信號(hào)，讓有關(guān)工作人員進(jìn)行及時(shí)處理。借助服務(wù)與診斷技術(shù)可以把聯(lián)鎖系統(tǒng)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)聯(lián)合到一起，在列車運(yùn)行的過程中，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換。服務(wù)和診斷技術(shù)可以對(duì)存在的系統(tǒng)故障問題進(jìn)行診斷，并且能夠進(jìn)行預(yù)警。需要注意的是服務(wù)和診斷技術(shù)可以把故障信息進(jìn)行保存、識(shí)別和檢查，為相關(guān)的工作人員提供幫助，可以節(jié)省維修時(shí)間，減少維修成本。

6 結(jié)語

總而言之，伴隨科技的不斷進(jìn)步，促進(jìn)了城市軌道交通列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的發(fā)展。借助有效的技術(shù)手段，可以對(duì)列車進(jìn)行自動(dòng)化控制，為城市軌道交通的正常運(yùn)行提供有效保障，為社會(huì)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。