關于有軌電車信號控制技術的探索分析

李　云（蘇交科集團股份有限公司,南京210000）

關于有軌電車信號控制技術的探索分析

李云
（蘇交科集團股份有限公司,南京210000）

現代有軌電車的環保和高運量等優點使得其成為一種新的城市公共交通出行工具，科學技術的進步，也讓有軌電車得到了大力發展。有軌電車的信號系統，既秉承傳統信號系統的作用，也被賦予了特殊的運用需求和適用的技術條件。本文針對有軌電車信號系統的關鍵控制技術進行探索分析，旨在提高有軌電車的運輸能力，實現迅速、及時、準確的行車調度指揮和運營管理現代化，提高運輸效率及服務質量。

有軌電車；信號控制技術；探索

0　引言

高新技術的發展為有軌電車注入了新的活力，使得其在國際上得以復興，現階段我國對有軌電車給予了重新認識。有軌電車[1]是在我國城市道路的基礎上發展而來的，在地面進行軌道的敷設，通過電力進行有軌電車的牽引，其輸送功能在傳統公車與輕軌兩者之間，屬于中等的公交運力。科學技術的進步，降低了有軌電車的噪音，提高了行車速度，使其更安全、環保、快捷、穩定，為乘客出行提供了便利。

1　有軌電車的特點

有軌電車具備靈活性好、造價低等特點，對車站無特殊要求，且站點可移動，能夠滿足城市道路布局的不同要求。

1.1經濟性良好

有軌電車屬于城市軌道中的一種中低運量的交通。單向高峰客運量是0.3—1.9萬人次/h，介于公共汽車與地鐵輕軌之間，在中等城市中利用，可形成骨干線路，而在大城市中卻可用作輔助路線公交。有軌電車與輕軌、地鐵的造價相比，資金成本投入較低具有較大的優勢，多數城市均可承擔，具有良好的經濟性。

1.2技術先進

隨著科學技術的不斷發展，有軌電車技術也得到不斷更新。不僅有軌電車的外部造型較為流暢與美觀，而且在車輛內部各通信系統、乘客信息系統、空調系統等配套齊全[2]，供電技術也日趨先進成熟。

1.3與城市發展相協調

有軌電車屬于公共交通的一種，除了重視車輛外形的美觀度外，還需與城市景觀相協調。對現有的軌道選型與接觸網技術[3]進行改進，以促進有軌電車與城市發展相協調，最大限度的減少破壞城市景觀。

1.4環境污染較小

我國的舊式有軌電車其噪音與震動都較大，且造成的環境污染較為嚴重。在有軌電車發展的過程中，逐漸通過電力進行牽引，避免汽車尾氣造成的環境污染，車輛依靠徑向轉向架技術與彈性車輪技術，消減與吸收車輛的震動與沖擊力。軌道通過無縫線路與彈性墊層相結合的形式，車輛噪音則是依靠圍裙技術降低輻射，且在有需要的地段設置聲屏障，以有效降低震動與噪音。

2　有軌電車信號控制的關鍵技術探析

2.1路口信號優先控制

有軌電車在地面路段行駛時與社會車輛共同行駛在道路上，與其它車道之間存在著平面交叉，道路交叉口信號優先實施的理念是在保證不對整個交叉口或干線車輛運行產生嚴重影響的前提下，對交叉路口交通信號控制策略的優化設計，對有軌電車車輛進行傾斜性的信號分配，提高車輛在交叉口的通行效率，確保車輛的優先通行權。

現階段，我國有軌電車路口信號優先控制模式主要分為兩種：集中控制與區域控制[4]。

（1）集中控制。有軌電車中普遍安裝GPS/BD等裝置，可利用GPS發送車輛運行信息至控制中心，在公共交通信號處理中遵循優先處理原則。而控制系統則利用光纜把智能交通信號控制機優先信號發送至交警控制中心，并通過智能交通信號系統接口控制干預系統，從而實現有軌電車優先通過的目的。公共交通信號優先不僅可通過內部比對時間，來確定最佳到站時間，而且能夠確定有軌電車到站的時間，以對路口信號燈進行調整。

（2）區域控制。有軌電車利用衛星進行定位，調度中心對有軌電車定位的目的是對應急情況與全局運營進行指揮。電子地圖中不會顯示車載定位裝置，主要是利用定位信息對有軌電車的進站時間進行計算。當車輛進入判定范圍時，會根據車輛位置、交叉口位置、車速等信息進行計算，預計車輛到達的時間，并將間隔時間發送至路邊設備，由路邊設備以此為依據判斷延長還是縮短信號燈時間。此時，路邊設備和路口顯示燈通過無線設備進行傳輸，從而保證路口機動車與有軌電車的完美配合，提高有軌電車正常運行的安全性。

2.2正線道岔控制

正線道岔控制主要是聯鎖控制正線道岔，正確處理軌道區段、信號機以及道岔區段內道岔等之間的關系，從而確保控制的安全性。

（1）有軌電車在正常運行過程中，人工辦理或是中心自動辦理進路，在通道故障、中心設備與運行過程中，轉換成人工操作車站道岔；

（2）正線道岔能夠對列車進路進行多種操作，例如：取消、解鎖以及鎖閉等，對有軌電車軌道道岔區段的信號機進行多種操作，例如：關閉、鎖閉、故障恢復以及道岔單操等；

（3）根據列車位置與聯鎖關系自動進行排列進路[5]。

道岔控制包括兩種模式：車載遙控控制與聯鎖集中控制。

（1）聯鎖集中控制。在聯鎖集中控制模式下，車載系統能夠及時獲知有軌電車所處的位置，并利用DCS將數據信息傳遞至控制中心，與此同時，控制中心通過有線通信網絡獲取信號燈情況、道岔狀態等，并在調度員界面中有所顯示。有軌電車在進入道岔時，會對入口位置的信息進行讀取，并與調度中心的呼叫相呼應，從而制定、發送相應的控制信息，自動排列進路。

（2）車載遙控控制。在車載遙控模式下，有軌電車在進入道岔控制區域后，司機會自動獲得控制權，并利用車載控制系統或人工控制道岔轉動至需要的位置，道岔自動鎖閉、信號開放。在有軌電車駛出該區域后，自動失去控制權以保證不會因司機誤操作造成道岔再次轉動。車輛取得控制權至車輛完全離開道岔區段期間，系統不授予其他車輛控制權，以保證運行安全。

2.3車載設備

有軌電車的車載設備主要是指車載天線、顯示單元、車地雙向無線通信設備[6]、GPS終端以及主機等。車載設備利用列車位置檢測設備、GPS、傳感器等準確定位有軌電車，并通過無線通信系統把定位信息實時發送至控制中心，以調整有軌電車運行的計劃。同時可依據有軌電車的位置、車速、道岔定反位狀態、前后車距、進路表示器等信息，在某一項超出設定行車安全范圍時，就會發出報警，以提示駕駛人員注意。

2.4運營調度

運營調度是指運營管理、監督、行車指揮、報警管理以及運營統計的統稱。

（1）運營管理：是指控制中心以運營要求為基礎制定運營計劃與時刻表，車輛基地依據時刻表有計劃、有組織的運營有軌電車；

（2）監督與報警管理：有軌電車中的設備具備自診斷功能，當發現設備故障時，會反映至控制中心的調度員終端，并報警；

（3）行車指揮：系統利用有軌電車中的定位系統獲取有軌電車的位置信息，將實時狀態反映至調度員終端，指揮有軌電車的運營；

（4）運營統計：依據獲取的有軌電車位置、車次號以及時間等信息制作報表，并對有軌電車的返程與管理進行統計。

3　結語

綜上所述，有軌電車信號控制技術是對通信、信號等進行綜合利用，并在超大帶寬的基礎上發展而來，構建城市軌道專用的無線通信網絡，實現有軌電車的雙向通信，促使我國有軌電車信號控制技術的一體化、信息化、網絡化、智能化發展。有軌電車信號控制技術與城市道路交通的交通效率與統一規劃等密切相關，需遵循相對優先通行、最少綠燈以及絕對信號優先等原則，避免有軌電車影響城市道路交通。

[1]劉海軍.現代有軌電車信號系統設計分析[J].都市快軌交通,2013(06):156-159.

[2]公吉鵬.新型有軌電車道岔控制方案分析[J].城市軌道交通研究,2014(07):119-121.

[3]高玉,王洪波.現代有軌電車道口信號控制技術研究[J].現代城市軌道交通,2014(04):1-4.

[4]徐波,王波,周侃.面向協同控制的城市有軌電車交通組織技術探討[J].城市道橋與防洪,2014(09):16-21；57；13.

[5]劉立龍,李建成.基于VISSIM的現代有軌電車交叉口信號優先控制策略研究[J].公路與汽運,2014(06):56-58.

[6]劉新平.新型有軌電車信號系統方案研究[J].城市軌道交通研究,2012(05):50-52；60.

李云（1987—），女，江蘇南京人，研究方向：鐵路/軌道交通信號工程。