試論列車定位技術在城市軌道交通中的應用

王會江

摘要：在我國城市人口不斷增加的大背景下，城市問題日益突出，主要包括城市交通荷載量大和交通擁堵的問題。軌道交通具有車站間距近和運行密度高的特點，對列車運行的安全性提出了更高要求。文章根據相關工作經驗，探究了列車定位技術在城市軌道交通中應用的相關問題。

關鍵詞：列車定位技術；城市軌道交通；城市問題；交通荷載量；交通擁堵；鐵路交通 文獻標識碼：A

中圖分類號：U284 文章編號：1009-2374（2016）17-0090-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.043

城市軌道交通的優點是安全、可靠、速度快、舒適和節能環保等。世界各國都通過城市軌道解決城市交通問題。技術人員在控制列車的過程中，定位技術非常重要。列車的準確定位關系到列車的安全運行，如果定位準確，運輸效率會提升。列車每個系統的運行都要考慮列車的位置信息，因為列車位置信息是重要的參數。通過列車定位技術可以更好地控制和調度列車，因此獲取列車速度和位置信息的重要保障就是技術人員以更加認真的態度面對工作?，F階段，在我國城市軌道交通中，列車定位技術應用非常廣泛。

1 我國城市軌道交通中列車定位技術概述

列車定位指的是技術人員通過已有的技術設備，對列車實際地理位置，掌握運行速度和運行狀態等關鍵信息，并通過傳輸媒介向交通指揮部門傳送相關信息。列車定位意義重大。根據列車定位技術可以向控制中心提供列車的實時位置。指揮人員和控制中心調度值班人員可以掌握列車的運行位置，恰當安排列車的運行密度。如有必要，技術人員可以按照實時客流、通過扣車和跳停等方式控制列車的運行密度。通過列車定位技術可以提供列車所處的位置，從而得到列車的準確位置，向信號控制系統和檢測終端傳輸，以此為依據信號控制系統發出各種控制指令。

2 列車定位技術在城市軌道交通中的應用

技術人員科學使用列車定位技術，可以準確得到鐵路網絡中列車的位置。現階段，多種列車定位方式被廣泛應用于國內外軌道交通列車自動控制系統中。以下具體分析列車定位技術的類型：

2.1 通過軌道點位定位列車

現階段，軌道電路定位法是我國常用的列車定位技術。鐵路線路上有兩根鋼軌，這兩根鋼軌是軌道電路的導體。導體經過引線連接信號，設備接收信號，這樣就形成了電氣回路。如果車沒有占用軌道區段，接收端接收發送端的信息。如果列車進入軌道區段，車輪可以造成兩根鋼軌短路。接收端不能順利接收發送的信息，接收端在失磁的情況下會落下，對列車進行檢測。在線路運行時，列車運行的軌道會出示“占用標示”，對軌道電路的占用情況進行連續跟蹤，從而準確獲得列車的

位置。

2.2 通過電子計軸技術獲得準確的列車定位

電子計軸定位可以對電磁感應信息進行檢測，將計軸點安裝在軌道區段的分界點上，通過計軸技術檢測電磁感應信號。技術人員能準確判斷列車的輪軸數量和運行方向。如果車輪駛過計軸點位置，就會形成脈沖信號，將電纜作為介質向控制中心傳輸?？刂浦行牡募夹g裝置檢測車輪位置，最后按照計數，獲取列車出清和占用狀況，從而使列車在軌道運行中的定位更加準確。

2.3 通過信標技術對軌道交通中的列車進行定位

地面信標的安裝非常重要，其安裝位置有兩根鋼軌，有兩種信標，包括無信源和有信源。每個信標的編號都是唯一的，其位置信息也是特定的。在車載上安裝接收功能的信標，可以讀取信標天線。如果列車越過信標。車載信標天線會在地面上傳遞信標能量，這個過程可以通過電磁感應傳遞。地面信標在接收到能量后被激活，內部電路會展開工作。技術人員通過調節電磁感應將存儲位置傳送至車載信息處理系統，通過解析數據獲取列車的位置。

2.4 通過測速定位列車

測速定位建立在列車測量的基礎上，通過測速定位可以及時獲得列車運行距離。測速定位包括多普勒雷達法和輪速法。輪速法需要遵循一定的工作原理，將旋轉式光柵安裝在旋轉式外側。在列車的運行過程中，旋轉的輪軸可以帶動光柵發生轉動，在光柵兩邊安裝發光裝置。光柵在旋轉的過程中，光電傳感器會接收“光脈沖信號”，這一信號來自于發光裝置，經過轉化后這一信號會轉為脈沖信號，在車載計數器上傳送。車載計數器可以計數這個脈沖信號。技術人員檢測這個信號可以判斷車輪的轉角。通過車輪的轉角，得出列車的位移。

多普勒效應是速度測量的原理，將多普勒雷達安裝在車頭位置，雷達向地面發送頻率信號。如果列車運行速度較快，兩個信號的頻率差也比較大。技術人員測量兩個信號頻率差后，可以得到列車的運行方向和速度。通過列車運行速度的積分，可以得到準確的列車運行距離，從而準確獲得列車的位置。測速定位包括雷達法和輪速法等。測速法的原理指的是將旋轉式光柵安裝在列車外側，并將光電傳感器和發光器安裝在兩側。在光柵的旋轉過程中。發光裝置會產生脈沖信號，光電傳感器可以接收脈沖信號，并對脈沖信號進行轉化，形成電脈沖信號，輸送至車載計數器。技術人員檢測該信號后，準確確定車輪轉角。技術人員可以通過車輪轉角得出列車運行的距離。

多普勒測速原理是常用的列車速度測量原理，在車頭位置安裝多普勒雷達，雷達會向地面發送信號，并檢測反射信號。根據多普勒速度測量原理，如果列車的狀態是運行的，反射信號頻率較高。如果列車狀態不是前進，反射信號比發射信號頻率低。通過測量兩個信號的頻率差，就可以準確得到列車的運行速度、運行方向、運行距離和運行位置。

2.5 通過無線擴頻定位列車

無線擴頻定位可以準確定位和跟蹤列車，通常采用的是偽碼測距技術。無線擴頻要按照相關原理開展工作。技術人員可以在地面沿線設立無線基站，無線基站發送帶有位置信息的擴頻信號。列車接收擴頻信息，技術人員求得列車信息和列車的時間差。技術人員可以以時間差為參數，求出無線基站的距離，從而得到列車在軌道網絡中的準確位置。

2.6 在交叉環線的基礎上定位列車

技術人員可以將交叉感應線敷設在兩根鋼軌之間，在軌道中央的道床上固定一條線，在鋼軌的頸部下方固定另一條線，它們每隔一段距離交叉。中央回線和天線是相似的，列車每經過一個電纜交叉時，通過車載設備可以對環線內信號的相位變化進行檢測，并計數相位變化次數，確定列車的運行距離，從而更準確地定位

列車。

3 城市軌道交通中幾種列車定位方式比較

軌道電路定位具有方便、經濟和可靠性的優勢，既可以定位列車，也可以對軌道的完好情況進行檢測。軌道電路的長度決定定位精度，如果定位精確度不夠，無法構成移動閉塞。計軸定位方式相似于軌道定位，主要是對區段信息的檢測，從而確定列車位置。但是這種方式也有一定的缺點，即外界其他金屬物品會對其產生干擾，顯示占用狀態。列車定位測速是一種相對定位方式，這種定位方式是一種典型的增長式定位，有累計誤差的缺點。如果對定位精度有更高要求，可以通過其他方法校正位置信息。查詢應答器定位方式有自身優點，地面應答器安裝點有較高的定位精度、較低的維修費用、較長的使用壽命，面對惡劣條件可以保持工作的穩定性。但是也有一定的缺點，即只能獲取點式定位信息，在投資規模和設置間距上存在矛盾。技術人員可以根據實際情況將列車定位技術運用于城市軌道交通中。

4 列車定位技術在城市軌道交通中的應用

常用軌道交通和行車效率、行車安全密切相關。傳統的軌道電路對列車區段的占用情況進行監控，這種技術設備具有容易安裝，技術原理簡單，技術含量低和單套設備投資成本低的特點。因此應用廣泛。但是軌道區段對行車效率有決定作用。如果區段過長，會對行車的通過效率產生嚴重影響。在區段過短的情況下，設備的安裝數量會增加，也使維修作業和維護工作量增加。傳統的軌道電路極會被外界自然環境影響，可能會偏移電氣指標。

軌道交通運營具有較高的車次密度。區間戶外發生故障，如果無法給維修人員足夠的搶修時間，設備發生故障會影響運營。在軌道交通系統中點位信標技術的成功應用已經有多年，列車不論是自動駕駛還是人工駕駛，都要對站臺屏蔽門和車門實現有效聯動，保證乘降的方便性，在此發揮重要作用的是定位信標。地面信標對信息量的存儲較大，可以保證停車的準確性和高密度。在軌道交通新建線路中普遍采用的是計軸設備，計軸設備可以克服軌道電路受惡劣環境影響的不足。技術人員通過計算機對軸點發送的信息進行處理，從整體上保證了可靠性和安全性。

5 結語

綜上所述，隨著我國交通事業和科學技術的發展，列車定位技術已經被廣泛應用于軌道交通中。通過列車定位技術可以對列車位置進行準確定位。文章首先簡要概述列車定位；其次分析列車定位技術和定位方式；最后探究列車定位技術在城市道路軌道中的應用。希望通過本文的研究對軌道交通中列車定位技術應用水平的提高有所幫助。

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（責任編輯：小 燕）