城市軌道交通信號控制模式研究

張嬌嬌

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城市軌道交通信號控制模式研究

張嬌嬌

中鐵四局集團電氣化工程有限公司，安徽 合肥 230000

隨著我國城市化進程的加快，軌道交通成為人們出行的重要工具之一，在各大城市得到了廣泛建設。軌道交通集成了電子控制、智能管理、視頻監控、語音通信等多種信息化技術，因此信號控制成為軌道交通正常運行的關鍵保障，具有重要的作用和意義。

軌道交通；信號控制；集中控制；分散自治控制

引言

隨著我國經濟的快速發展和進步，城市軌道交通得到了廣泛普及，以便滿足城市化、快速化的生活工作節奏。為了保證城市軌道交通的實時調度、運行和計劃管理，引入了許多調度系統、視頻監控系統、電話通信系統等，這些系統能夠協同工作，完成軌道交通的安全可靠運行[1]。信號傳輸與控制能夠保證各個系統之間的通信，已經成為人們研究的熱點。軌道交通信號控制系統包括傳輸系統、公務系統和專用電話系統，每一個系統都可以獨立或協同完成乘客購買票、出入站、列車運行和維護的信息傳輸工作，為人們調度列車、管理列車運行提供強大的支撐[2]。

1 城市軌道交通信號控制子系統

1.1列車自動監控子系統（ATS）

ATS系統由控制中心、車站、車場及相關的車載設備集成在一起，在列車自動防護系統的支持下可以完成列車自動監控，主要功能包括以下幾個方面：利用ATS車站設備可以采集軌道旁邊、車載ATP提供的軌道占用狀態、進路狀態、列車運行狀態以及信號設備故障，并且能夠控制和監督列車運行相關信息；利用車輛計劃運行圖、聯鎖表、列車位置等信息完成信息輸入輸出控制命令，將其傳輸至車站連鎖設備，并且能夠設置列車進路，實現控制列車停戰的時刻安排；系統可以完成正線區域內部列車識別號的持續跟蹤服務，列車識別號可以由中央ATS自動生成，也可以由車站職工調度完成，也可以由列車向ATS發送識別信號燈；根據列車的實時運行情況自動的調整運行線路和計劃，并且可以控制列車停戰時刻，控制列車的發車時間；ATS中央故障發生的情況下，可以實現降級處理，調度人員可以進入設置進路，調整列車的運行情況，ATS車站可以完成自動進路或列車識別號實現自動信號控制，由車站實現人工控制；列車的具體故障也可以顯示在列車運行或調度顯示器上，由人們進行控制和分析，進一步保證人員的工作分析，也可以向通信無線、廣播、旅客向導系統提供必要的信息[3]。

1.2列車自動防護子系統（ATP）

ATP系統主要由地面設備、車載設備等集成實現，能夠監督軌道交通安全速度運行，主要功能包括以下幾個方面：自動地、持續地檢測列車位置，向列車發送相關的車輛運行速度、距離和線路運行條件，以確定列車運行時必要的最大安全速度，同時為列車速度提供一個制動或緊急制動寶華，保證前行列車和后續列車之間的安全間隔，滿足車輛的行車間隔和折返間隔；檢測同一軌道上的不同列車之間具有足夠的安全距離，保證列車發生側面沖撞；放置城軌車輛超速運行，確保列車速度不超過道岔、線路或車輛規定的允許速度；根據車輛連鎖設備提供進路軌道區間運行方向，確定響應軌道電路發碼方向；確保通信中斷、車載設備故障或超速列車的安全性制動[5]。

1.3列車自動駕駛子系統（ATO）

ATO子系統負責完成城軌列車自動控制設備監控，其通常由地面設備和車載設備集成實現，在ATP系統的保護下，其可以完成ATS指令操作，控制列車的自動駕駛情況，調整列車的速度和控制列車車門。ATO系統功能如下：一是自動完成列車啟動、巡航、牽引、制動情況，并且以較高的速度跟蹤車輛運行和折返作業；在ATS監控范圍的入口及各個車站停車區域進行統一地通信服務，并且能夠將列車有關信息傳輸至ATS系統，便于ATS系統全程實時監控列車運行情況；根據列車運行圖自動調整和控制列車運行，達到節約能量的目的；根據停車站臺的位置及停車精確度，自動地車門進行開關控制[6]。

另外，為了保證列車信號子系統正常運行，引入了城市交通通信系統，比如傳輸系統、公務系統和專用電話系統，可以為控制中心調度員和車站值班員之間提供直接通話功能，實時的完成調度總機與調度分機之間的通話錄制[7]。

2 城市軌道交通信號控制方式

城市軌道交通信號控制方式包括集中控制型、集中監視分散控制型和自治分散型等三種模式。集中控制型是指控制中心可以實現全部列車信號進路的控制功能，實現列車運行計劃、調度調整控制，集中控制型的代表為ATS系統，該系統可以實現設備集中控制，并且能夠安全傳輸控制中心與車站之間的數據傳輸，包括列車運行安全信息，傳輸通道采用電纜或光纜。集中控制型系統指示比較成熟，管理設備相對較少，但是系統功能非常集中，控制中心服務器處理負荷非常大，因此對數通信要求非常高，一旦發生故障則影響面非常大，不利于故障的定位和解決[7]。

集中監視分散控制型是指控制中心僅對全線列車運行進行監督、計劃和管理，不直接控制列車運行，由每一個車站完成列車進路或列車運行控制。[8]集中監視分散控制中心的計算機符合處理非常小，中心與車站之間的數據傳輸不涉及列車運行是否安全，也不需要管理安全信息，如果控制中心設備或通信傳輸發生了故障，可以采用降級運行模式，在短時間內不影響全線運行[9]。

自治分散型是隨著互聯網的發展誕生的一種新型信號控制方式，控制中心可以實現對全線列車運行進行有效地、實時地監督、計劃和管理，每一個車站都可以根據全局運行狀態控制列車進路或列車運行，控制中心和車站處于同樣的地位，都可以完成同樣的功能，并且能夠進行有效的協作，自治分散型具有較好的可靠性、靈活性[10]。

3 結束語

隨著互聯網、多媒體等計算機技術的發展，城市軌道交通的信息化水平越來越高，信號控制方式也會層出不窮，能夠更好的保證列車安全可靠運行，確保乘客的人身安全[11]。

[1]王喜軍.地鐵信號系統車場與正線運行控制模式一體化研究[J].城市軌道交通研究，2016，19（8）：8-11.

[2]宋丹，王國霖.石家莊市軌道交通3號線一期工程正線停車場信號系統配置方案[J].鐵路通信信號工程技術，2016，13（2）：85-88.

[3]肖寶弟，蔡昌俊，李晉.城市軌道交通信號系統自主化整體技術解決方案——MTC-I型基于通信的列車控制系統研發與應用[J].現代城市軌道交通，2014，11（7）：11-17.

[4]趙曉峰.無線CBTC信號系統工作模式分析[J].城市軌道交通研究，2012，15（5）：103-105.

[5]董琪.城市軌道交通信號控制方式分析[J].同行，2016（9）：64.

[6]劉海珠.城市軌道交通信號控制方法研究[J].工業，2016（4）：212.

[7]滕沖.關于城市軌道交通信號控制系統的探討[J].科技創新與應用，2013（33）：66.

[8]張振海，閔永智，張雁鵬，等.軌道交通信號及控制專業人才培養模式[J].中國建材科技，2014（1）：44-47.

[9]劉劍，黎曉東，姜慶陽.城市軌道交通CBTC區域控制中心子系統的研究[J].現代城市軌道交通，2012（2）：1-3.

[10]沈偉.軌道交通中不同閉塞模式下ATC系統后備方案研究[J].鐵道通信信號，2011，47（11）：16-17.

[11]程新勝.淺談城市軌道交通信號系統的安全措施[J].中國科技博覽，2012（36）：25.

Research on signal control mode of Urban Rail Transit

Zhang JiaoJiao

China Railway four Bureau Group Electrification Engineering Co.,Ltd., Anhui, China, 230000

With the rapid development of China's urbanization, rail transit has become one of the most important tools for people to travel. Rail transit integrated electronic control, intelligent management,videomonitoring, voice communication and other information technology, so the signal control is the key to ensure the normal operation of rail traffic, has an important role and significance.

rail transit; signal control;centralized control;decentralized autonomous control

U239.5

A

1009-6434（2016）12-0123-02