現代有軌電車正線道岔控制方案的選擇

王 坤

武漢市城建工程有限公司

現代有軌電車正線道岔控制方案的選擇

王 坤

武漢市城建工程有限公司

現代有軌電車采用電力驅動、低地板列車和自動控制等新技術，以較大的載運量、綠色環保、城市景觀效果好及投資規模小等綜合優勢得以快速發展。有軌電車信號系統主要由正線道岔控制系統、車輛段聯鎖系統、運營調度系統、路口優先控制系統等4部分組成。有軌電車采用現地控制優先方式，由司機在軌旁控制道岔。基于此，文章就現代有軌電車正線道岔控制方案的選擇進行簡要的分析，希望可以提供一個借鑒。

有軌電車；正線道岔；控制方案

1.現代有軌電車正線運行需求分析

1.1 無安全間隔控制需求(長大隧道路段除外)

在地鐵或輕軌中常用的正線信號系統通常具備ATP防護的列車控制功能，以保證高運量、封閉環境中追蹤列車運營安全。但是在有軌電車工程中，線路不完全封閉，存在與地面公共交通的平面交叉路口和相對開放的運營環境，它決定了傳統的ATP防護功能并不能防止電車和社會車輛、行人之間的沖突，達不到其控制目的。如采用ATP防護，在有軌電車復雜的路權環境中，將導致ATP的功能需求更高更復雜，不僅增加工程投資，而且會增加司機的依賴性、降低司機的警覺性，對與社會車輛和行人發生事故埋下一定的安全隱患。

1.2 無超速防護需求，但有一定的輔助駕駛告警需求

有軌電車允許其具備靈活的運營組織、2輛以上的車可以以很近的間距排列行駛或站內停靠。因此，系統無超速防護需求，只要求司機保證避免追尾和沖撞。在曲線限速段、轉彎處、路口、長大下坡等路段，可對司機進行語音提醒，但無控制功能。

1.3 無ATO自動駕駛和精確停車需求

由于有軌電車采用人工駕駛模式，所以無ATO自動駕駛需求。同時，在站臺的停車作業也是由司機來操作完成的，無精確停車需求。

1.4 對道岔區域有可靠的聯鎖需求

對于軌道交通，道岔轉換、鎖閉的安全性、可靠性，是保證列車安全通過以及提高行車效率最重要的條件之一。在有軌電車“人工駕駛、司機瞭望、保證安全”駕駛模式下，正線道岔控制子系統無疑是有軌電車智能控制系統中，保證行車安全和提高行車效率的最關鍵子系統。

2.有軌電車正線道岔控制方案的設計

2.1 系統組成及結構

正線道岔控制系統主要由軌旁道岔控制柜、車載設備、地面手操盤、通信系統、區段占用檢查系統、轉轍機、信號機等組成，實現地面控制與車上控制相結合、現地控制與中央控制相結合。

道岔控制柜主要負責道岔的解鎖、轉換、鎖閉和位置檢查。車載設備是有軌電車行駛的輔助設備，用于機車司機與地面、控制中心進行通信交流的載體。地面手操盤是在道岔機械操作模式下使用，用于人工手動直接操作轉轍機，需要人工確認道岔位置以及道岔區段是否空閑，人工引導列車運行。通信系統是正線道岔控制系統與地面設備、上層與車輛段聯鎖控制中心等設備間的通信。區段占用檢查系統是在有道岔站采用計軸設備完成相關區段的“占用”、“出清”狀態的檢測。

2.2 控制流程

列車行至路口信號機前方，司機觀察前方區段無車占用，可根據運行意圖按壓車載操作盤或現地操作盤按鈕操作道岔，操作指令信息通過車地通信環線發送至道岔控制柜，也可由控制中心通過網絡下發操作指令。道岔控制柜邏輯運算單元收到指令后判斷滿足道岔動作條件(沒有被其他車選用并且道岔區段空閑)情況下，驅動道岔動作到規定位置并鎖閉，隨后信號開放指示列車運行方向(直行顯示綠燈、左右轉向顯示黃燈)，司機確認信號開放正常即可通過路口。列車駛入道岔區段后，信號自動關閉(顯示紅燈)。列車駛出路口道岔區段后，信號燈自動重復開放。如下一趟車運行方向不改變，不再辦理進路，直接通過路口，該方式能有效減少司機的工作強度并提高運行效率；如下一趟車與運行方向不一致，司機需再辦理與運行方向一致的進路。

2.3 道岔控制模式

電車在行駛過程中，駕駛員遵守運行條規的情況下，依照地面發出的信號顯現行駛的電車，由此來確保電車安全經過道岔，經過一系列的操作來很好的實現運行、往返以及駛入車輛場等等許多作業。對于有軌電車系統的控制模式，本文提出了兩種解決方案：

方案一：中心控制優先。以往較為常用的軌道交通都采取中心控制優先的方法，中心發起全部的進路。中心通過收集軌道實時的運行情況和道岔具體的地理分布位置以及信號機所顯示的具體情況等等許多信息，依據電車安排時刻表從而自動整理排列出電車行駛進路。并且此時能夠給予電車調度員對進路進行控制的最高優先權。

方案二：現地控制優先。司機在軌道旁完成對進路和道岔的控制，中心調度員僅對軌旁設備進行監視，并無實際控制權。傳統軌道交通都是以中控為基礎，進路或道岔操縱必須由中心自動或調度員人工發出。這種模式是建立在以下基礎之上：全線進路控制是一個有機整體，所有進路都是銜接在一起；系統對行車安全負責，司機僅按照信號(或車載信號)顯示行車；線路屬于全封閉，環境簡單，調度員只需要根據工作站顯示以及聯鎖安全保證，排列進路即可。傳統軌道交通采用由中心調度員統籌安排的方式，既可以提高效率，又能保證安全。而有軌電車道岔控制區分離，司機對行車安全負責，同時，道路不封閉，調度員不能掌握道路狀況，尤其是道岔布置在開放路口的情況下，中心調度員即使要辦理進路也需要經司機確認。因此，有軌電車采用現地控制優先方式，由司機在軌旁控制道岔，責任劃分清晰，且運營靈活，符合公交化運營的思路。當然中心調度員可通過無線列調對列車運行統籌安排調度。

結束語

正線道岔控制系統作為現代有軌電車信號系統中唯一涉及安全的子系統，目前國內開通線路多采用國外技術集成設備，比如西門子的全套系統。因此，在實際的選擇過程中，要求要在詳細分析其功能需求的基礎上，借鑒類似工程的經驗，合理做出選擇。

[1]劉先愷，梁靚，陳鵬飛，曹源.現代有軌電車正線道岔控制技術研究[J].中國鐵路，2015，02：82-85.

[2]王曉亞.現代有軌電車正線道岔軌旁控制單元的研究與設計[D].蘭州交通大學，2016.