基于高精度定位技術(shù)的新型車站信號(hào)控制系統(tǒng)研究

丁鑫

摘 要：全球經(jīng)濟(jì)的快速提高促使科學(xué)技術(shù)水平的提升速度正在飛速加快，其中的衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)為人們出行帶來(lái)了很多便利，但是很多車載導(dǎo)航和手機(jī)導(dǎo)航等給人留下了定位系統(tǒng)精度并不高的印象，常常出現(xiàn)定位偏差因此耽誤行程的問(wèn)題，引發(fā)人們的不滿和諸多吐槽。對(duì)于鐵路事業(yè)來(lái)說(shuō)，車站和列車是必不可少的組成部分，如果列車應(yīng)用的定位技術(shù)精度較差的話，就會(huì)造成車站工作人員不能夠?qū)α熊嚨臏?zhǔn)確位置進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握，這對(duì)于列車的安全穩(wěn)定運(yùn)行以及列車的調(diào)度工作有著非常嚴(yán)重的影響，因此，就需要對(duì)車站信號(hào)控制系統(tǒng)進(jìn)行不斷的完善，充分利用高精度定位技術(shù)，使車站工作人員能夠更加精準(zhǔn)的掌控列車位置，提高車站管理工作的整體水平。

關(guān)鍵詞：高精度定位技術(shù)；新型；車站；信號(hào)；控制系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.100

車站信號(hào)控制系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)車站工作以及列車的安全運(yùn)行有著非常大的作用，信號(hào)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)列車運(yùn)行速度、內(nèi)部設(shè)施等的精準(zhǔn)控制，使列車的運(yùn)行一直保持在非常可靠的基礎(chǔ)上，定位技術(shù)是否精準(zhǔn)能夠直接影響車站信號(hào)控制系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量和效果，如果定位技術(shù)不夠精準(zhǔn)，那么就會(huì)造成列車運(yùn)行實(shí)際情況不能夠及時(shí)反饋到車站信號(hào)控制系統(tǒng)之中，相關(guān)工作人員也不能夠?qū)α熊嚨膶?shí)際狀態(tài)進(jìn)行掌握和調(diào)整，一旦因此發(fā)生問(wèn)題或故障，造成的后果是不可挽回的。因此，應(yīng)針對(duì)高精度定位技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的運(yùn)用，從而形成新型車站信號(hào)控制系統(tǒng)，提高車站工作人員對(duì)列車運(yùn)行的實(shí)際情況的掌控程度，確保列車的狀態(tài)時(shí)刻保持在最佳，相關(guān)人員也能夠根據(jù)列車運(yùn)行的路況對(duì)列車速度以及設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，使鐵路事業(yè)更加可靠和科學(xué)。

1 鐵路信號(hào)系統(tǒng)定位技術(shù)概述

定位技術(shù)是鐵路信號(hào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。對(duì)于鐵路信號(hào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，定位技術(shù)是其中的關(guān)鍵核心技術(shù)，列車位置是否精準(zhǔn)對(duì)于列車運(yùn)行的安全可靠性有著巨大影響，工作人員只有明確列車的位置之后，才能夠按照鐵路軌道的實(shí)際情況，對(duì)列車速度進(jìn)行調(diào)整，或者采取聯(lián)鎖的方式，保證列車運(yùn)行的安全性。鐵路信號(hào)系統(tǒng)通常使用的定位技術(shù)有一下幾種：第一種，基于地面設(shè)備定位技術(shù)，其中包括鐵軌電路、感應(yīng)環(huán)線、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、測(cè)速轉(zhuǎn)矩法、齒槽計(jì)數(shù)法；第二種，基于無(wú)線通信技術(shù)的定位技術(shù)，其中包括查詢應(yīng)答器、多普勒雷達(dá)、無(wú)線測(cè)距發(fā)；第三種，基于衛(wèi)星技術(shù)的定位技術(shù)，其中包括全球定位系統(tǒng)、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)、伽利略系統(tǒng)[1]。

2 高精度定位技術(shù)對(duì)車站信號(hào)控制系統(tǒng)的影響

列車位置的精確度非常關(guān)鍵，其能夠直接影響車站工作人員對(duì)相鄰列車間距的計(jì)算，所以，只有保證每輛列車的定位非常精準(zhǔn)，才能夠讓工作人員準(zhǔn)確的計(jì)算出列車之間的距離，從而確保相鄰列車之間保持安全的距離，而且，工作人員還可以對(duì)列車定位位置的軌道進(jìn)行分析，再按照軌道實(shí)際情況對(duì)列車速度以及聯(lián)鎖設(shè)施進(jìn)行控制，確保列車運(yùn)行的安全可靠性。下面針對(duì)高精度定位技術(shù)對(duì)車站信號(hào)控制系統(tǒng)的影響進(jìn)行探討。

2.1 對(duì)行車指揮調(diào)度方式的影晌

因?yàn)樾l(wèi)星通信技術(shù)的大力運(yùn)用，有效提升了系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息總量，這樣一來(lái)，就能夠使軌道交通ATC信號(hào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行在速度不一致的基礎(chǔ)上完成。該系統(tǒng)中有列車的自動(dòng)操縱系統(tǒng)、自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)、自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。采用高精度定位技術(shù)的話，就需要對(duì)上述三種系統(tǒng)進(jìn)行一定的改變，以適應(yīng)定位精度的提高。由于大型車站的列車流量非常大，運(yùn)輸作業(yè)的工作非常繁多，列車運(yùn)行的線路也非常長(zhǎng)，這種情況就促使行車指揮調(diào)度工作的難度非常大，因此，利用高精度定位技術(shù)的新型車站信號(hào)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)行車指揮調(diào)度工作的集中化、網(wǎng)絡(luò)化、現(xiàn)代化、自動(dòng)化，使調(diào)度工作更加統(tǒng)一，降低人力物力的投入，加強(qiáng)調(diào)度管理水平[2]。

2.2 對(duì)運(yùn)行控制系統(tǒng)的影響

車站信號(hào)控制系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容：

人機(jī)會(huì)話層：相關(guān)工作人員能夠通過(guò)系統(tǒng)顯示器和主機(jī)進(jìn)行指令的輸入和收回操作，同時(shí)，顯示器中就會(huì)顯示出工作人員輸入指令的結(jié)果，這個(gè)結(jié)果是非常直觀的展現(xiàn)在人們面前的。

聯(lián)鎖運(yùn)算層：聯(lián)鎖運(yùn)算層是整個(gè)運(yùn)行控制系統(tǒng)的主要組成部分，其不僅能夠?qū)ι弦粚拥闹噶睢⑿畔⒌冗M(jìn)行科學(xué)的處理，還能夠?qū)ΡO(jiān)控信號(hào)進(jìn)行接收，對(duì)其它設(shè)施設(shè)備的狀態(tài)信息進(jìn)行反映，同時(shí)，其也是對(duì)工作人員輸入指令進(jìn)行集中處理的部分，并得到準(zhǔn)確的輸出結(jié)果，進(jìn)而對(duì)鐵路軌道及列車等進(jìn)行有效的控制。

輸入輸出層：這個(gè)部分主要是對(duì)聯(lián)鎖運(yùn)算層的指令進(jìn)行接收處理，對(duì)指令進(jìn)行顯示；對(duì)鐵路軌道的控制指令進(jìn)行接收，并在之后對(duì)鐵軌岔道進(jìn)行控制；向上一層傳輸鐵路軌道、岔道、列車的實(shí)際狀態(tài)信息，保證工作人員能夠在顯示器上查看到這些狀態(tài)信息[3]。

基于高精度定位技術(shù)的新型車站信號(hào)控制系統(tǒng)除了需要完成聯(lián)鎖運(yùn)算層的相關(guān)工作之外，還應(yīng)該具備良好的控制能力，其中有列車自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)控制、列車運(yùn)行速度快慢控制、鐵路軌道岔道的自動(dòng)控制等等。在對(duì)全部狀態(tài)信息進(jìn)行收集和輸出的過(guò)程中，新型車站信號(hào)控制系統(tǒng)需要對(duì)GALILEO系統(tǒng)進(jìn)行高效的應(yīng)用，這樣就能夠?qū)囌緝?nèi)部的所有列車的實(shí)時(shí)位置、方向、速度等狀態(tài)信息進(jìn)行及時(shí)掌握，并直接傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中，經(jīng)處理后將結(jié)果輸出至列車系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化控制。

2.3 對(duì)聯(lián)鎖技術(shù)條件的影響

第一，聯(lián)鎖關(guān)系的變革，現(xiàn)有聯(lián)鎖定義為：信號(hào)機(jī)、進(jìn)路和道岔之間的制約關(guān)系。采用高精度定位技術(shù)后，聯(lián)鎖的定義將做很大改變，并且進(jìn)路的意義也將不再等同于現(xiàn)有迸路的概念。第二，迸路建立條件，聯(lián)鎖關(guān)系將主要描述進(jìn)路與道岔間的關(guān)聯(lián)，而這種聯(lián)鎖關(guān)系也將不再是現(xiàn)有的含義。采用高精度定位技術(shù)使得一條進(jìn)路中同時(shí)運(yùn)行幾輛車成為可能，推翻了原有建立進(jìn)路的根本條件，弱化了進(jìn)路的概念。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)車信號(hào)主體化，車載監(jiān)控列車運(yùn)行，并且在列車開(kāi)始運(yùn)行前不需要道岔搬動(dòng)到指定位置，可以隨著列車運(yùn)行控制根據(jù)需要搬動(dòng)道岔。第三，進(jìn)路解鎖條件，進(jìn)路與車綁定可以減少錯(cuò)誤操作的發(fā)生，那么進(jìn)路解鎖實(shí)際上就完成解除這種綁定關(guān)系。利用高精度定位技術(shù)之后，車站信號(hào)控制系統(tǒng)的主要工作就會(huì)變得非常容易，而且還有效解決了過(guò)去人為操作過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的誤操作現(xiàn)象，提高了列車運(yùn)行的安全性以及工作效率。第四，組合電路，采用高精度定位技術(shù)后，可以很方便實(shí)現(xiàn)改變運(yùn)行方向、場(chǎng)間聯(lián)系、站問(wèn)聯(lián)系、半自動(dòng)閉塞等功能，不再需要繁瑣的繼電組合，大大降低了建設(shè)投資和后期維護(hù)費(fèi)用[4]。endprint

2.4 對(duì)系統(tǒng)效率及系統(tǒng)安全性的影響

第一，對(duì)系統(tǒng)的效率的影響，首先，新型車站信號(hào)控制系統(tǒng)可以使鐵路軌道上相鄰列車之間的距離更小，通過(guò)高精度定位技術(shù)能夠精準(zhǔn)獲取每輛列車的實(shí)際狀態(tài)，這樣就不需要對(duì)列車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行提前設(shè)置，在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行不斷調(diào)整就可以，這樣一來(lái)，使得鐵路軌道上的列車密度有所增大，提高了鐵路系統(tǒng)的整體效率。其次，工作人員能夠更好的對(duì)列車進(jìn)行管理和控制。

第二，對(duì)系統(tǒng)安全性的影響，通過(guò)連續(xù)的安全運(yùn)行距離保證和超速防護(hù)，提高系統(tǒng)的安全性。由于列車的準(zhǔn)確位置、速度以及運(yùn)行方向已知，這樣可以根據(jù)前后兩車之間的位置、速度、運(yùn)行方向信息實(shí)時(shí)計(jì)算出運(yùn)行速度曲線和安全運(yùn)行距離，并且可以進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行控制和超速防護(hù)，使得系統(tǒng)更加安全[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

在車站的日常工作中，保證列車運(yùn)行的安全穩(wěn)定性是最為重要的內(nèi)容，而車站信號(hào)控制系統(tǒng)就是對(duì)列車速度以及內(nèi)部設(shè)施、設(shè)備進(jìn)行控制的重要系統(tǒng)。過(guò)去的車站信號(hào)系統(tǒng)都是采用軌道電路對(duì)列車的實(shí)時(shí)位置進(jìn)行反饋的，使用的是一種閉環(huán)系統(tǒng)，在內(nèi)部保證列車運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。而隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展進(jìn)步，相關(guān)科研人員發(fā)現(xiàn)也能夠利用其它手段實(shí)現(xiàn)車站信號(hào)控制系統(tǒng)的主要功能。高精度定位技術(shù)就是一種非常好的應(yīng)用技術(shù)，其良好的應(yīng)用在車站信號(hào)控制系統(tǒng)中能夠提高列車控制的效率和效果，促使新型信號(hào)控制系統(tǒng)的形成，另外，基于高精度定位技術(shù)的新型車站信號(hào)控制系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)系統(tǒng)不能夠完成的工作，促使車站信號(hào)控制系統(tǒng)朝著更加現(xiàn)代化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化的方向飛速前進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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