淺析地鐵信號(hào)技術(shù)的發(fā)展

鄧洋 林儼

摘 要：地鐵信號(hào)技術(shù)，是保證列車高效、安全運(yùn)行的核心部件。信號(hào)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷了一系列的演變，現(xiàn)在已經(jīng)越來(lái)越趨于成熟。隨著信號(hào)技術(shù)的不斷升級(jí)和發(fā)展，各種信號(hào)技術(shù)在設(shè)計(jì)理念及功能方面都有了差異。文中主要對(duì)地鐵信號(hào)技術(shù)的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：地鐵；信號(hào)技術(shù)；發(fā)展

一、引言

地鐵信號(hào)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要提現(xiàn)在三個(gè)方面：1.通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在地鐵信號(hào)中的應(yīng)用，形成了以通信為基礎(chǔ)的ATC系統(tǒng)；2.隨著通信安全性、可靠性的提高和通信手段的多樣化，目前普遍采用的站間ATO方式將向全程無(wú)人ATO方式發(fā)展；3.利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，單一的ATS系統(tǒng)將向集成化的綜合地鐵控制系統(tǒng)方向發(fā)展。

二、概述

在城市軌道交通系統(tǒng)中，信號(hào)系統(tǒng)是一個(gè)集行車指揮和列車運(yùn)行控制為一體的非常重要的機(jī)電系統(tǒng)，它直接關(guān)系到城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)安全、運(yùn)營(yíng)效率以及服務(wù)質(zhì)量。它保證乘客和列車的安全，實(shí)現(xiàn)列車快速、高密度、有序運(yùn)行的功能。

地鐵信號(hào)技術(shù)是由傳統(tǒng)列車的自動(dòng)停車技術(shù)發(fā)展而來(lái)的，是通過(guò)列車上的自動(dòng)控制系統(tǒng)，接受地面軌道傳送的允許列車行車速度的信息，之后利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)列車的自動(dòng)控制。地鐵信號(hào)技術(shù)把地面軌道傳送的，允許列車行車速度的信息同列車的時(shí)實(shí)前進(jìn)速度對(duì)比，當(dāng)列車的行駛速度超過(guò)限定車速時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)就會(huì)依據(jù)計(jì)算機(jī)分析出最佳的降速方案，在該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，信號(hào)的傳遞方式、及信號(hào)的運(yùn)用是決定列車控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年通過(guò)對(duì)地鐵信號(hào)的研究，地鐵信號(hào)系統(tǒng)得到了很大改善，為地鐵的安全行駛提供了有力的保障。

三、發(fā)展現(xiàn)狀

相較于其他的發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的地鐵信號(hào)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展起步晚，在初期階段以引入國(guó)外信號(hào)系統(tǒng)為主，以此來(lái)彌補(bǔ)我國(guó)地鐵信號(hào)技術(shù)方面的空白。與此同時(shí)，我國(guó)也借此加入到了地鐵信號(hào)技術(shù)的研究中，當(dāng)前我國(guó)的地鐵信號(hào)技術(shù)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步。在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國(guó)對(duì)當(dāng)前所使用的地鐵信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行了較好的完善與更新。此外，就當(dāng)前的城市地鐵信號(hào)技術(shù)存在的缺陷進(jìn)行了較好完善。目前，我國(guó)已將城市的軌道交通發(fā)展列入了國(guó)民經(jīng)濟(jì)大發(fā)展綱要之中，并將其作為城市經(jīng)濟(jì)不斷持續(xù)發(fā)展的重要方針戰(zhàn)略。當(dāng)前，我國(guó)地鐵信號(hào)系統(tǒng)主要是應(yīng)用于自動(dòng)控制、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)運(yùn)行等系統(tǒng)；要逐漸使用列車自動(dòng)控制技術(shù)，并逐步實(shí)行數(shù)字軌旁信號(hào)技術(shù)，利用該技術(shù)來(lái)提高地鐵運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

四、地鐵信號(hào)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)

1.強(qiáng)調(diào)自動(dòng)化 應(yīng)用全自動(dòng)化的先進(jìn)系統(tǒng)，以消除人為因素的不利影響，縮短追蹤間隔，提高通過(guò)能力，使系統(tǒng)運(yùn)行準(zhǔn)時(shí)、可靠，通過(guò)自動(dòng)駕駛，以提高旅客乘車舒適度，提高停車精度，從而實(shí)現(xiàn)站臺(tái)們控制，以改善乘車環(huán)境，確保旅客安全等。

2.強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)化 由于ATC系統(tǒng)是為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化列車運(yùn)行控制，各子系統(tǒng)之間必然存在分工與協(xié)作問(wèn)題，顯然協(xié)作的好壞直接影響到系統(tǒng)的性能，隨著計(jì)算機(jī)、控制、通信與信息技術(shù)的發(fā)展，為ATC系統(tǒng)化建設(shè)準(zhǔn)備了物質(zhì)條件，各發(fā)達(dá)國(guó)家的ATC系統(tǒng)各子系統(tǒng)間都有高容量的信息交換接口，在計(jì)算機(jī)的管理下，有條不紊地控制，管理著整個(gè)交通系統(tǒng)中的列車運(yùn)行。

3.更加依賴地車信息傳輸 由于信息是控制的基礎(chǔ)，無(wú)論ATP還是ATO及ATS控制，都需要地車甚至車地通信，兩個(gè)代表性信息傳輸方式分別是數(shù)字編碼無(wú)絕緣軌道電路方式和軌間交叉電纜傳輸方式，目前數(shù)字編碼無(wú)絕緣軌道電路方式在應(yīng)用數(shù)量上占據(jù)了明顯優(yōu)勢(shì)，而軌間交叉電纜傳輸方式只在特別強(qiáng)調(diào)運(yùn)輸密度的場(chǎng)合下才應(yīng)用，由于無(wú)線具有設(shè)置靈活，雙向傳輸，信息量大，易于維護(hù)，成本低等特點(diǎn)，發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始開(kāi)發(fā)基本無(wú)線通信技術(shù)的ATC系統(tǒng)，但目前基于無(wú)線通信方式的地鐵信號(hào)系統(tǒng)還沒(méi)有開(kāi)通的先例。

4.維修管理更加重要 除了設(shè)備本身需要進(jìn)行可靠性控制外，由于地鐵交通空間狹窄，運(yùn)輸密度高，設(shè)備故障對(duì)系統(tǒng)的影響非常大，為了提高系統(tǒng)的可靠性，減少維護(hù)費(fèi)用，信號(hào)系統(tǒng)的監(jiān)控管理以及維修管理信息系統(tǒng)都非常重要，如發(fā)達(dá)國(guó)家地鐵ATC系統(tǒng)大都具有有線維護(hù)計(jì)算機(jī)，綜合測(cè)試試驗(yàn)車，維護(hù)管理信息系統(tǒng)，設(shè)備維修基地等。

五、地鐵信號(hào)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市地鐵工程項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)程逐漸加快，地鐵信號(hào)技術(shù)也隨之得到了快速發(fā)展。未來(lái)我國(guó)的地鐵信號(hào)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)將以移動(dòng)閉塞系統(tǒng)、以及控制系統(tǒng)為主要發(fā)展趨勢(shì)。這主要體現(xiàn)在三個(gè)方面，即：

1.利用當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，促使單一的列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)逐漸向集成化方向發(fā)展，逐步形成綜合城市地鐵交通系統(tǒng)。這不只是傳統(tǒng)意義上的列車自動(dòng)監(jiān)控，地鐵工程中的無(wú)線通信系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等信號(hào)子系統(tǒng)能夠完好的實(shí)現(xiàn)監(jiān)督與控制功能，并且能夠與乘客信息系統(tǒng)等功能集成在一個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，這樣不僅可以保證地鐵安全的運(yùn)行，而且能夠減少工作人員，促使地鐵信號(hào)系統(tǒng)更加的先進(jìn)、高效。

2.隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，通信安全得到了很大提高，通信手段也變得多樣化，當(dāng)前我國(guó)普遍使用站間列車自動(dòng)運(yùn)行方式，即在正常的情況下，列車出站時(shí)由駕駛員來(lái)啟動(dòng)，運(yùn)行過(guò)程則是全自動(dòng)的。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，未來(lái)將會(huì)向全程無(wú)人的列車自動(dòng)運(yùn)行方式方向發(fā)展，即列車上沒(méi)有駕駛員，采用全自動(dòng)系統(tǒng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)車、行駛、站停、返回等過(guò)程。就當(dāng)前的技術(shù)水平來(lái)講，只要保證通信速率及通信安全，實(shí)現(xiàn)全程無(wú)人的列車自動(dòng)運(yùn)行并不難。

3.通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在城市地鐵信號(hào)技術(shù)中的應(yīng)用，進(jìn)而形成以通信為基礎(chǔ)的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)。軌旁信號(hào)是把區(qū)間線路劃分成多個(gè)固定區(qū)段，以此來(lái)作為列車占用檢測(cè)，以及向列車自動(dòng)控制設(shè)備傳輸信息的載體。列車定位主要是通過(guò)固定的軌道電路區(qū)段為基本單位，采取模擬軌道電路的方式，從地面軌道向列車自動(dòng)控制設(shè)備傳輸多種信息，進(jìn)而列車?yán)秒A梯式的方法來(lái)控制列車行駛速度，這就是通常所說(shuō)的固定閉塞。由于模擬軌道電路的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)都處于分離的狀態(tài)，技術(shù)水平落后，并給維修工作帶來(lái)了困難，制約了列車的行駛速度。

六、結(jié)語(yǔ)

城市建設(shè)的發(fā)展、城市人口的急劇膨脹，對(duì)地鐵運(yùn)輸能力的要求越來(lái)越高。用戶的需求，科技的進(jìn)步，促進(jìn)了地鐵信號(hào)技術(shù)的發(fā)展。基于通信的ATC系統(tǒng)，全程無(wú)人ATO系統(tǒng)，集成的地鐵控制系統(tǒng)是地鐵信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展的方向，并隨著通信、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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