城市軌道交通信號自動控制系統發展現狀

劉皓

摘 要：隨著國家的發展，城市軌道交通發展迅速，呈現出建設類型多樣、建設勢頭強勁、在建城市數量眾多的特點。城市軌道交通由于其運行不間斷、密度大、速度快等優點，正朝著網絡化、智能化、自動化的方向發展，給交通信號系統帶來了新的壓力和挑戰。信號系統控制是城市軌道交通的重要組成部分，是保證系統正常、安全運行的核心基礎。目前，自動控制系統在城市軌道交通信號中起著主導作用，極大地提高了通行能力、交通安全性和節能降耗。只有選擇合適的自動控制信號系統，避免過于復雜，進一步規范管理，才能促進城市軌道交通建設的可持續發展。

關鍵詞：城市軌道;交通信號;自動控制;系統發展現狀

引言

城市軌道交通系統屬于工業系統安全中的重要組成部分，延續了工業控制系統的的特點和特殊性因軌道交通主要用于運載乘客，其危險系數高，更為高效和便捷，同時，最近幾年無線通信的快速發展和寬帶網絡的技術為這個行業帶來了新的發展機會，也產生了一些威脅。導致軌道交通系統相較于之前產生發生了很大的變化主要表現在：運營規模擴大;運營網絡化漸漸明顯;客運量增多;車間隔縮短。對此運營網絡化趨勢和客運量的不斷增加這一形式，城市軌道交通信息安全面臨著嚴峻的威脅。

1軌道交通信號系統構成分析

1.1車站信號系統

車站信號系統主要作用是在進路始端位置設置信號防護，運行過程中需要檢查進路是否處于空閑狀態、檢查進路之間是否存在沖突、檢查道岔位置是否正確，在確保道岔位置正確，敵對進路沒有建立并鎖在未建立狀態，以及進路處于空閑狀態下，才能開放防護進路的信號機。而等到列車駛入進路后，防護進路的信號機會立即關閉。車站信號系統運行期間，涉及到聯鎖技術的應用，以此確保進路、道岔以及信號之間的操作順序合理規范，并進行三者的相互制約，起到保證行車安全的作用。

1.2列車運行控制系統

該系統應用的主要作用體現為運輸能力控制、運行速度控制等，地鐵列車運行控制系統包括列車自動防護系統（ATP）、列車自動駕駛系統（ATO）、列車自動監控系統（ATS）三個子系統。我國高鐵目前分兩個等級，時速200km/h的CTCS-2和時速300km/h以上的CTCS-3列車運行控制系統。CTCS-2由TCC列控中心系統、ZPW-2000A軌道電路系統、CTC分散自律調度集中系統、列控車載設備系統、應答器、信號專用安全局域網等設備構成，CTCS-3在CTCS-2的基礎上增設了RBC無線閉塞中心系統、GSM-R無線通信系統設備主要設備。

2城市軌道交通信號系統發展過程中的常見問題

2.1維護方式不統一

雖然城市軌道交通信號系統在城市軌道發展過程中發揮著重要的作用，但是其具體應用和發展的時候還存在一些突出性的問題，這些問題的存在影響著其應用優勢的發揮。很多企業在維護支持方式方面缺乏統一性，如部分企業采用預防性計劃修，即遵循日巡查、月巡查、季度巡查、年度整治的順序進行故障檢修，部分企業則采用預知性狀態修，即利用CBTC系統監督運行狀態，結合故障顯示情況展開維修等。信號系統在不同線路上選擇的維護支持方式不盡相同，所以工程建設的時候，由于用戶并不能對信號系統有充分的了解，對其應用優勢也不能完全掌握，使維護功能無法發揮。再加上城市軌道交通運輸量在增加，用戶對運行的要求也越來越明朗，所以缺乏維護支持方式的統一性和用戶不斷發展的需求之間存在較大的矛盾。

2.2過度依賴人工進行維護

信號的維護支持工作不能將信息技術有效地應用其中，導致維護管理工作往往需要借助人工才能夠完成，特別是在進行數據分析處理的時候如果應用人工，會使工作量成倍增加，嚴重影響工作效率。而且在城市交通網密集度不斷豐富的背景下，人工維護的負擔也在不斷增多，在有限的時間內很難達到預期的維護效果，很多情況下會出現漏檢的情況，這樣也導致最終采集到的信息完整度較差，不能將此類信息作為系統下一階段發展規劃的參考依據，從而限制了交通信號系統的發展速度。

2.3信息處理結果科學性較低

信號維護支持系統對正線設備信息數據分析和處理過程相對簡單，只需要負責對報警反饋信息的收集和處理即可，但是卻不能分析報警信息的由來。軌道交通的線輪長度較大，如果在接收預警信息后卻不能鎖定信息來源，這也將影響后續檢修工作的順利展開，增加了維修時間成本的投入。而且部分城市還沒有形成比較完善的信息處理體系，在對信息進行處理時，很容易導致處理結果片面性較強，降低了采集數據的實用價值。

3城市軌道交通信號自動控制系統發展現狀

3.1ATO子系統的列控方式

ATO系統包括軌道電路的信號系統以及通信的信號系統。采用了分級速度信號系統和目標距離信號控制系統兩種方式。一般來說，分級速度信號系統的應用要規定好信號系統的電路，采用階梯式的速度曲線，進行速度信息的傳遞。同時為了保證列車追蹤運行的安全性，ATO系統不斷發送距離信息以及速度曲線，縮短列車之問的運行，并在列車規定的運行權限之內進行控制。

3.2ATP子系統控制方式研究

列車運行的過程中，分級控制系統的呈現方式為速度曲線形式，地面設備傳遞速度信息以及口和出口的速度，同時需要控制列車的速度，發揮分級速度信號控制系統的效能。此外閉塞分區根據信號設備、線路數據以及行車的速度的變化，做好出口速度的控制，通過閉塞區再增加一個閉塞區提高安全性能。最后，目標距離信號控制系統根據列車傳輸前進的數據信息，需要根據線路數據信息，合理規劃行車速度，證列車運行的安全性。

3.3ATS子系統控制方式

ATS子系統主要包括自治分散型、集中控制型和集中監視分散控制型。其中自治分散型作為衍生控制系統，可以進行自動化監督和管理，軟件的功能比較齊全，能夠直接對列車進行控制。而集中控制型的特點為過于集中，需要較高的通信功能，能夠控制全部列車，傳輸的數據與安全有關的信息，涉及控制設備比較少。此外，集中監視分系統的優勢在于可以散控制型不直接參與列車的控制，但是基于調度計劃，可以達成對列車運行情況的實時監督，減少了控制中心的任務量。即使中心出現故障的時候，也不會影響列車的正常運行。

結語

總之，隨著我國城市化進程的深入推進，作為一種便捷的交通工具，城市軌道交通正發揮著其不可替代的作用和優勢。與此同時，軌道交通與信號控制系統息息相關，只有應用合理的自動信號控制系統，才會實現交通高效有序運行、保障人們出行安全、預防發生事故、緩解交通壓力的目標。為此要加大對信號控制系統技術的創新和研發，最終促進城市軌道交通事業的可持續發展。

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