城市軌道交通列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的發(fā)展方向

劉欣迪

摘要：城市軌道交通發(fā)展至今已經(jīng)有百年以上歷史，現(xiàn)如今城市軌道交通工具已成為城市交通最重要的基礎(chǔ)交通設(shè)施，在其實(shí)際應(yīng)用中具有容量大、速度高、安全系數(shù)高、污染較低等優(yōu)點(diǎn)，在早晚車流高峰期可不受其他交通方式的干擾，降低城市市民在出行途中產(chǎn)生的時(shí)間成本。本文主要以城市軌道交通列車運(yùn)行控制作為主要分析探究對(duì)象，并對(duì)其當(dāng)前國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、當(dāng)今發(fā)展需求以及未來研究方向進(jìn)行詳細(xì)探討。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;列車運(yùn)行;控制系統(tǒng)

隨著我國人口的不斷增長，城市化進(jìn)程不斷加快，城市軌道交通的運(yùn)行壓力隨之增大，尤其在城市市民早晚上下班的高峰時(shí)段，城市內(nèi)各道路中堵車非常嚴(yán)重，多數(shù)市民皆選擇乘坐軌道交通列車出行。在此基礎(chǔ)上，需要增加城市軌道交通列車數(shù)量，降低城市軌道交通列車的間隔時(shí)間，以此緩解早晚高峰的人流壓力。基于以上原因，依托人工操作控制車輛運(yùn)行啟停已經(jīng)不在適用與當(dāng)前城市軌道交通的實(shí)際發(fā)展需求。在此背景下，列車控制系統(tǒng)作為一種以依靠列車速度的自動(dòng)控制進(jìn)行列車運(yùn)行控制的系統(tǒng)可以有效的解決這一問題。

一、城市軌道交通列車運(yùn)行控制系統(tǒng)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀

在我國，城市軌道交通在建設(shè)過程中與其他發(fā)達(dá)國家相比相對(duì)較為落后，但隨著我國城市經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展壯大，在對(duì)城市軌道交通列車控制系統(tǒng)領(lǐng)域進(jìn)行不斷的探索與實(shí)驗(yàn)以后，現(xiàn)如今我國一二線城市的城市軌道交通已經(jīng)達(dá)到成熟使用，其他城市亦處于軌道交通的建設(shè)階段。從1981年我國第一條地鐵沿線的對(duì)外運(yùn)營，發(fā)展至今已經(jīng)有34各城市陸續(xù)開通了城市軌道運(yùn)營，整體運(yùn)行里程已經(jīng)超過5000km。在此基礎(chǔ)上，我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從借鑒國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)到自主研發(fā)城市軌道相關(guān)技術(shù)的轉(zhuǎn)變，根據(jù)我國當(dāng)前社會(huì)發(fā)展進(jìn)程，研究出符合我國國情的國產(chǎn)化信號(hào)系統(tǒng)。在全體科研工作者的密切合作下，開闊出我國城市軌道交通運(yùn)行控制系統(tǒng)的全新面貌，下面將詳細(xì)闡述其具體發(fā)展方向。

二、城市軌道交通列車運(yùn)行控制系統(tǒng)未來研究方向

（一）全自動(dòng)無人駕駛的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)探究發(fā)展方向

全自動(dòng)無人駕駛系統(tǒng)UTO在城市軌道交通運(yùn)行中，可有效減少正線運(yùn)營，取代當(dāng)前城市軌道交通中司機(jī)這一角色，在城市軌道交通列車運(yùn)行中，通過列車控制管理系統(tǒng)的工作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控、遠(yuǎn)程調(diào)度管理的工作模式，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通列車的無人駕駛。在其當(dāng)前發(fā)展中，哥本哈根、迪拜等城市已經(jīng)陸續(xù)開通了城市軌道交通無人駕駛號(hào)系統(tǒng)，在我國北京、廣州、上海等城市已經(jīng)逐漸開展城市軌道交通的全自動(dòng)無人駕駛領(lǐng)域的科研工作。

全自動(dòng)無人駕駛與當(dāng)前的CBTC架構(gòu)相比，在其子系統(tǒng)的使用功能以及操作模式上區(qū)別較小，但在UTO的實(shí)際工作流程中發(fā)生了較大變化。首先，在城市軌道交通運(yùn)行體系中取締了列車司機(jī)這一傳統(tǒng)崗位，增加了負(fù)責(zé)日常巡視運(yùn)營列車以及車站這一人員崗位，并且需要增加列車故障及時(shí)處理方案、設(shè)備設(shè)施及時(shí)維修等相關(guān)管理部門與管理體系[1]。將城市軌道列車日常的運(yùn)營工作流程設(shè)定為：首先運(yùn)行系統(tǒng)根據(jù)車輛派班計(jì)劃自動(dòng)喚醒停在車輛段的列車，列車喚醒后第一時(shí)間進(jìn)行列車綜合自檢，確定列車運(yùn)行正常后按照列車班次計(jì)劃等待發(fā)車信號(hào)。與此同時(shí)，在列車自動(dòng)運(yùn)行之前，車輛人員應(yīng)充分做好輔助工作，通過對(duì)站內(nèi)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，確保列車在運(yùn)行時(shí)其輔助設(shè)備的正常運(yùn)行。在列車運(yùn)行途中，依靠控制端的轉(zhuǎn)換及其匹配的運(yùn)行計(jì)劃實(shí)現(xiàn)列車的在折返站臺(tái)自動(dòng)進(jìn)行折返。并且到達(dá)交通終點(diǎn)站進(jìn)行清客下線工作。按照返回排班計(jì)劃在規(guī)定的軌道上自動(dòng)運(yùn)行至車庫固定位置，完成當(dāng)天運(yùn)行數(shù)據(jù)后自動(dòng)休眠。

（二）車-車通信列車運(yùn)行控制系統(tǒng)發(fā)展方向

法國阿爾斯通公司現(xiàn)已成功研發(fā)出UrbalisFluence系統(tǒng)，并且目前已經(jīng)正式在法國的里爾地鐵站開始試運(yùn)行，該系統(tǒng)主要英語那個(gè)車-車通信以及自主空車等技術(shù)來提高鐵路運(yùn)行效率[2]。在此系統(tǒng)試用過程中，UrbalisFluence系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)是使聯(lián)鎖子系統(tǒng)與區(qū)域子系統(tǒng)在運(yùn)行過程中簡(jiǎn)化其運(yùn)行步驟。通過ATS系統(tǒng)將城市軌道交通的進(jìn)路計(jì)劃發(fā)送至VOBC系統(tǒng)，該系統(tǒng)直接控制道岔運(yùn)動(dòng)、進(jìn)路開放、移動(dòng)授權(quán)的計(jì)算等功能。實(shí)現(xiàn)前后列車的通信速率。

我國當(dāng)前的城軌科研領(lǐng)域的拓展過程中，中車青島四方車輛研究所正在與上海富欣智能交通控制有限公司合作研發(fā)的“TACS”列車自主運(yùn)行系統(tǒng)將在未來的青島城市軌道6號(hào)線進(jìn)行試用。由交控科技率先提出的以列車為核心、以車-車通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)的列車控制觀點(diǎn)，當(dāng)前已經(jīng)計(jì)劃在北京大興國際機(jī)場(chǎng)沿線以及港鐵迪士尼沿線開展現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。除此之外，斯柯達(dá)信號(hào)有限公司也在積極參與我國的城市軌道交通列車運(yùn)行系統(tǒng)的科研工作，該公司當(dāng)前已經(jīng)中標(biāo)深圳地鐵的20號(hào)線建設(shè)，并以2021年底為節(jié)點(diǎn)，順利建成TACS系統(tǒng)[3]。與此同時(shí)，該公司當(dāng)前已經(jīng)與北京交通大學(xué)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，致力于開展科技部國家重點(diǎn)研發(fā)的新項(xiàng)目，進(jìn)行基于車-車通信列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的科研工作。

（三）針對(duì)不同列控制制式采用多層列控模型

基于多種控制方式的城市軌道列車控制系統(tǒng)可以適用于當(dāng)前不同領(lǐng)域的發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前城市軌道與高鐵軌道是互聯(lián)互通，有效提高城市人民出行的便利性。

（四）以FAO為核心的智能地鐵系統(tǒng)未來發(fā)展方向

在城市軌道交通列車運(yùn)行控制的未來發(fā)展趨勢(shì)中，以FAO為核心的智能地鐵系統(tǒng)對(duì)我們來說已經(jīng)不在遙遠(yuǎn)，該系統(tǒng)具備智能化調(diào)度、智能化運(yùn)行等功能，使城市軌道交通的發(fā)展上升一層新高度。該系統(tǒng)可在當(dāng)前不同列控系統(tǒng)架構(gòu)的技術(shù)常進(jìn)行優(yōu)化與創(chuàng)新，與城市軌道交通中的綜合監(jiān)控系統(tǒng)、運(yùn)營維修保養(yǎng)系統(tǒng)以及運(yùn)營管理系統(tǒng)進(jìn)行資源整合與交互，最終實(shí)現(xiàn)城市軌道交通的智能化運(yùn)行。

結(jié)束語：

綜上所述，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與通訊技術(shù)的不斷完善與創(chuàng)新，城市軌道交通在未來的發(fā)展方向十分明朗。需要十分關(guān)注的在城市軌道交通中隨著技術(shù)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新與應(yīng)用，相關(guān)管理人員應(yīng)及時(shí)更新合理的運(yùn)營模式，來輔助城市列車軌道交通的變革與創(chuàng)新，最終實(shí)現(xiàn)城市軌道交通的智能化運(yùn)行、智能化發(fā)展，進(jìn)而提升我國城市發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李中浩. 城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向[J]. 城市軌道交通研究， 2019（7）：I0002-I0002.

[2]陳晨. 列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 智能城市， 2019， v.5（18）：201-202.

[3]柯尊巍. 試論城市軌道交通中的CBTC系統(tǒng)[J]. 決策探索（中）， 2019， No.633（11）：77-77.

（北京交通大學(xué)海濱學(xué)院?河北?黃驊?061100）