城市軌道交通信號系統自動閉塞技術的研究

王 嬋

（湖南中車時代通信信號有限公司，湖南 長沙 41000）

信號系統在如今的軌道交通自動控制系統的地位是不容忽視的，尤其是在保證列車的正常行駛以及車上乘客的安全上發揮著十分重要的作用。而閉塞技術則是信號系統當中的重要組成部分，是其中的關鍵技術。為了提高列車運行的安全系數，避免列車出現追尾以及與其他車輛相撞的情況，在列車運行之前，要對本時段要運行的列車情況做一個綜合的了解，盡量錯開列車運行的時間，用信號顯示或憑證來保證列車按照空間間隔法運行的技術方法，即為閉塞。閉塞技術的發展同樣經歷了一段較為漫長的時間，從原先的固定閉塞到現在的移動閉塞技術，它的進步是十分明顯的，我國在這個方面也逐漸形成了完整的體系，在列車超速防護上的貢獻是突出的，能夠保障大運量的安全行車目標的實現。

1 自動閉塞技術

自動閉塞技術主要是受自動控制系統的管理，在了解列車運行的相關情況基礎之上，自動改變信號，而司機正是憑借著這些變化的信號行車。閉塞技術由于制式的不同，主要分為不同的三種，分別為 以下：

1.1 固定閉塞

運行中的列車之間的空間可以看做是一個個單獨存在的閉塞區域，不同閉塞區域的劃分是根據速度的級別來確定的。通常情況下，閉塞的分區的劃分是有單獨的標準的，軌道電路或者是計軸裝置都可以是劃分閉塞分區的依據，它擁有進行列車定位以及檢查軌道是否占用的重要作用。固定閉塞在進行追蹤任務時，將目標點確定為前行列車閉塞分區的起點，而后行的列車一般都是從最高速度開始進行制動，并且后行列車在要求減速的閉塞分區的起點也是確定的，閉塞分區之間的空間間隔長度也是固定的，因此稱為固定閉塞。固定閉塞要求后行列車不允許進入前行列車占用的閉塞分區，且兩列追蹤列車之間的空間間隔距離必須大于后行列車的最大制動距離，以保證前后追蹤列車不會發生追尾。

1.2 準移動閉塞

固定閉塞的制式最大的缺點就是無法給系統提供列車在分區當中的準確定位，追蹤運行間隔過大，缺乏靈活性，這就讓列車制動的起點與終點的確定總是在某一個閉塞區間的邊緣，危險性較大。因此，在安全性要求不斷提高的基礎之上，列車之間的防護區段的設置是必不可少的舉措。它在一定程度上保證了列車之間的間隔，但是影響到了原先線路的使用效益。而準移動閉塞的方式則很好的解決了這樣的問題，它在控制模式上利用了目標距離的方式，很好地把控列車之間的距離間隔。這樣的閉塞方式比固定閉塞更具優勢，它可以充分利用應答器在閉塞分區信息的作用，與后行列車進行聯系，告知后續的列車與前行列車之間存在多遠距離，應該要采取怎樣的速度行駛，列車的制動起點也可以安全的延展到接下來的閉塞分區，這樣可以讓列車的速度得到進一步的控制，有依據的縮小列車之間的間隔，并且不影響到線路的使用效率。但是準移動閉塞的目標制動點落在之前列車多占據分區的外部，準確來說，它仍然會受到軌道電路的影響。目標距離控制模式在確定列車制動的曲線時匯總考慮多方面的因素，比如列車本身的性能等等，并不考慮在不同的閉塞分區當中依據速度設置不同的等級，采用一次制動的方式。準移動閉塞的追蹤目標點恰好是之前列車所在閉塞區域的起點，這就留有一部分的間隔，可以讓后續的列車以此作為計算制動的起點，根據列車本身的性能等等因素，決定開始制動的計算點。這樣可以讓目標點能夠固定下來，不受到運行列車的影響。但是，列車之間的空間間隔的長度是不確定的，準移動閉塞與固定閉塞要有所區分，在空間間隔長短的比較上就有較為明顯的差異。通常情況下，閉塞分區會充分發揮檢查軌道以及為列車提供具體位置的重要功能[1]。

1.3 移動閉塞

移動閉塞制動的目標確定點是前行列車的尾部，它的確立與列車的速度等因素有著密切的關系，變化可能十分大。后行列車的最高速度制動點隨著目標距離、目標速度以及車子本身性能而變化，列車之間的空間間隔長度是不確定的，運行間隔自動調整。前后追蹤列車之間通過基于通信的列車運行控制技術，借助地面處理器、車載控制器、車地通信設備等實現信息的傳達、控制與交流。區域控制器根據實時收到的當前列車所在的位置以及行駛的最大速度，計算出列車最大的制動距離。而虛擬分區的形成離不開對最大制動距離的計算，它加上列車的長度同時加上所確定的一定的防護距離[2]，這就形成一個虛擬的分區，它與列車同步向前移動。移動閉塞給列車劃分一段隨列車走形而移動的閉塞分區，實時保持兩車之間足夠的安全制動距離，以保證行車安全，顯著地縮小了列車之間的間隔，極大地提高了列車追蹤運行效率。

城市軌道交通信號系統還有列車自動防護系統，能夠讓列車運行的安全得到進一步的保障。列車自動防護系統可以充分保證列車的順利運行，主要是通過控制列車之間的距離、防護超速等實現的。在每一個單獨的閉塞分區當中，列車運行的速度都是有一定的限制的，不能夠超過最大速度的限制。當列車運行出現意外情況時，比如說，列車速度過快，超過最大速度的限制時，列車的自動防護系統就會立刻發揮作用，要求列車即刻緊急制動。除此以外，列車自動防護系統的地面設備與列車之間的聯系是緊密的，它們之間以一定的時間間隔傳送關于列車速度的信息，提醒列車接下來該如何控制好行駛的速度，并且可以提前了解到接下來的閉塞分區應當以怎樣的速度行駛。向列車傳遞的速度信息可以通過許多不同的途徑，比如無線通信。不同的傳送形式也進一步影響到之后不同列車控制系統的使用，彼此之間的特點大有不同。在地鐵運行中，兩輛列車之間還有一個防護的區段，這是為了能夠保障地鐵運行的安全性，提醒后續的列車需要將車停在指定的區域當中。

2 結語

綜上所述，在固定閉塞、準移動閉塞的探討中，可以清楚地看到列車行駛的速度以及密度等情況對于閉塞分區的設置發揮著十分重要的作用，而在移動閉塞當中，先進的通信技術則是十分重要的存在，在信息的雙向傳遞與交流上發揮著重要作用，能夠提供十分精準的列車定位信息，讓列車的行駛安全性有更明顯的提高，列車之間的間隔長度可以控制在一個合理的范圍當中，既能夠增加線路運行的效率與效益，又能夠讓列車的運行更加安全，行車的間距也有明顯的縮短，這將對無人行駛目標的達成起到很大的推動作用，奠定堅實的基礎[3]。