城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

牛月

摘 要：國(guó)內(nèi)城市軌道交通（簡(jiǎn)稱URRT）信號(hào)系統(tǒng)開發(fā)的戰(zhàn)略趨勢(shì)應(yīng)當(dāng)結(jié)合國(guó)家發(fā)展情況來(lái)決定，要求科學(xué)挑選合適的軌道交通信號(hào)平臺(tái)，強(qiáng)化URRT信號(hào)平臺(tái)的自主開發(fā)，制定健全科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的URRT信號(hào)系統(tǒng)控制體系、培育專業(yè)的、高素養(yǎng)的URRT信號(hào)系統(tǒng)開發(fā)人才等，方可使之得到長(zhǎng)遠(yuǎn)、穩(wěn)定的發(fā)展，及早達(dá)到世界先進(jìn)水平。

關(guān)鍵詞：URRT;信號(hào)系統(tǒng);重要技術(shù)

URRT具備高速度、高密度、持續(xù)運(yùn)行等特征，信號(hào)系統(tǒng)是行車指揮與列車運(yùn)轉(zhuǎn)的控制裝置，雖然其投產(chǎn)額在URRT系統(tǒng)的整個(gè)項(xiàng)目中所占比例很低，但在保障行車安全、提升通過性能、低碳與改善運(yùn)輸者的工作條件等方面卻有著十分關(guān)鍵的作用，在URRT系統(tǒng)內(nèi)采取先進(jìn)信號(hào)裝置是一件事半功倍的舉措。

1 URRT信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）URRT中所肩負(fù)的客流量很多，應(yīng)考慮到安全性，針對(duì)行車間的最短車距標(biāo)準(zhǔn)很高，從而對(duì)列車的車速監(jiān)控提出了更高標(biāo)準(zhǔn)，其本質(zhì)目的即保證列車運(yùn)轉(zhuǎn)過程的安全。

（2）對(duì)URRT運(yùn)行速度加以分析，URRT運(yùn)轉(zhuǎn)過程的實(shí)際車速和鐵路干線比較，數(shù)值上相差較多，因此，在實(shí)際的URRT通信系統(tǒng)內(nèi)，無(wú)需信息傳遞很快的信號(hào)平臺(tái)，僅需傳遞速度很小的系統(tǒng)就能夠發(fā)揮信號(hào)傳遞功能。

2 ATP子平臺(tái)

ATP子平臺(tái)在URRT中肩負(fù)著保證行車安全的關(guān)鍵職責(zé)。作為保障列車運(yùn)轉(zhuǎn)安全的平臺(tái)，ATP平臺(tái)應(yīng)當(dāng)滿足故障-安全宗旨[1]。為保證平臺(tái)的安全穩(wěn)定，除了利用高穩(wěn)定性、高安全性硬件設(shè)施及軟件設(shè)計(jì)之外，還要使用一定的軟、硬件冗余方法，以保證在故障狀態(tài)下列車持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.1 ATP子平臺(tái)的功能

（1）安全停車點(diǎn)保護(hù)。安全停車點(diǎn)是按照危險(xiǎn)點(diǎn)界定的。為了確保安全，必須在危險(xiǎn)點(diǎn)前界定一個(gè)安全路段。安全路段的長(zhǎng)短由運(yùn)轉(zhuǎn)條件及列車功能決定，需要保障列車最晚可以在安全路段的終端即危險(xiǎn)點(diǎn)以前停止[2]。ATP平臺(tái)運(yùn)算得到的緊急制動(dòng)曲線就是基于安全停車點(diǎn)，確保列車不超出這個(gè)點(diǎn)。

（2）速度監(jiān)督和超速保護(hù)。在URRT內(nèi)的速度限制包括兩類：固定速度限制與臨時(shí)性速度制約。ATP平臺(tái)一直嚴(yán)密監(jiān)測(cè)這種速度制約下不會(huì)超越，如果超越，先發(fā)出告警，再開啟緊急制動(dòng)，并進(jìn)行記錄。

（3）列車安全距離管控。URRT存在運(yùn)行密度高、列車運(yùn)轉(zhuǎn)距離短等特征，ATP平臺(tái)應(yīng)當(dāng)在對(duì)應(yīng)的比賽形式下，確保列車的安全運(yùn)轉(zhuǎn)距離。

（4）測(cè)速和測(cè)距。ATP平臺(tái)借助裝于輪軸表面的測(cè)速傳感儀來(lái)檢測(cè)列車的即時(shí)運(yùn)速，且在駕駛室中予以呈現(xiàn)。

2.2 ATP子平臺(tái)的分類

于ATP平臺(tái)內(nèi)，因?yàn)榈乇碓O(shè)備組成差異、地表和車載數(shù)據(jù)傳遞形式差異，所組成的ATP平臺(tái)也不一樣，其功能和應(yīng)用效果也存在區(qū)別。

（1）地-車數(shù)據(jù)傳遞形式。在ATP平臺(tái)內(nèi)，結(jié)合地表-車上數(shù)據(jù)傳遞形式差異，能夠分成點(diǎn)式與持續(xù)式兩種：

點(diǎn)式車速智能控制平臺(tái)基本特征是采取無(wú)源、高數(shù)據(jù)容量的地表應(yīng)答器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，方便安裝，穩(wěn)定性高，價(jià)格明顯少于持續(xù)式列車速度智能控制平臺(tái)。

持續(xù)式列車超速保護(hù)平臺(tái)是依靠持續(xù)的數(shù)據(jù)傳送、列車持續(xù)的從數(shù)據(jù)傳送通道獲取數(shù)據(jù)，車載計(jì)算機(jī)也持續(xù)的運(yùn)算出運(yùn)速曲線，進(jìn)而能夠讓列車距離縮到更短。

（2）列控形式。ATP子平臺(tái)對(duì)列車實(shí)行的最終管控通常分成階梯類速度曲線與速度-距離形式類曲線兩種控制模式。

階梯類速度曲線管控形式下，地-車間傳遞的數(shù)據(jù)屬于速度碼，指地表設(shè)施基于數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送媒體把列車于閉塞區(qū)域內(nèi)的最高允許運(yùn)速直接傳送到車上，這種形式在數(shù)據(jù)傳送和車上數(shù)據(jù)處理上較為方便，速度分級(jí)屬于階梯式的，見圖1所示。

速度-距離形式曲線控制模式中，地-車間所傳遞的數(shù)據(jù)屬于距離碼，指由地表傳到車上的是前面目標(biāo)點(diǎn)的距離等各種基本信息。車載計(jì)算機(jī)結(jié)合這些信息，按照列車本身的固有信息，實(shí)時(shí)運(yùn)算獲得允許運(yùn)速曲線，并根據(jù)這個(gè)曲線監(jiān)督列車的實(shí)際車速。因?yàn)樾畔鬟f與車速監(jiān)控均是不間斷的，因此這類系統(tǒng)能夠更好實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定駕駛和節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）閉塞形式。地鐵線路根據(jù)車站分成許多區(qū)間。為保證列車在區(qū)間中的運(yùn)轉(zhuǎn)安全，列車從車站朝著區(qū)間運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要保證區(qū)間內(nèi)無(wú)列車，且要遵守各項(xiàng)規(guī)律安全行車，防止出現(xiàn)列車正面相沖和追尾等問題[3]。這種根據(jù)特定規(guī)律安全列車在區(qū)間中運(yùn)轉(zhuǎn)的形式即行車閉塞方式，簡(jiǎn)稱為閉塞。

3 URRT色燈信號(hào)管控

3.1 運(yùn)行形式

色燈信號(hào)管控平臺(tái)屬于URRT信號(hào)系統(tǒng)中的核心構(gòu)成部分，所以加強(qiáng)URRT色燈信號(hào)管控的運(yùn)行形式控制，針對(duì)

列車運(yùn)營(yíng)起到了非常關(guān)鍵的作用。通常情況下，色燈信號(hào)管控平臺(tái)進(jìn)入開機(jī)狀態(tài)需要3 s。當(dāng)色燈處于全紅狀態(tài)下時(shí)，就可以開始鏈接數(shù)據(jù)，而且指令持續(xù)輸入到色燈信號(hào)管控平臺(tái)。若色燈信號(hào)管控平臺(tái)產(chǎn)生故障及其相關(guān)問題，就會(huì)產(chǎn)生閃光情況，需要工作人員準(zhǔn)確判斷色燈信號(hào)管控平臺(tái)各種信號(hào)傳送的數(shù)據(jù)[4]。當(dāng)系統(tǒng)處于全紅狀態(tài)下時(shí)，就能夠宣布開機(jī)模式的完結(jié)。手動(dòng)形式就是依靠黃燈來(lái)呈現(xiàn)，當(dāng)控制面板是黃燈時(shí)，就進(jìn)到了手動(dòng)形式，需要工作人員按照列車實(shí)際情況采用恰當(dāng)?shù)哪Ｊ教幚怼?/p>

3.2 系統(tǒng)備份

這是中心控制平臺(tái)的基本標(biāo)準(zhǔn)，在色燈信號(hào)管控平臺(tái)正常運(yùn)行環(huán)節(jié)，可以帶給中心控制平臺(tái)多層次備份功能。不僅是為了便于管控列車行車路徑，由此控制URRT系統(tǒng)，而且控制器經(jīng)常要進(jìn)到單獨(dú)運(yùn)行形式，進(jìn)而干擾中心控制平臺(tái)的處理。在這個(gè)空隙，需要中心控制平臺(tái)可以防止受到斷電影響，而取得穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 連線服務(wù)

這是色燈信號(hào)管控平臺(tái)的基本方法，基于連線模式，可以保障控制中心和整個(gè)區(qū)段的色燈控制平臺(tái)有一個(gè)大致的互動(dòng)，進(jìn)而確保軌道交通可靠運(yùn)行。需要工作人員定時(shí)維護(hù)色燈信號(hào)管控設(shè)備，為了在必要之時(shí)可以執(zhí)行特別的指令。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，URRT系統(tǒng)在軌道交通運(yùn)營(yíng)指揮與安全保障方面起到較大作用，因此信號(hào)系統(tǒng)的可靠性及精準(zhǔn)性必須始終保持。本文URRT系統(tǒng)的重要技術(shù)展開分析與探究，目的在于了解信號(hào)系統(tǒng)涉及的重要技術(shù)，且從技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐著手取得技術(shù)的科學(xué)使用，進(jìn)而逐步提高使用效果。

參考文獻(xiàn)：

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[2]上海城市軌道交通供電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)[J].2009中國(guó)城市軌道交通關(guān)鍵技術(shù)論壇暨第十九屆地鐵學(xué)術(shù)交流會(huì)，2013.

[3]國(guó)產(chǎn)首批最大運(yùn)行速度100km/hB型不銹鋼城市軌道交通車輛[J].2009中國(guó)城市軌道交通關(guān)鍵技術(shù)論壇暨第十九屆地鐵學(xué)術(shù)交流會(huì)，2013.

[4]城市軌道交通計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)[J].2009中國(guó)城市軌道交通關(guān)鍵技術(shù)論壇暨第十九屆地鐵學(xué)術(shù)交流會(huì)，2013.