城市軌道交通車輛運行控制技術研究進展

程輝

摘要：隨著城市生活節奏的加快，廣大居民對軌道交通出行效率、舒適度、準點率的要求越來越高。目前減小列車行車間距、提高行車效率、改善列車通過能力、低能耗、高度智能是城市軌道交通車輛運行控制系統的發展方向。安全、高效、可靠的城市軌道交通車輛運行控制系統對實現列車高速度、高密度、有秩序地運行有著非常重要的意義。

關鍵詞：城市軌道交通;運行控制;行車組織;城軌車輛;列控系統

引言

安全系統能夠有效降低人車碰撞風險，但其對交通流長時間運行狀態的影響有待探究。運用NetLogo軟件，基于智能體建模思想設置車輛和行人運動模式，選擇平均車速波動情況和車輛等待時間、行人等待時間、行人速度分布評估傳統車輛、行人檢測系統車輛和人車通訊系統研究車輛運行時的交通流穩定性和通行效率。

1有軌電車線路運行效率的影響因素

有軌電車系統是人、車、線路及環境相互作用的復雜系統。本文將運行效率影響因素歸為車站、路段、交叉口3類。其中：車站是有軌電車線路上供車輛到發、通過和折返等作業的分界點，有軌電車需要在車站辦理停車作業;交叉口是有軌電車線路在道路信號控制影響下形成的特殊分界點，有軌電車可能需要在交叉口停車等待綠燈通行;路段是車站與車站、車站與交叉口之間連接的主要通道。是構建有軌電車線路運行效率評價模型的基礎。1）車站。有軌電車車站按布設型式可分為側式、島式、島側混合式。其中：側式站臺設置在上下行線路的兩側;島式站臺設置在上下行線路之間;混合式站臺通常用于換乘站。根據站臺位于交叉口進出口道的位置，有軌電車車站還可分為進口道站臺和出口道站臺。應結合每個車站的實際情況進行有軌電車的線路設計，同時充分利用有軌電車的靈活性和多樣性，最大限度地發揮其優勢。2）交叉口。與傳統的城市軌道交通線路不同，有軌電車一般運行在城市的地面道路上，因而在通過道路平交交叉口時會受到道路交叉口信號控制系統的影響，需要根據交叉口信號指示決定車輛通行或停車等待。交通統計數據表明，有軌電車運行延誤的80%來自于交叉口的停車等待。交叉口限制了有軌電車的行車效率，使得有軌電車的運行速度較低，從而影響了有軌電車的服務質量。

2軌道交通車輛運行控制技術

2.1基本行車閉塞技術

①人工閉塞：通過人工設置閉塞機，列車司機從發車站取出路簽，到達接車站后交出路簽，才能解除閉塞。這種閉塞制式效率太低，現已基本淘汰;②半自動閉塞：通過人工進行聯絡手續辦理，在車站進站處和出站處分別安裝一段不少于25m的專用軌道電路，將專用軌道電路和信號機聯系起來，通過信號機顏色的變化來判斷區間是否空閑，從而實現半自動閉塞;③自動閉塞：將站間劃分為若干個裝設軌道電路的閉塞分區，在每個閉塞分區入口處設置信號機，借助軌道電路將列車和信號機聯系起來，信號機的顯示隨列車位置的變化而變換。基本行車閉塞法采用的是固定閉塞制式。這種制式的控制采用模擬信號進行軌道信息的處理，根據列車的特點、線路情況、速度等級等來確定閉塞區間的長度，最小的行車間隔距離就是列車的閉塞分區。基本行車閉塞方法從安全方面講至少包涵三個方面：可靠的列車定位監測系統;可靠的信息傳輸系統;可靠的列車間隔控制系統。這三個方面任何一個環節出現問題都有可能導致行車事故的發生。目前各國廣泛采用固定自動閉塞系統，通過軌道電路、信號機等組成信息傳輸系統，將列車位置傳輸給列車自動控制系統及司機，控制列車運行速度，保證各列車保持一定的間隔距離，防止列車進入前方占用閉塞區間。

2.2交通流穩定性

在仿真中改變道路限速值，車輛智能體行駛速度也相應改變。傳統車輛和行人檢測系統車輛瞬時平均車速均處于波動狀態，并且道路限速值越大，平均車速的波動越大。道路限速值的高低一定程度上體現了車速大小，車速較大時，車輛為避讓行人而產生的加減速幅度也隨之較大。在限速值相同時，行人檢測系統車輛速度波動比傳統車輛更大，也就是說，傳統車輛車流更穩定，這可能是因為行人檢測系統對目標的檢測范圍較大，導致車輛過早開始減速，留給行人過街的時間足夠充足甚至過長，引起后續車輛減速排隊。人車通訊系統車輛平均速度在持續下降一段時間后逐步趨于穩定，限速值越大，車輛智能體行駛速度越大，需要越長時間減速，平均車速越晚達到穩定狀態，然而這種穩定狀態是異常的，很難恢復至原有狀態。這是因為人車通訊系統在接收到行人過街信息后盡可能讓出路權，讓行人順利過街，當行人之間未出現可通過間隙時，車輛則一直停車等待，以致產生擁堵。

2.3建立健全機車故障自動診斷系統

傳統形式的機車故障診斷多依靠專業人員利用專業工具對機車進行逐一排查，這種形式已經逐漸滿足不了機車發展的需求，不具備時效性。結合傳感技術與信息化技術的機車故障自動診斷系統能夠記錄機車運行過程中的各項參數，并將其儲存與數據庫中，利用傳感器對實時運行數據進行采集，并與數據庫相關數據進行對比分析，若發現較大的差異性，系統可迅速發出警報，地面控制中心可通過警報內容快速鎖定故障位置，并采取針對性的解決措施，若是軟件方面的問題，應可通過信息化技術進行自我修復。此外，機車故障自動診斷系統的數據儲存功能能夠對故障信息及其解放方法進行收集、整理與分類儲存，以此來為后續的故障處理提供更多的解決依據。

結語

安全系統的發展越來越能夠改善行人安全性，但這些先進系統在交通流運行質量和通行效率方面的性能并不是越來越好的，例如，行人檢測系統車輛也許并不利于交通流的穩定;人車通訊系統的普及也許會嚴重影響車輛通行效率，加劇城市擁堵。決策者應認識到這一點，并采取措施規避這些缺陷。很多輔助駕駛系統試圖通過目標檢測功能和圖像處理技術來達到行人檢測和避撞目的。而從仿真試驗結果可以看出，當道路運行狀況不同時，不同系統的各個性能指標無法在同一條件下取得最優值，而需要從道路管理功能方面結合路段交通流的實際運行情況，綜合評價不同系統的性能。

參考文獻

[1]韓海龍，梁佳，李勇.鐵路機車車輛技術運用的可靠性分析[J].科技風，2017（22）：244-245.

[2]姜彧.鐵路機車車輛運行故障監測診斷技術的研究與應用[J].電子世界，2019（11）：188-189.

[3]郭喜春.鐵路機車車輛運行故障監測診斷技術的研究與應用[J].中國新技術新產品，2019.