基于地鐵信號系統的自動控制技術分析和應用

謝晶

摘要：本文主要分析了基于地鐵信號系統的功能，重點介紹了地鐵信號系統自動控制技術、地鐵信號系統自動控制功能以及控制系統在城市交通軌道的具體應用。通過對基于地鐵信號系統的自動控制技術的介紹和應用分析，有效的提升了城市軌道交通的運行效率，提高了經濟效益和社會效益。

關鍵詞：地鐵信號系統;自動控制技術;優化

隨著社會的發展，地鐵成為了人們出行必不可少的交通工具，給人們的日常生活帶來便利，有效的提高了城市的通行能力，從而緩解了交通壓力。地鐵信號系統是列車自動控制系統，是列車的“眼睛”，能大大提高列車運行效率，發揮著保護列車安全的作用，使得對列車運行的控制更加便捷。

1.地鐵信號系統自動控制技術

在地鐵信號系統中，自動控制技術得到了廣泛應用，其具備靈活、便捷等優勢，不僅可以確保地鐵安全、高效運行，而且還可以進一步推動我國地鐵行業的發展。通常情況下，地鐵信號系統自動控制主要由三部分組成，具體內容如下：（1）列車自動駕駛系統。其可以實現對地鐵駕駛功能的動態調整，不僅可以實現在站點自動運行，而且還能夠實現在車站定點停車;（2）列車自動監督系統。其可以保證列車按照時刻表進行運行，并結合實際情況對列車運行時間進行調整;（3）列車自動防護系統。其能夠實現列車定位、列車追蹤以及保證停車位置的。

2.地鐵信號系統自動控制技術實現

在地鐵運行過程中，最好結合實際情況來對自動控制技術進行科學、合理的選擇，這樣不僅可以確保技術優勢的發揮，而且還可以提高地鐵信號系統運行效率。

2.1列車自動駕駛系統（ATO）

基于列車自動防護系統的基礎上之上，才可以更好的發揮列車ATO的基本優勢，其實際上是根據列車自動監督系統來發送命令，從而進行具體的操作。為了使站點間自動運行功能得到有效發揮，要確保地鐵列車能夠在規定區間內進行行車，利用自動防護系統充分發揮站點精確停車的功能，通過軌旁的設備和車地通信設備來對其進行控制，保證地鐵開行質量，能夠很好的控制速度曲線，進而確保乘客的舒適感和滿意度。

2.2列車自動監督系統（ATS）

該系統設置于操作控制中心，并且在車站內還需要按照要求設置本地ATS系統，以實現對區域的有效控制。ATS系統可以實現對地鐵全線內列車運行狀態的實時、動態監視和控制。通常情況下，本地和中央ATS系統結合在一起組成了局域網，并借助搭載光纖線路來實現對數據的有效傳輸。其中有兩個明顯優勢：（1）在工作站上，操作員可以根據自身權限來對地鐵系統進行有效監督和控制;（2）鑒于監督特性，ATS系統中一些部分功能出現故障不會對地鐵列車運行產生影響。

2.3列車自動防護系統（ATP）

該系統可以根據故障導向安全原則來實現對列車占用狀態、運行速度、追蹤間隔和運行信號等指示進行有效控制，以確保其能夠安全、高效運行。整個ATP系統是由車載自動防護系統和軌旁自動防護系統兩部分組成，其不僅可以使列車的定位功能得到充分發揮，并實施提供列車運行信息，而且還可以對列車運行位置進行準確預測，從而將安全位置信息向防護系統內進行傳遞，保護列車的運行安全。為了保證列車追蹤共鳴，該系統需要根據道岔位置和列車位置報告信息，形成追蹤系統，并結合安全位置和非安全位置信息來對安全區間兩端的位置距離進行計算，以確保列車制動停車功能得到充分發揮。

3.控制系統在城市軌道的具體應用

當前列車自動控制系統被廣泛的應用于城市軌道交通中，市場上有各種不同型號及供應商，功能上整體相同，實現細節上略有差異。

各類型系統都包含列車自動監控系統、自動防護系統以及自動駕駛系統。系統能夠保證列車的停車精度維持在0.5米之內，對列車的速度進行全面監督，防止列車越限運行，避免發生碰撞事故。當列車在運行時，如果發生突發狀況，系統能夠進行緊急制動，使列車停下，防止事故的產生。此外，系統還能夠進行全自動化操作，降低人為操作失誤的發生，減少了車輛運行過程中的損耗，進一步優化了列車運行效率，有效縮短了列車間隔，保證了不同列車運行情況和時刻表的吻合。不同之處在與對細節設備的處置，如室外道岔設備，西門子系統采用板件采集信息高度繼承，而泰雷茲、卡斯柯系統采用繼電器采集動作信息，完成功能的同時均具有較強的安全性、可靠性。

4.地鐵信號系統自動控制技術發展前景

對于地鐵信號系統而言，在其未來發展過程中，具有以下發現前景：（1）基于信息化時代背景下，單一線路ATS控制系統逐漸過渡到城市綜合軌道交通控制系統，因為后者具有比較高的集成化程度，可以對軌道交通網絡實現綜合監控;（2）在列車出站時，現有ATO自動駕駛模式需要對司機發出發車命令，此時可以通過系統升級方式來滿足全程無人ATO駕駛需求，這樣不僅可以降低運營單位生產壓力，而且還可以提高其經濟效益;（3）如今，各城市地鐵線路間均采用了聯絡線預留，且在軌道線路、車型等條件允許下，通過升級車載控制器，來確保各線路間的互聯互通，進而提高地鐵運行效率。

5.總結

簡而言之，隨著科學技術的進一步發展，地鐵系統中單一路線自動化控制系統逐漸發展成為集成化控制系統，進而達到列車自動駕駛、列車自動監督和列車自動防護的目的，充分發揮其功能，實現高度自動化，降低地鐵的維修成本，避免地鐵設備大范圍故障的發生，使軌道交通更加完善和智能，保障了地鐵運行的安全性和穩定性。

參考文獻

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