城市軌道交通列車運行控制系統集成技術分析

徐英哲

（長客新筑軌道交通裝備有限公司，四川 成都 611430）

在城市建設發展的實際過程中，需要重視軌道交通運輸建設。需要相關部門重視對軌道交通中的通信信號設施進行科學的設計建設，滿足城市的實際客流量需要。交通信號系統是城市軌道交通列車正常，平穩運行的重要保障，對于乘客的人身安全具有重要意義，在交通列車平穩順利運行的條件下，為列車運營創造效益。城市軌道交通列車運行控制系統運用的主要技術手段有列車自動駕駛系統（ATO）、列車自動防護系統（ATP）、列車自動控制系統（ATC）、列車自動監控系統（ATS）和計算機聯鎖技術（OBI）等，這些技術之間相互影響，相互支撐，對城市軌道交通運輸的順利運行奠定基礎。

1 列車自動防護系統（ATP）

就交通列車自動防護系統（ATP）而言，列車的移動授權權限是其中不可或缺的一部分，主要是從列車的車尾到列車前方的障礙物的路線。這個障礙物有可能是其他列車，也有可能是交通軌道區域的分界點等等。交通列車的移動授權權限需要充分的掌握障礙物的性質，一般條件下，列車會向前移動，只有在比較特別的情況下才會向后倒退。交通列車的移動授權權限會結合有關標準進行重新構建，與此同時，在進行重建的過程中，需要具備相應的規律性，比較基本的因素是要對交通線路資源進行可行性的研究，然而，線路資源的可行性可以有效的展示出相關交通線路的實際情況。交通列車自動防護系統（ATP）功能原理主要是，地面設備經過感應環線，無線電臺，應答器和軌道電路等設備，能夠讓地面和列車之間進行通信。交通列車自動防護系統（ATP）可以為列車提供地面的相關信息，比如移動授權和臨時限速等信息。借助這樣的技術手段可以結合搜集的信息數據，對列車的緊急制動曲線進行科學計算，明確和調節，然后結合有關信息數據對列車的最大安全運行速度進行計算，以此為列車的正常運行提供更加完整的安全信息數據。在保障列車正向行車間隔的同時，保障正向行車的折返間隔，如果出現列車超速現象，可以對列車進行緊急制動，并且能夠給列車提供相關的預告報警信息。在移動和固定兩個系統之中，列車的位置主要借助軌道電路進行檢測，然后能夠進行地面與列車的信息傳輸。列車與列車之間的間隔可以借助軌道電路的區段進行，列車自動防護系統（ATP）的防護點主要是軌道區段的分界點。針對列車自動防護系統（ATP）的防護點而言，實際上是零速度的限制點，換句話說就是列車運行控制系統提供的相關限制因素。

列車自動防護系統（ATP）能夠為列車的安全，平穩運行提供有效保障，可以對列車的運行間隔進行科學管控，還可以對列車的超速進行防護。交通軌道的列車自動防護系統（ATP）的關鍵的安全功能是列車追蹤，可以有效的運算和分辨列車的運行情況，明確列車的運行位置，借助地面與列車的通信設備給列車發送目標距離，限制速度和線路情況等等交通信息，為列車的運行提供有效幫助。除此之外，列車自動防護系統（ATP）可以對列車進行定位，計算列車的運行速度，可以對軌道末端進行防護，對列車進行緊急制動等等。

2 列車自動駕駛系統（ATO）

列車自動駕駛系統（ATO）主要是對列車進行自動駕駛控制，這項技術的原理是：軌道自動駕駛技術自身沒有相關的物理設備，需要借助連續性的通信進行，列車安裝了自動駕駛設備之后，才可以進行自動駕駛。車載的自動駕駛模式主要是借助車載自動防護技術傳送數據信息，然后自動輸出有關的命令，以此來實現對車輛的制動和牽引控制等等。與此同時，要想實現列車自動駕駛，需要根據列車的自動監控系統傳送的控制指令，然后對列車進行自動調整控制。列車的測速系統能夠把列車的實際位置借助自動防護技術傳送到列車自動駕駛系統（ATO）之中，在輸入參考位置過程中，需要把應答器等相關的定位系統傳送的列車位置信息填進去，所以，列車的自動駕駛系統才可以供應有關的數據信息，實現對列車的制動和牽引。

列車自動駕駛系統（ATO）的主要功能有自動速度調節、車站準確停車、合理把控列車區間的運行時間、對安全門進行控制、對屏蔽門進行控制，為車載乘客信息系統提供相關的信息數據以此來促進列車的節能運行。自動駕駛設備主要是對列車進行自動運行管控的技術設備，需要相關的工作技術人員運用自動防護功能提供安全保證，在這個條件下，可以讓列車進行自動駕駛，與此同時，列車自動駕駛系統（ATO）能夠提升列車的運行效率，對列車的運行情況進行自動調節，幫助列車節能運行等。就城市軌道交通列車的順利運行而言，列車自動駕駛系統（ATO）需要以安全啟動列車為前提。在對列車進行啟動、速度調整和停止運行等方面需要借助相關的命令進行。為了能夠準確停車，需要借助測速電機，地面信標和測速雷達等機械設備，需要有關的調節命令對列車區間行駛時間進行合理控制。針對列車車門、安全門和屏蔽門等的安全控制，可以安排相關的工作人員進行控制，也可以借助自動化系統進行，為列車的安全運行提供有效保障。

3 列車自動監控系統（ATS）

列車自動監控系統（ATS）可以對列車運行控制系統進行科學有效的管控。列車自動監控系統（ATS）主要起著列車系統與控制中心的調度員、車站的值班員的連接作用，能夠實現列車運行控制系統的自動化控制。列車自動監控系統（ATS）具備內部的局域網絡，每個計算機設備上都安裝了網絡適配器，控制中心的設備全部連接在了交換機上面，在借助交換機連接到骨干網絡交換機上。列車自動監控系統（ATS）借助自動防護和自動駕駛等等技術手段，能夠對列車的行車規劃進行科學的制定和管理，以此來實現對全線路列車運行的自動監控和調整。

列車自動監控系統（ATS）的主要功能是對列車識別號進行追蹤，對識別號進行傳送，對識別號進行展示，對運行圖進行設計、管理、調節、統計、報告和監測等等。列車識別號的追蹤、傳輸和顯示，就是列車從起始地點占用轉換軌過程中的追蹤，指導列車到達最終地點離開轉換軌的追蹤。列車識別號可以借助列車自動監控系統自動顯示，也可以讓相關的調度工作人員進行設置和修改。這個系統具備自動跟蹤列車的功能，并且可以在進行列車追蹤的過程中對其他各類信息進行錄入和保存，把全部列車的識別號，運行位置和時刻表等等數據信息展示在用戶界面上面。制定運行圖需要結合列車組織的實際，列車運行參數等數據信息，讓相關的工作人員輸入基礎的數據信息，主要有不同列車運行區間的運行間隔、運行時間、運行線路、客流量和停站時間等等信息，借助計算機設備輔助自動設計然后形成運行圖，并且在制定運行圖的過程中，可以對存在的問題進行自動檢測，然后對問題產生的原因進行分析，借助有效措施進行解決。

在制定完基本的運行圖之后，根據不同類別把運行圖保存到系統數據庫之中，為調動工作人員后續的調取提供便利。針對運行圖的調節，列車自動監控系統（ATS）可以根據時刻表對不同區域的列車運行狀況進行自動監控和調節。借助對列車計劃與實際的運行圖進行比對，需要調度員對列車運行存在的時間偏差的標準值進行科學設計。與此同時，如果列車在運行的過程中出現偏差可以自動生成，并發出偏差的預警信號，結合列車運行的實際情況，能夠自動形成相關的調整規劃，為調度員提供幫助。除此之外，列車自動監控技術能夠自動進行運行統計，主要有車次號報告、車站報告和列車報告等等，可以把各種數據信息自動制作成一個表格，為相關的工作人員提供便利。

4 計算機聯鎖技術（OBI）

計算機聯鎖設備主要是一種對信號機、道岔、軌道區段之間正確聯鎖和進路控制的安全技術設備。進路的設定指令主要借助列車自動監控系統傳輸到軌旁連鎖系統，然后在借助軌旁聯鎖系統進行進路排列。進路設定指令主要有具備進路號碼的進路取消申請，具備進路號碼的進路申請和道岔單操作指令。在列車自動控制技術之中，具有一個根據線路和車站配線信息制定的路徑表格，每個路徑都是由一條或者多條進路構成。進路都有準確的方向，并且是一組列車運行，根據相關順序進行排列的區段構成的。如果列車占據了接近車站的區域，自動監控系統會發出進路申請。

一般條件下，計算機連鎖技術可以把不可以及時執行的進路申請進行整合和總結，可以結合相關的規定進行科學排序，如果連鎖條件滿足有關需要，可以對進路做自動排序處理。這樣的技術主要借助進路鎖閉，區段鎖閉和道岔監控等技術手段，對列車進行安全聯鎖。聯鎖設備是列車運行控制系統中的重要組成部分，是自動防護系統中不可或缺的一部分，可以為列車的安全平穩運行提供有效保障，計算機聯鎖技術（OBI）主要有以下作用：

（1）根據正確的聯鎖關系，列車的運行位置和運行計劃等信息，對列車的進路進行自動化的設計和排序。（2）針對敵對的進路，列車進路和延續性進步進行有效防護。（3）在對進路進行有效防護的過程中，結合相應的安全標準對列車進路進行維護，構建一個保護區段，為列車的行車安全提供保障。（4）能夠對現地工作站上獨立操控的機械設備集中站所控制的全部道岔，并且可以獨立鎖閉，能夠為列車發送引導信號，然后對各種信號的控制元素進行封鎖。（5）能夠根據現地工作站對軌道、道岔區段的臨時限速等等進行有效的管控，可以提供實際的運行狀況。（6）能夠給自動防護系統提供信號機的運行狀況、保護區段的構建，列車進路的設計狀況和軌道區段的臨時限速等等數據信息。（7）在聯鎖控制工作站之中，能夠落實不同工作人員的責任，為設備的正常運行提供保障。

5 中央控制單元（CCU）

城市軌道交通列車運行控制系統需要有一個健全的遠程故障自動診斷系統，可以對全線路的車設備、車載設備、中央設備和軌旁設備等等進行實時監控，并且，可以對不同設備的故障問題進行預警，可以準確迅速的提供報警信號，讓有關工作人員進行及時處理。借助服務與診斷技術可以把聯鎖系統與遠程控制系統聯合到一起，在列車運行的過程中，可以進行數據信息交換。服務和診斷技術可以對存在的系統故障問題進行診斷，并且能夠進行預警。需要注意的是服務和診斷技術可以把故障信息進行保存、識別和檢查，為相關的工作人員提供幫助，可以節省維修時間，減少維修成本。

6 結語

總而言之，伴隨科技的不斷進步，促進了城市軌道交通列車運行控制系統的發展。借助有效的技術手段，可以對列車進行自動化控制，為城市軌道交通的正常運行提供有效保障，為社會的發展貢獻力量。