地鐵信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)控制功能的研究

1、    地鐵信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)控制功能的研究    魏?。喜壍澜煌瘓F(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司）摘 要： 信號(hào)系統(tǒng)是保障地鐵運(yùn)行安全及提高運(yùn)行效率的重要設(shè)備，列車超速防護(hù)功能是信號(hào)系統(tǒng)一個(gè)非常關(guān)鍵的功能。地鐵信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)控制已經(jīng)成為了當(dāng)前地鐵發(fā)展中極為重要的一個(gè)研究方面，本文就重點(diǎn)針對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制功能進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和介紹。關(guān)鍵詞： 地鐵信號(hào)系統(tǒng)；自動(dòng)控制功能；研究1.背景近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市規(guī)模擴(kuò)大，城市交通也面臨更大的壓力。地鐵的建設(shè)有利于解決現(xiàn)代城市交通擁擠，它以運(yùn)營(yíng)密度大、行車間隔時(shí)間短、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)著稱。在地鐵信號(hào)系統(tǒng)中，自動(dòng)

2、控制功能發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，保證行車安全高效。眾所周知 ，在當(dāng)前很多城市的發(fā)展過(guò)程中，地鐵都已經(jīng)成為了必不可少的一個(gè)關(guān)鍵交通工具，人們對(duì)于地鐵的依賴性也正在不斷加深 ，而對(duì)于地鐵進(jìn)行深入的研究也就成為 了當(dāng)前乃至今后極為重要的研究領(lǐng)域，尤其是對(duì)于地鐵信號(hào)系統(tǒng)的研究更是提升地鐵服務(wù)質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵研究點(diǎn)所在，就當(dāng)前的研究現(xiàn)狀來(lái)看，地鐵信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)控制功能的實(shí)現(xiàn)是極為重要的一個(gè)方面，也是保障地鐵更好、更快、更便捷控制管理的一個(gè)重要手段 。2.概述就當(dāng)前我國(guó)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的構(gòu)建來(lái)說(shuō)，無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為了極為普遍的一種基本技術(shù)手段，對(duì)于這種基于無(wú)線通信技術(shù)的地鐵信號(hào)系統(tǒng)構(gòu)建來(lái)說(shuō)，其在自動(dòng)控制方

3、面也具備了一定的研究基礎(chǔ)，并且在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中也發(fā)揮了較為突出的價(jià)值和作用，具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)前我國(guó)地鐵信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)控制的應(yīng)用主要就是指cbtc系統(tǒng)的使用，而詳細(xì)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，這種cbtc系統(tǒng)的使用主要集中在列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)（ats）、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)（atp以及列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)（at0）等三個(gè)方面，在這三個(gè)方面的應(yīng)用也充分的體現(xiàn)出了自動(dòng)控制功能的實(shí)現(xiàn) ，對(duì)于地鐵的運(yùn)行具備著較強(qiáng) 的自動(dòng)控制效果 。3.功能3.1 列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)的功能列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)控制列車自動(dòng)運(yùn)行。它在列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)的保護(hù)下，根據(jù)列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)發(fā)送的指令實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行的自動(dòng)駕駛、自動(dòng)調(diào)整速度和控制車門，主要

4、包括以下基本功能：（1）節(jié)能舒適調(diào)節(jié)功能。列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)根據(jù)高峰和非高峰運(yùn)營(yíng)時(shí)段的列車運(yùn)營(yíng)情況，通過(guò)列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)實(shí)施不同的節(jié)能運(yùn)行方案，在不降低服務(wù)質(zhì)量的前提下，采用適宜的速度曲線控制列車運(yùn)行和保證乘客的舒適度；（2）自動(dòng)運(yùn)行功能。列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)控制列車按運(yùn)行圖規(guī)定的區(qū)間走行時(shí)分行車，自動(dòng)完成列車啟動(dòng)、加速、巡航、惰行、減速和停車的合理控制；（3）在線列車監(jiān)控功能。列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)車載控制器將列車運(yùn)行的有關(guān)信息傳遞至列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)對(duì)在線列車實(shí)時(shí)監(jiān)控。3.2 列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)的功能列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)控制列車在安全條件下行駛，主要包括以下基本功能：（1

5、）列車移動(dòng)授權(quán)功能。在車載控制器運(yùn)行良好的情況下，利用列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)限制固定數(shù)據(jù)和列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)可變限制數(shù)據(jù)計(jì)算列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)運(yùn)行曲線，此時(shí)系統(tǒng)將移動(dòng)授權(quán)限定在前方列車尾部后面的安全間隔外方停車點(diǎn)；（2）列車定位功能。通過(guò)列車提供的速度、距離以及線路等方面信息，確定列車安全位置及非安全位置，列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)利用安全位置對(duì)列車進(jìn)行安全防護(hù)。（3）溜車防護(hù)功能。車在站臺(tái)區(qū)域停車時(shí)，車載控制器須確保列車處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果系統(tǒng)檢測(cè)到列車在沒(méi)有命令的情況下有了物理位置的移動(dòng)，車載控制器將實(shí)施緊急制動(dòng)；（4）列車追蹤功能。該功能提供數(shù)據(jù)以保持安全的列車間隔，列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)根據(jù)列車位置報(bào)告

6、、道岔位置構(gòu)建追蹤占用地圖，通過(guò)非安全位置和位置及其不確定性計(jì)算安全的列車兩端位置。3.3 列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)的功能列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)列車運(yùn)行的情況進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，有以下基本功能：（1）列車自動(dòng)調(diào)整功能。正常運(yùn)營(yíng)模式下，時(shí)刻表調(diào)整能夠自動(dòng)控制列車運(yùn)行，將列車與時(shí)刻表（由運(yùn)營(yíng)管理者編制）之間的偏差降至最低；（2）列車識(shí)別功能。列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)人機(jī)界面的軌道顯示列車識(shí)別號(hào)信息，包括列車車次號(hào)及列車運(yùn)行方向，中央列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)可以自動(dòng)生成列車識(shí)別號(hào)，由專業(yè)人士進(jìn)行修改，或由列車向列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)發(fā)送此類信息；（3）列車運(yùn)營(yíng)時(shí)刻表管理功能。行車管理人員通過(guò)時(shí)刻表編輯軟件離線編制多個(gè)列車運(yùn)營(yíng)

7、時(shí)刻表，同時(shí)列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)提供在時(shí)刻表中增加車次、延長(zhǎng)列車營(yíng)運(yùn)時(shí)間等在線調(diào)整功能。4.地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全性的預(yù)防原則地鐵作為當(dāng)今大多數(shù)發(fā)達(dá)城市的主要交通工具，其交通速度性、便捷性等都是城市公交所無(wú)法比擬的，地鐵系統(tǒng)的運(yùn)行主要通過(guò)信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行全面的控制。然后，在當(dāng)今地鐵信號(hào)系統(tǒng)中，對(duì)安全性卻存在很多的影響因素，對(duì)此，必須加強(qiáng)對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全性實(shí)施預(yù)防措施，要根據(jù)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的運(yùn)行形式制定相應(yīng)的預(yù)防原則。（1）要對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全性進(jìn)行有效的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，要對(duì)信號(hào)系統(tǒng)中設(shè)備的安裝、調(diào)試、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的評(píng)估，將風(fēng)險(xiǎn)因素排除，進(jìn)一步提高地鐵信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全性不僅要在設(shè)計(jì)

8、中做好相應(yīng)的保障工作，同時(shí)在施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等都要做好相應(yīng)的監(jiān)督工作，一方面要提高地鐵環(huán)境下使用設(shè)備的壽命，另一方面要全面保證地鐵信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)解決，必要的時(shí)候要更換設(shè)備或改進(jìn)系統(tǒng)；（2）要清楚的認(rèn)識(shí)到地鐵信號(hào)系統(tǒng)的運(yùn)行核心在哪，安全性貴為地鐵信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行的核心，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要做全面做好安全性設(shè)計(jì)，尤其是在研發(fā)的過(guò)程中，要充分考慮到實(shí)際環(huán)境對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全性。5.自動(dòng)信號(hào)的觸發(fā)自動(dòng)信號(hào)是列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)的一部分，對(duì)列車運(yùn)行情況進(jìn)行自動(dòng)辦理，并使信號(hào)機(jī)自動(dòng)化，提高地鐵運(yùn)營(yíng)的自動(dòng)化程度，在地鐵信號(hào)系統(tǒng)中，車地通信使車載設(shè)備與軌旁設(shè)備之間的數(shù)據(jù)信息得以傳輸，使軌旁車地

9、通信和車載車地通信的通信過(guò)程保持信息不變。列車到達(dá)觸發(fā)區(qū)段，列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別，并根據(jù)目的地生成觸發(fā)命令，如果車載地面信號(hào)系統(tǒng)之間存在車地通信系統(tǒng)，則通過(guò)車地通信，列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)可以從列車發(fā)至地面的信息中得知列車目的地，否則列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)則利用列車運(yùn)行圖獲得列車目的地。根據(jù)列車運(yùn)行狀況，自動(dòng)信號(hào)自動(dòng)觸發(fā)進(jìn)路，這對(duì)于提高自動(dòng)化程度來(lái)說(shuō)是有效的。但如果列車不在處于列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)的防護(hù)之下，則由于進(jìn)路自動(dòng)辦理所帶來(lái)的安全性事故可能性增大。由此看來(lái)，列車在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，若沒(méi)有列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)，則應(yīng)停止對(duì)自動(dòng)信號(hào)的使用，讓工作人員辦理進(jìn)路以確保乘客生命安全。6.地鐵信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)控制功能的發(fā)展趨勢(shì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：（1）當(dāng)前各城市地鐵線路間均有聯(lián)絡(luò)線預(yù)留，為線路間的互聯(lián)互通提供了基本的物理?xiàng)l件，在車型、軌道線路等條件允許下，各系統(tǒng)承包商開放系統(tǒng)接口的情況下，通過(guò)升級(jí)車載控制器，cbtc列車將實(shí)現(xiàn)各線路間的互聯(lián)互通，為更靈活的運(yùn)營(yíng)調(diào)度提供方便；（2）隨著通信技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，單一線路的列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)將向集成化程度更高的城市綜合軌道交通控制發(fā)展，實(shí)現(xiàn)軌道交通網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控；（3）目前國(guó)內(nèi)浦片采用的列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)在列車出站時(shí)仍需要司機(jī)發(fā)出命令，在cb