城市軌道交通信號控制系統(tǒng)研究

熊偉

摘 要：信號控制系統(tǒng)作為城市軌道交通運輸過程中，保證運輸?shù)陌踩c高效的重要系統(tǒng)設(shè)備，對于整個城市的軌道交通具有重要的意義。所以目前增加城市軌道交通信號控制系統(tǒng)的運營的能力，成為有關(guān)學者的重要研究話題，通過對其的研究，來提高城市軌道的社會和經(jīng)濟的雙重效益。

關(guān)鍵詞：城市軌道；交通信號；控制系統(tǒng)

中圖分類號：U284 文獻標識碼：A

目前，計算機正在飛速的發(fā)展過程中，所以計算機在鐵路運輸系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)代的城市軌道的信號控制也是利用計算機來開發(fā)系統(tǒng)，科學有效地進行城市軌道運輸?shù)墓芾怼?/p>

1.城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用狀況

首個開始使用基于通信技術(shù)的列車自動控制系統(tǒng)的國家的加拿大，坐落于溫哥華的天車是第一個，開始于20世紀80年代，基于通信的列車控制系統(tǒng)英文縮寫為CBTC，一經(jīng)投入運營就取得良好的效果，這種系統(tǒng)能夠?qū)B續(xù)的列車進行控制，能夠高精度定位，通過“目標距離”的確定，縮短列車間隔距離，并且它的電路是可以獨立于軌道的，能夠安全地進行信號控制的工作，這個工作由車載及軌道旁邊的處理器作用就能夠?qū)崿F(xiàn)。從20世紀開始，各個國家就開始注重CBTC在其他方面的應(yīng)用，尤其是在城市軌道交通建設(shè)上的應(yīng)用。CBTC具有許多的優(yōu)點，這種設(shè)備是一種自動化程度較高的系統(tǒng)，軌道旁邊安置的設(shè)備較少，能夠安全可靠的進行列車的自動控制。所以在20世紀以后，無論是國外還是國內(nèi)，都是比較認可這一種系統(tǒng)的，我國近年來所建設(shè)的鐵道以及城市軌道交通也都運用到了CBTC。由于CBTC相比于傳統(tǒng)的基于軌道電路的信號控制系統(tǒng)具有多方面的優(yōu)點，所以國內(nèi)外對于CBTC的深度開發(fā)和廣泛使用的程度較高。

隨著逐步的發(fā)展和研究，城市軌道交通信號控制系統(tǒng)在鐵路信號控制系統(tǒng)上取得了突破，研制出了城市軌道系統(tǒng)專用的控制系統(tǒng)：列車運行自動控制（ATC）系統(tǒng)。這個系統(tǒng)在工作運行時又分為了三個部分，一是自動監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）；二是自動防護系統(tǒng)（ATP）；三是自動運營系統(tǒng)（ATO）。通過這3個子系統(tǒng)的相互工作，可以完成城市軌道信息控制的工作。

2.城市軌道交通信號控制系統(tǒng)選型

城市軌道交通信號控制的選擇也是有一般的原則的，在級逆行選擇時，不僅要考慮該系統(tǒng)的安全可靠性，還要保證這個系統(tǒng)經(jīng)濟、先進，滿足這個城市的發(fā)展情況，具有適用性。我國再進行城市軌道控制系統(tǒng)的選擇時，最重要的就是要遵守以上的原則，要保證全方位的要求都能夠滿足，不能夠單單的追求經(jīng)濟成本，并且城市之間一定要選擇滿足自己城市發(fā)展的情況的控制系統(tǒng)，不能夠盲目的攀比，引起不良的現(xiàn)象發(fā)生，一定要慢慢發(fā)展不能一蹴而就。有一些城市是剛剛建造城市軌道交通，所以一定會出現(xiàn)一些問題，這就導(dǎo)致了維修人員的工作量增大，費用加大，所以我們根據(jù)不同的城市選擇最合適的系統(tǒng)，日后如果系統(tǒng)不能滿足要求了，那么給系統(tǒng)升級就能夠滿足工作需求。

2.1新建線路信號系統(tǒng)制式選擇

城市軌道交通信號控制系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用一直都受到各種情況下的制約，所以新建線路信號系統(tǒng)制式選擇方面，就需要遵從三個原則，這樣才能夠合理的選擇到最適合該城市的新建線路信號系統(tǒng)制式。一是一般不采用基于模擬軌道電路的ATC系統(tǒng)，這個系統(tǒng)并不適合新建路線；二是可以選擇基于數(shù)字編碼的軌道電路ATC系統(tǒng)，這個ATC系統(tǒng)能夠滿足新建路線的使用要求；三是CBTC，采用基于通信的CBTC是最佳的選擇方式。這三點原則都是經(jīng)過實際的分析得出來的，具有較高的實用性，新建路線在進行信號控制系統(tǒng)的選擇時，可以依據(jù)此原則進行選擇。

2.2舊線改造信號系統(tǒng)模式

軌道電路方式的ATC系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于我國的早期城市軌道路線。再進行早期路線的信號控制的改造時，最好的方案是采用最合適的CBTC，這種基于通信的列車控制系統(tǒng)，在我國的鐵路路線早有使用，并且比較適合。這種基于無線通信的列車控制系統(tǒng)可以在改造期間不影響原本的軌道電路，這樣在施工的期間，就會減少很多的困難，是非常適合舊路線信號改造的。

3.實際應(yīng)用

通過查閱資料和文獻以及實際的調(diào)查，可以知道我國的城市軌道交通的應(yīng)用模式主要有3種。第一種是引進發(fā)達國家的先進技術(shù)，只是基礎(chǔ)設(shè)施由我國在修建，大部分都采用外國的產(chǎn)品。第二種是將國內(nèi)自主研發(fā)的系統(tǒng)和國外的系統(tǒng)一起配套使用，這樣能夠起到更好的效果。第三種是完全的采用我國自主研發(fā)的系統(tǒng)。采用這種方式的原因是，由于引進國外的系統(tǒng)會增加建設(shè)成本和系統(tǒng)的維護成本，這樣成本就會太高。并且引進的部分系統(tǒng)實際上是國外并不成熟的系統(tǒng)，這就導(dǎo)致了外信號試驗中會有問題出現(xiàn)，這是極大的不利于我國城市軌道交通信號的發(fā)展的。并且即使是成熟的國外系統(tǒng)，那么我國在信號這個系統(tǒng)上也會出現(xiàn)各類問題，導(dǎo)致引進的不能在我國成熟使用。所以最好的方式還是我國自主研發(fā)一個較好的信號系統(tǒng)，這樣才是滿足我國國情的最好的方式，有利于城市軌道交通信號控制系統(tǒng)在我國的發(fā)展。國產(chǎn)化是中國軌道交通信號控制的必選之路，同時目前得到我國廣泛關(guān)注的CBTC系統(tǒng)也能夠給我國的自主研發(fā)提供幫助。

目前在我國運營的大多數(shù)城市軌道交通信號控制系統(tǒng)，都是從國引進回來的，這樣就會存在維護困難的問題，所以我國的CBTC需要繼續(xù)研發(fā)，得到屬于我國國產(chǎn)化的CBTC系統(tǒng)，這樣就會節(jié)約維護和購買的資金。所以我國一直都有進行這方面的研究，在2004年的時候，北京交通大學以及北京地鐵運營公司以及其他的幾個公司一起申請”基于通信的城市CBTC系統(tǒng)研究”的科研項目，并且這次研究對于我國的國產(chǎn)化ATO、ATC系統(tǒng)的發(fā)展具有促進的作用。這個系統(tǒng)先后還在大量進行了試驗，在2011年底正式的進行CBTC全功能系統(tǒng)的推出，使得我國的城市軌道交通信號控制系統(tǒng)逐漸地成熟起來。

我國自主研發(fā)的城市軌道交通信號控制系統(tǒng)的類型較多，目前在我國均取得了較好的發(fā)展。目前中國城市軌道交通信號控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的就是CBI，這個系統(tǒng)已經(jīng)在我國的鐵路運行中投入運行了1500多個場站，在我國的城市軌道交通中也是設(shè)立了60多個場站。ATS國產(chǎn)化系統(tǒng)的應(yīng)用也比較的廣泛，在鐵路干線的應(yīng)用中正在運行的就有2000多個場站，城市軌道交通方面有我國的重慶輕軌項目。與CBI一樣，我國的CSM項目也是在城市軌道交通信號控制中有設(shè)立60多個場站，在鐵路軌道的運行中投入使用了300多個場站。通過這些實例可以看出，我國目前的城市軌道交通信號控制系統(tǒng)的自主研發(fā)技術(shù)比較成熟，并且安全可靠。

結(jié)語

城市軌道交通信號控制系統(tǒng)是一個專業(yè)化程度較高的系統(tǒng)，目前的技術(shù)方面發(fā)展的比較迅速。列車的控制在整個城市軌道交通信號控制中占著重要的地位，擔負著整個城市的城市軌道交通網(wǎng)的安全問題，所以必須高效、高質(zhì)量地完成它所負責的工作，并且對于這些系統(tǒng)的研究還要繼續(xù)，這樣才能不斷地的提高它們的工作能力。

參考文獻

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