城市軌道交通信號(hào)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

高 文

（南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司，南京 210012）

近年來，我國(guó)城市軌道交通事業(yè)發(fā)展迅速，表現(xiàn)出了建造類型多元化、建設(shè)勢(shì)頭猛、建設(shè)城市數(shù)量多等特征。由于城市軌道交通具有不間斷運(yùn)營(yíng)、高密度、高速度的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展趨勢(shì)不斷向網(wǎng)絡(luò)化、智能化和自動(dòng)化方向發(fā)展，這就對(duì)交通信號(hào)系統(tǒng)提出了新的壓力和挑戰(zhàn)。信號(hào)系統(tǒng)控制不僅是城市軌道交通的重要構(gòu)成，還是確保系統(tǒng)正常安全運(yùn)行的核心基礎(chǔ)。尤其是目前自動(dòng)控制系統(tǒng)在城市軌道交通信號(hào)中占據(jù)主導(dǎo)，極大提升了通過能力、行車安全、交通節(jié)能。只有選擇好恰當(dāng)?shù)淖詣?dòng)控制信號(hào)系統(tǒng)，避免系統(tǒng)過于繁雜，進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化管理，才會(huì)促進(jìn)城市軌道交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 城市軌道交通信號(hào)

1.1 城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)

在大城市現(xiàn)代交通中，由于線路眾多并存在交錯(cuò)等情況，為此軌道交通信號(hào)的作用極為重要。作為交通信號(hào)和控制系統(tǒng)的集合體，城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)能夠完成必須的維護(hù)管理、設(shè)備工況監(jiān)測(cè)、調(diào)度指揮、列車間隔、控制列車進(jìn)路等任務(wù)。一般而言，該系統(tǒng)由自動(dòng)控制系統(tǒng)和信號(hào)控制系統(tǒng)組成，能夠確保列車運(yùn)行安全，同時(shí)高效有序進(jìn)行。

1.2 城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的具體功能

城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)必須具備基本的控制功能，尤其是在在特殊情況下能夠?qū)崿F(xiàn)控制。其實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)為多個(gè)板塊工作及聯(lián)合應(yīng)用。其次，信號(hào)系統(tǒng)具備監(jiān)控功能，在線列車的運(yùn)行過程中，會(huì)按照規(guī)定的運(yùn)行圖運(yùn)行，此時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)發(fā)揮保護(hù)和控制作用，調(diào)度員僅需選擇好當(dāng)日時(shí)刻表，列車進(jìn)路命令會(huì)自動(dòng)下達(dá)。最后，城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)無需人員過多干預(yù)，可以在所設(shè)定默認(rèn)的程序進(jìn)行工作，保證列車高度自動(dòng)化的有序運(yùn)行。

2 對(duì)目前軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)存在問題的分析

首先，由于國(guó)內(nèi)軌道交通起步較晚，缺少高端專業(yè)人才，系統(tǒng)的設(shè)備多以進(jìn)口為主，自主研發(fā)技術(shù)尚未成熟，使得維護(hù)成本增高。其次，信號(hào)系統(tǒng)容易受到磁力、雷電天氣、電磁波的干擾，致使信號(hào)強(qiáng)度減弱或者信號(hào)中斷的現(xiàn)象出現(xiàn)，最終造成系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。最后，傳輸信號(hào)的速率問題不容忽視，然而部分信號(hào)傳輸依然會(huì)出現(xiàn)延遲現(xiàn)象，使得控制軌道和控制列車受到延誤，無法確保軌道交通秩序井然的運(yùn)行。此外，軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)錯(cuò)報(bào)和誤判的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)信號(hào)的正確傳輸和運(yùn)行。

3 城市軌道交通信號(hào)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)代城市交通自動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括三部分，即列車運(yùn)行綜合化、列車運(yùn)行的控制系統(tǒng)和列車指揮系統(tǒng)，其子系統(tǒng)為列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）、列車自動(dòng)運(yùn)行系（ATO）、列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）。

3.1 ATO 子系統(tǒng)的列控方式

ATO 系統(tǒng)包括軌道電路的信號(hào)系統(tǒng)以及通信的信號(hào)系統(tǒng)。采用了分級(jí)速度信號(hào)系統(tǒng)和目標(biāo)距離信號(hào)控制系統(tǒng)兩種方式。一般來說，分級(jí)速度信號(hào)系統(tǒng)的應(yīng)用要規(guī)定好信號(hào)系統(tǒng)的電路，采用階梯式的速度曲線，進(jìn)行速度信息的傳遞。同時(shí)為了保證列車追蹤運(yùn)行的安全性，ATO 系統(tǒng)不斷發(fā)送距離信息以及速度曲線，縮短列車之問的運(yùn)行，并在列車規(guī)定的運(yùn)行權(quán)限之內(nèi)進(jìn)行控制。

3.2 ATP 子系統(tǒng)控制方式研究

列車運(yùn)行的過程中，分級(jí)控制系統(tǒng)的呈現(xiàn)方式為速度曲線形式，地面設(shè)備傳遞速度信息以及口和出口的速度，同時(shí)需要控制列車的速度，發(fā)揮分級(jí)速度信號(hào)控制系統(tǒng)的效能。此外閉塞分區(qū)根據(jù)信號(hào)設(shè)備、線路數(shù)據(jù)以及行車的速度的變化，做好出口速度的控制，通過閉塞區(qū)再增加一個(gè)閉塞區(qū)提高安全性能。最后，目標(biāo)距離信號(hào)控制系統(tǒng)根據(jù)列車傳輸前進(jìn)的數(shù)據(jù)信息，需要根據(jù)線路數(shù)據(jù)信息，合理規(guī)劃行車速度，證列車運(yùn)行的安全性。

3.3 ATS 子系統(tǒng)控制方式

ATS 子系統(tǒng)主要包括自治分散型、集中控制型和集中監(jiān)視分散控制型。其中自治分散型作為衍生控制系統(tǒng)，可以進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)督和管理，軟件的功能比較齊全，能夠直接對(duì)列車進(jìn)行控制。而集中控制型的特點(diǎn)為過于集中，需要較高的通信功能，能夠控制全部列車，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與安全有關(guān)的信息，涉及控制設(shè)備比較少。此外，集中監(jiān)視分系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于可以散控制型不直接參與列車的控制，但是基于調(diào)度計(jì)劃，可以達(dá)成對(duì)列車運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)督，減少了控制中心的任務(wù)量。即使中心出現(xiàn)故障的時(shí)候，也不會(huì)影響列車的正常運(yùn)行。

總之，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的深入推進(jìn)，作為一種便捷的交通工具，城市軌道交通正發(fā)揮著其不可替代的作用和優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，軌道交通與信號(hào)控制系統(tǒng)息息相關(guān)，只有應(yīng)用合理的自動(dòng)信號(hào)控制系統(tǒng)，才會(huì)實(shí)現(xiàn)交通高效有序運(yùn)行、保障人們出行安全、預(yù)防發(fā)生事故、緩解交通壓力的目標(biāo)。為此要加大對(duì)信號(hào)控制系統(tǒng)技術(shù)的創(chuàng)新和研發(fā)，最終促進(jìn)城市軌道交通事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。