淺析軌道車輛信號系統(tǒng)的應(yīng)用

張忠牮 陳鳳麗

摘 要：隨著現(xiàn)代化城市的不斷發(fā)展，城市交通壓力問題開始逐漸突顯出來，為了緩解這種緊張局勢，很多城市對軌道車輛信號系統(tǒng)進(jìn)行了深入性研究。本文根據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)，對軌道車輛信號系統(tǒng)的技術(shù)方案進(jìn)行總結(jié)，并從固定閉塞方式的應(yīng)用、準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式ATC系統(tǒng)的應(yīng)用、移動(dòng)閉塞方式的應(yīng)用三方面，論述了軌道車輛信號系統(tǒng)的具體應(yīng)用形式。

關(guān)鍵詞：軌道車輛；信號系統(tǒng)；移動(dòng)閉塞方式

在當(dāng)前城市軌道交通運(yùn)行模式之中，車輛信號系統(tǒng)作用十分明顯，由于不同城市的發(fā)展存在區(qū)別，軌道交通展示出不同特點(diǎn)。因此，在軌道車輛信號系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，應(yīng)該根據(jù)具體情況來配置設(shè)計(jì)方案。一個(gè)完善的交通信號控制可以降低安全事故的發(fā)生率，還能為城市的軌道建設(shè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，人們應(yīng)該對城市軌道車輛信號系統(tǒng)進(jìn)行完善，確保交通體系的暢通運(yùn)行。

1 城市軌道車輛信號系統(tǒng)主要技術(shù)方案

1.1 車輛間隔技術(shù)設(shè)計(jì)

城市軌道交通的車輛密度大，運(yùn)輸量較高，在工程設(shè)計(jì)上，主要以行車間隔縮短為主。在該種方式的作用下，可以進(jìn)一步提升服務(wù)質(zhì)量，降低旅客的候車時(shí)間以及工程總體投資數(shù)額。但在信號ATP系統(tǒng)的作用下，該項(xiàng)操作的實(shí)際效果并沒有很好的體現(xiàn)出來，如“車、地”通信速率、軌道區(qū)段長度等因素，在具體應(yīng)用過程中不能將行車距離無限縮短，而且最小行車間隔對整個(gè)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)影響較大。信號ATP系統(tǒng)的出現(xiàn)，主要是利用各種控制參數(shù)來確定行車間隔。站在實(shí)際工程角度來說，應(yīng)該以實(shí)際施工方案內(nèi)容內(nèi)容、線路、距離等綜合因素為主，建立起一個(gè)合理的投資計(jì)劃，最終滿足車輛信號系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。

1.2 ATP信息傳輸方式

軌道車輛安全運(yùn)行關(guān)鍵在于ATP系統(tǒng)的應(yīng)用，該系統(tǒng)主要由車載設(shè)備和軌旁設(shè)備兩部分組成，通過接受地面ATP設(shè)備傳來的信息，對列車行駛的間隔時(shí)間進(jìn)行控制。在ATP設(shè)備劃分上，主要包括兩種形式，第一種為“車、地”ATP信息傳輸方式，該種傳輸方式分為點(diǎn)式發(fā)碼和連續(xù)式發(fā)碼；第二種為解題式控制方式和模式曲線方式，主要以列車控制方式為參照點(diǎn)。伴隨著點(diǎn)式ATP技術(shù)的發(fā)展，城市軌道交通設(shè)計(jì)的應(yīng)用也會(huì)表現(xiàn)出一定的不足。截止到目前，最具代表性的技術(shù)是西門子公司研發(fā)的ZUB120技術(shù)，具體的參數(shù)指標(biāo)如下：傳輸模式為移頻鍵控（FSK），串行；傳輸速率：50k·-1；傳輸間距：130到210mm；電碼長度：可編程有用比特96位；車輛設(shè)備平均故障間隔時(shí)間：2×104h。

2 軌道車輛信號系統(tǒng)的具體應(yīng)用形式

2.1 固定閉塞方式的應(yīng)用

在固定閉塞方式應(yīng)用過程中，主要以多信息音頻軌道電路應(yīng)用為主，依靠固定方式，對線路情況、車輛特性等閉塞分區(qū)長度進(jìn)行確定，并將其當(dāng)做最小行車間隔數(shù)據(jù)，建立起安全有效的防護(hù)區(qū)。整體來看，該種應(yīng)用形式在信息量傳輸上較少，每一個(gè)閉塞分區(qū)只能進(jìn)行一個(gè)信息代碼傳輸，被當(dāng)作是該區(qū)段的最大速度碼。列車速度監(jiān)控一般采用的是閉塞分區(qū)出口檢查，當(dāng)列車的出口速度大于區(qū)段出口速度時(shí)，相關(guān)車載設(shè)備便會(huì)對整個(gè)車輛實(shí)施制動(dòng)操作，確保車輛的行駛安全。以地鐵為例，該種軌道類型為折返軌道，需要具備較長的尾軌，只有這樣，才能保持較高的折返能力。而在傳統(tǒng)ATP系統(tǒng)的作用下，車輛的精確控制能力并不高，讓運(yùn)輸能力受到了限制。固定閉塞分區(qū)的劃分，主要以車輛性能為主要影響因素，如果線路上存在不同性能的列車，為了確保安全，需要對各項(xiàng)條件進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)，避免后續(xù)運(yùn)行效率受到影響。[1]

2.2 準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式ATC系統(tǒng)的應(yīng)用

準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式ATC系統(tǒng)主要是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展而發(fā)展，尤其是單片機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)。目前，廣州地鐵一號線和二號線以及上海地鐵二號線等線路均采用該種系統(tǒng)。在準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式應(yīng)用上，主要以無絕緣軌道電路作為整個(gè)信息傳輸渠道，信息傳輸量較大，抗干擾能力較強(qiáng)。在音頻軌道電路發(fā)展上，系統(tǒng)會(huì)向車載設(shè)備提供速度、距離等信息，利用最合理的控制方式保持列車運(yùn)行的平穩(wěn)性，另外，列車在運(yùn)行過程中的最小安全距離比固定閉塞短很多，有利于區(qū)間通過能力的提升。在ATC系統(tǒng)的作用下，車輛仍然會(huì)以閉塞分區(qū)作為最小行車安全間隔，但該項(xiàng)距離可能會(huì)隨時(shí)調(diào)整。另外，在信號傳輸和處理上，主要以數(shù)字化操作為主，不但可以提升信息量，還能提升系統(tǒng)整體的抗干擾能力。在該種系統(tǒng)應(yīng)用下，軌道車輛之間便能傳遞連續(xù)的速度控制信息，避免安全保護(hù)距離對整個(gè)列車間隔產(chǎn)生影響，提升了運(yùn)行效率。

2.3 移動(dòng)閉塞方式的應(yīng)用

移動(dòng)閉塞方式在應(yīng)用過程中并不依靠軌道電路，而是以交叉感應(yīng)電纜以及電臺擴(kuò)頻等形式來實(shí)現(xiàn)車輛位置的有效檢測，促使地面設(shè)備可以獲取到重要的信息，并將運(yùn)行限制速度計(jì)算出來。因此，在確保安全情況下，移動(dòng)閉塞方式可以進(jìn)一步提升車輛通過的計(jì)算能力，并將最小安全間隔作為安全保護(hù)距離。除此之外，該種方式在后續(xù)計(jì)算過程中可以將車前與尾部之間的實(shí)際距離顯示出來，為相關(guān)控制工作的開展提供了有利條件。相對來說，目標(biāo)速度和目標(biāo)距離會(huì)隨著時(shí)間的調(diào)整而出現(xiàn)改變，但列車的可行車距離是連續(xù)的，不是跳躍的。在追蹤時(shí)間間隔和精度控制上，影響因素很多，如路線特征、車輛自身參數(shù)、停車時(shí)間等，為移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的靈活性提升奠定了基礎(chǔ)。移動(dòng)閉塞式ATC系統(tǒng)一經(jīng)投入使用，便取得了很好效果，相信隨著技術(shù)的發(fā)展，對地面交叉感應(yīng)方面的應(yīng)用還會(huì)得到進(jìn)一步突破。

3 總結(jié)

綜上所述，城市軌道交通的順利運(yùn)行，將會(huì)為城市發(fā)展帶來更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，尤其是在車輛信號系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，決定著整個(gè)交通系統(tǒng)的運(yùn)行情況。整體來看，軌道車輛信號系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類型多種多樣，各個(gè)城市應(yīng)該與自身發(fā)展特點(diǎn)相結(jié)合，對其進(jìn)行多元化分析，最終確立一個(gè)合理的軌道車輛信號系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉晨陽.城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)信號功能設(shè)計(jì)及實(shí)際應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（19）：92-93.