自動控制系統(tǒng)在城市軌道交通中的應用

摘要：隨著我國經(jīng)濟發(fā)展速度的加快，我國城市人口數(shù)量呈現(xiàn)出不斷增長的趨勢，城市軌道交通的規(guī)模的擴大能夠緩解城市人口數(shù)量增多的壓力。現(xiàn)階段，隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，自動控制系統(tǒng)在城市軌道交通中的應用越來越廣泛，從而大大提高了我國城市軌道交通建設的水平。自動控制系統(tǒng)運用的過程中設計人員必須結合城市軌道交通的實際情況對交通線路進行合理的規(guī)劃與調(diào)整，從而降低城市交通的整體壓力。

關鍵詞：自動控制系統(tǒng); 城市軌道交通; 應用

一、自動控制系統(tǒng)的定義

自動控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對列車停靠與運行的控制，保證列車更加平穩(wěn)的運行，提高列車運行的安全性。技術人員可以根據(jù)列車運行的實際情況對列車運行的各項參數(shù)進行調(diào)整與操控，做好列車運行參數(shù)的實時監(jiān)督與控制。列車運行受到的影響因素有很多，當外界因素干擾到列車的運行時，自動控制系統(tǒng)能夠?qū)α熊囘M行合理的分析，確保列車能夠恢復正常運行狀態(tài)。

自動控制系統(tǒng)的構成比較簡單，其中主要的部分是控制器和被控制對象。為了保證自動控制系統(tǒng)發(fā)揮其安裝的作用，技術人員必須對其內(nèi)部的結構進行合理的設計。根據(jù)列車運行的實際情況合理配置執(zhí)行部件以及測量元件，如果技術人員沒有掌握零部件安裝的規(guī)則就會導致自動控制系統(tǒng)的安裝受到很大的阻礙。

就目前市場的實際情況分析，自動控制系統(tǒng)的種類有很多，根據(jù)自動控制系統(tǒng)的整體特征可以將其分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)主要是指在實際運行的過程中使用自動控制系統(tǒng)對列車的運行進行控制，并且列車的運行只會受到系統(tǒng)輸入的影響，開環(huán)控制系統(tǒng)在使用的過程中對于外界干擾的抵抗能力比較差，不能保證列車運行的精確性。開環(huán)控制系統(tǒng)實際使用時會導致溜車位置出現(xiàn)一定的偏差，從而導致列車運行安全無法得到保障。開環(huán)控制系統(tǒng)通過對時間順序的調(diào)整實現(xiàn)對列車邏輯的控制，一般情況下人們稱開環(huán)控制系統(tǒng)為順序控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)具有反饋的功能，也是人們常說的反饋控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在使用的過程中能夠?qū)⒘熊囘\行的產(chǎn)生的各項參數(shù)反饋到終端設備，方便技術人員對其進行分析。一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的偏差，技術人員可以對其進行調(diào)整，不斷提高系統(tǒng)控制的精準性。

二、自動控制系統(tǒng)閉塞制式分析

1.固定閉塞式

固定閉塞式控制器的工作原理比較簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)對列車輸出的各種信息的模擬，從而對無絕緣軌道線路進行充分的分析，保證列車行駛的閉塞分區(qū)和分區(qū)長度得到更加精確的測量。固定閉塞式控制系統(tǒng)在使用時可以將軌道的閉塞分區(qū)作為列車間的最小間距，并采用階梯式的控制方式實現(xiàn)對列車的控制。固定閉塞式控制系統(tǒng)在實際使用的過程中其抗干擾的能力比較差，對于外界多種不同因素的干擾，該控制系統(tǒng)不能進行抵御，從而導致列車的運行的安全性無法得到保障。固定閉塞式控制系統(tǒng)采用的是數(shù)字信號電路傳輸?shù)姆绞剑瑥亩ＷC信息得到及時的傳遞，技術人員通過數(shù)據(jù)終端對數(shù)據(jù)進行收集與分析，及時掌握列車運行的實際情況。固定閉塞式控制系統(tǒng)承載信息的能力有限，在實際使用的過程中其控制效果存在一定的不足之處。固定閉塞式控制系統(tǒng)是由多種不同硬件設施構成的，技術人員必須加強對硬件設施選擇與安裝的重視。很多硬件設施的功率比較大，在運行時需要消耗大量的能量，這在很大程度上提高了固定閉塞式控制系統(tǒng)的運行成本。但是，固定閉塞式控制系統(tǒng)在我國使用的時間比較長，其技術的成熟程度比較高。在城市軌道交通建設的過程中使用固定閉塞式控制系統(tǒng)的整體成本比較低。

2.準移動閉塞式

準移動閉塞式控制系統(tǒng)主要是通過數(shù)字式的電路列車控制系統(tǒng)實現(xiàn)對城市軌道的控制。通過數(shù)據(jù)傳輸終端可以將城市軌道運行的相關數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)字信息系統(tǒng)中，技術人員針對系統(tǒng)運行的實際情況對數(shù)據(jù)進行分析，從而保證列車的運行得到控制。采用數(shù)字化信息處理技術能夠保證各種信息得到更加全面的控制，提高數(shù)據(jù)信息處理的精確度。準移動式控制系統(tǒng)在實際使用的過程中其抗干擾的能力比較強，能夠抵抗外界多種不同的干擾因素。同時，準移動閉塞式控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸量比較大，能夠?qū)崿F(xiàn)對列車移動速度的實時監(jiān)控與調(diào)整，保證城市軌道交通運行的整體效率有所提升。準移動閉塞式控制系統(tǒng)是由多種不同的硬件設施以及軟件構成的，這就在很大程度上增加了系統(tǒng)維護與保養(yǎng)的難度，后期的維護成本也比較高。

三、自動控制系統(tǒng)在城市軌道交通中的應用

自動控制系統(tǒng)的構成比較簡單，主要是由列車自動監(jiān)控系統(tǒng)和列車自動保護系統(tǒng)構成，系統(tǒng)構成不同其負責的工作存在一定的差異。

第一、列車自動控制系統(tǒng)（ATS）能夠?qū)崿F(xiàn)對列車日常運行的控制，實現(xiàn)對列車的全面監(jiān)督與控制，從而保證列車的運行安全。通過互聯(lián)網(wǎng)技術將監(jiān)控中心和車站進行有機結合，保證實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。同時，列車自動控制系統(tǒng)能夠保證列車和車站之間的信息獲得及時的交換，提高城市軌道監(jiān)控的效果。城市軌道自動監(jiān)控系統(tǒng)中，列車的實際運行速度必須得到合理的控制，避免列車運行時出現(xiàn)碰撞等問題，提高列車運行的安全性。自動控制系統(tǒng)能夠提高列車發(fā)車與運行的精確性，保證列車能夠在規(guī)定的時間內(nèi)到達目的地，提高列車停靠安全性。

第二、列車自動保護系統(tǒng)（簡稱ATP）能夠有效提高列車運行的穩(wěn)定性，對列車的時速進行合理的控制，提高列車運行的總體安全性，降低安全事故的發(fā)生概率。列車自動保護系統(tǒng)在實際使用的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對列車運行速度的實時監(jiān)督與控制，做好列車超速的保護工作。通過地面的終端系統(tǒng)列車能夠接收到列車運行的相關信息，技術人員會在列車的相應位置安裝與之匹配的控制器，從而避免出現(xiàn)列車過慢或者過快的問題，并對列車之間的距離進行合理的控制。與列車自動控制系統(tǒng)（ATS）一樣，列車自動保護系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對列車上信號的接收，一旦發(fā)現(xiàn)信號中存在問題，就會采取必要的措施進行解決，全面提高列車運行的安全性。

四、自動控制系統(tǒng)在軌道交通信號中的應用

科學技術的不斷進步，進一步提供了我國自動控制系統(tǒng)的使用效率，擴大了自動控制系統(tǒng)在城市軌道交通中的應用范圍。近年來，我國城市軌道交通的建設力度在逐步增大，交通線路的復雜程度在不斷的提高，這就很大程度上增加了城市交通運輸?shù)膲毫Α＼壍澜煌ㄐ盘杺鬏敼ぷ鲗τ诹熊囘\行的安全有重要的影響，必須根據(jù)列車運行的實際情況對城市軌道交通信號進行合理的調(diào)控，保證城市軌道交通運行的安全性有所提升。城市軌道交通信號能夠?qū)崿F(xiàn)對城市軌道交通的控制和調(diào)度，保證列車運行的平穩(wěn)性滿足實際的要求。通常情況下根據(jù)城市軌道交通的實際情況將自動控制系統(tǒng)和信號控制系統(tǒng)進行有機融合，能夠提高列車運行的總體穩(wěn)定性。

1.城市軌道交通信號系統(tǒng)應具備的功能

城市軌道交通的整體結構比較復雜，其中信號系統(tǒng)是必不可少的部分。信號系統(tǒng)在使用的過程中表現(xiàn)出良好的自我控制能力，能夠?qū)崿F(xiàn)對突發(fā)問題的控制。因此，技術人員必須加強對城市軌道交通信號系統(tǒng)應用的重視，根據(jù)城市軌道交通結構的整體特點，對車輛進行合理的調(diào)整與控制，保證系統(tǒng)的各個部分能夠協(xié)調(diào)運行。同時，我國城市交通軌道運行使用的過程中，必須根據(jù)車輛運行的實際情況對信號系統(tǒng)進行調(diào)整，從而發(fā)揮信號系統(tǒng)使用的作用。此外，列車運行的過程中工作人員必須做好列車的全面監(jiān)督與控制，及時傳達控制中心的消息，這也在很大程度上降低了工作人員的工作壓力，提高了城市軌道交通的運行效率。

2.城市軌道交通信號系統(tǒng)存在的問題以及解決策略

由于我國城市軌道交通是上世紀后期才出現(xiàn)的，大部分技術的應用水平比較低，城市交通軌道的發(fā)展水平比較低，這就導致我國交通軌道信號系統(tǒng)實際應用的問題仍然有很多。第一、我國缺少必要的軌道交通專業(yè)的人才，導致很多工作的開展無法順利進行。因此，相關單位必須加大人才引進的力度，提高技術人員的綜合素質(zhì)水平。第二、由于我國缺乏相應的管理團隊，所以導致我國的軌道交通自動控制系統(tǒng)的維護保養(yǎng)和管控工作存在一定的缺陷，這就會導致自動控制系統(tǒng)容易受到外界因素的影響，進而影響到列車的正常運行。因此，必須加強對城市軌道交通的維護與管理力度，保證系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運行。

五、結語

總而言之，自動控制系統(tǒng)對于我國城市軌道交通的發(fā)展具有重要的意義，技術人員必須加強對自動控制系統(tǒng)應用的重視。同時，結合當前自動控制系統(tǒng)使用的具體情況對該技術進行合理的優(yōu)化與創(chuàng)新。自動控制系統(tǒng)在很大程度上緩解了我國城市軌道交通的運行壓力，提高了城市軌道交通運輸?shù)陌踩裕畲笙薅冉档土税踩鹿拾l(fā)生的可能性。

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作者簡介：張志旺，男，1987年5月，漢族，山西 晉中 ， 本科，工程師，研究方向：軌道交通安全技術

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