城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)研究

熊偉

摘 要：信號(hào)控制系統(tǒng)作為城市軌道交通運(yùn)輸過程中，保證運(yùn)輸?shù)陌踩c高效的重要系統(tǒng)設(shè)備，對(duì)于整個(gè)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(hào)控制系統(tǒng)的運(yùn)營的能力，成為有關(guān)學(xué)者的重要研究話題，通過對(duì)其的研究，來提高城市軌道的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的雙重效益。

關(guān)鍵詞：城市軌道；交通信號(hào)；控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

目前，計(jì)算機(jī)正在飛速的發(fā)展過程中，所以計(jì)算機(jī)在鐵路運(yùn)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(hào)控制也是利用計(jì)算機(jī)來開發(fā)系統(tǒng)，科學(xué)有效地進(jìn)行城市軌道運(yùn)輸?shù)墓芾怼?/p>

1.城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用狀況

首個(gè)開始使用基于通信技術(shù)的列車自動(dòng)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(gè)，開始于20世紀(jì)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(yùn)營就取得良好的效果，這種系統(tǒng)能夠?qū)B續(xù)的列車進(jìn)行控制，能夠高精度定位，通過“目標(biāo)距離”的確定，縮短列車間隔距離，并且它的電路是可以獨(dú)立于軌道的，能夠安全地進(jìn)行信號(hào)控制的工作，這個(gè)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(jì)開始，各個(gè)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(diǎn)，這種設(shè)備是一種自動(dòng)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(jìn)行列車的自動(dòng)控制。所以在20世紀(jì)以后，無論是國外還是國內(nèi)，都是比較認(rèn)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(yùn)用到了CBTC。由于CBTC相比于傳統(tǒng)的基于軌道電路的信號(hào)控制系統(tǒng)具有多方面的優(yōu)點(diǎn)，所以國內(nèi)外對(duì)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(hào)控制系統(tǒng)在鐵路信號(hào)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(yùn)行自動(dòng)控制（ATC）系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)在工作運(yùn)行時(shí)又分為了三個(gè)部分，一是自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）；二是自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）；三是自動(dòng)運(yùn)營系統(tǒng)（ATO）。通過這3個(gè)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(hào)控制系統(tǒng)選型

城市軌道交通信號(hào)控制的選擇也是有一般的原則的，在級(jí)逆行選擇時(shí)，不僅要考慮該系統(tǒng)的安全可靠性，還要保證這個(gè)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)，滿足這個(gè)城市的發(fā)展情況，具有適用性。我國再進(jìn)行城市軌道控制系統(tǒng)的選擇時(shí)，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(jì)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(huì)出現(xiàn)一些問題，這就導(dǎo)致了維修人員的工作量增大，費(fèi)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(jí)就能夠滿足工作需求。

2.1新建線路信號(hào)系統(tǒng)制式選擇

城市軌道交通信號(hào)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(hào)系統(tǒng)制式選擇方面，就需要遵從三個(gè)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(hào)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(gè)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(gè)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(diǎn)原則都是經(jīng)過實(shí)際的分析得出來的，具有較高的實(shí)用性，新建路線在進(jìn)行信號(hào)控制系統(tǒng)的選擇時(shí)，可以依據(jù)此原則進(jìn)行選擇。

2.2舊線改造信號(hào)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(jìn)行早期路線的信號(hào)控制的改造時(shí)，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(huì)減少很多的困難，是非常適合舊路線信號(hào)改造的。

3.實(shí)際應(yīng)用

通過查閱資料和文獻(xiàn)以及實(shí)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(jìn)發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)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(jìn)國外的系統(tǒng)會(huì)增加建設(shè)成本和系統(tǒng)的維護(hù)成本，這樣成本就會(huì)太高。并且引進(jìn)的部分系統(tǒng)實(shí)際上是國外并不成熟的系統(tǒng)，這就導(dǎo)致了外信號(hào)試驗(yàn)中會(huì)有問題出現(xiàn)，這是極大的不利于我國城市軌道交通信號(hào)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(hào)這個(gè)系統(tǒng)上也會(huì)出現(xiàn)各類問題，導(dǎo)致引進(jìn)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(gè)較好的信號(hào)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(hào)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(hào)控制的必選之路，同時(shí)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(yùn)營的大多數(shù)城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)，都是從國引進(jìn)回來的，這樣就會(huì)存在維護(hù)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(huì)節(jié)約維護(hù)和購買的資金。所以我國一直都有進(jìn)行這方面的研究，在2004年的時(shí)候，北京交通大學(xué)以及北京地鐵運(yùn)營公司以及其他的幾個(gè)公司一起申請(qǐng)”基于通信的城市CBTC系統(tǒng)研究”的科研項(xiàng)目，并且這次研究對(duì)于我國的國產(chǎn)化ATO、ATC系統(tǒng)的發(fā)展具有促進(jìn)的作用。這個(gè)系統(tǒng)先后還在大量進(jìn)行了試驗(yàn)，在2011年底正式的進(jìn)行CBTC全功能系統(tǒng)的推出，使得我國的城市軌道交通信號(hào)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(hào)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(hào)控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的就是CBI，這個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)在我國的鐵路運(yùn)行中投入運(yùn)行了1500多個(gè)場(chǎng)站，在我國的城市軌道交通中也是設(shè)立了60多個(gè)場(chǎng)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(yùn)行的就有2000多個(gè)場(chǎng)站，城市軌道交通方面有我國的重慶輕軌項(xiàng)目。與CBI一樣，我國的CSM項(xiàng)目也是在城市軌道交通信號(hào)控制中有設(shè)立60多個(gè)場(chǎng)站，在鐵路軌道的運(yùn)行中投入使用了300多個(gè)場(chǎng)站。通過這些實(shí)例可以看出，我國目前的城市軌道交通信號(hào)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(hào)控制系統(tǒng)是一個(gè)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(gè)城市軌道交通信號(hào)控制中占著重要的地位，擔(dān)負(fù)著整個(gè)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(fù)責(zé)的工作，并且對(duì)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。

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