國(guó)內(nèi)外行車(chē)自動(dòng)化系統(tǒng)研究

摘 要：如今自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)，機(jī)車(chē)技術(shù)中也使用了大量的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。機(jī)車(chē)可以牽引和推送鐵路車(chē)輛向前運(yùn)行，在軌道交通中也被廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)車(chē)；自動(dòng)化；控制系統(tǒng)

隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，我國(guó)機(jī)車(chē)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)也在進(jìn)行著不斷的提高和改革。與此同時(shí)，在我國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)事業(yè)的高速發(fā)展中，急需高新、高度自動(dòng)化的鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)給我國(guó)鐵路帶來(lái)新鮮的血液與活力。為了更加精確地對(duì)我國(guó)機(jī)車(chē)自動(dòng)化系統(tǒng)做出分析，提出現(xiàn)階段仍存在的問(wèn)題及解決方法，綜合國(guó)內(nèi)目前的行車(chē)自動(dòng)化技術(shù)，做出了以下研究。

一、國(guó)內(nèi)外鐵路行車(chē)自動(dòng)化發(fā)展概況

（一）歐美國(guó)家鐵路行車(chē)自動(dòng)化發(fā)展概況

早在60年代的美國(guó)，就開(kāi)始運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)中的自動(dòng)化控制系統(tǒng)了。1983年美國(guó)和加拿大更是共同開(kāi)發(fā)了當(dāng)時(shí)最為先進(jìn)的列車(chē)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了列車(chē)的初步自動(dòng)化。從那之后，調(diào)度員可以通過(guò)圖形界面快速清晰地分析列車(chē)運(yùn)行的情況了，在一定程度上減少了列車(chē)員的工作量。而西歐國(guó)家，由于受到了美國(guó)這一新思路的影響，也開(kāi)始對(duì)各種列車(chē)運(yùn)用了自動(dòng)化控制系統(tǒng)。通過(guò)行車(chē)的自動(dòng)化，他們可以通過(guò)數(shù)據(jù)和圖像來(lái)方便快捷的管理列車(chē)的正常運(yùn)行。這也在一定程度上促進(jìn)了鐵路的發(fā)展。

（二）日本鐵路行車(chē)自動(dòng)化發(fā)展概況

由于明治維新將外國(guó)的先進(jìn)技術(shù)帶到日本，日本也深受美國(guó)的影響，它的鐵路事業(yè)也發(fā)展的很好，并且在世界上一直都以高速、低成本著稱(chēng)。早在1972年3月，日本就在岡山線(xiàn)開(kāi)通了第一期的行車(chē)自動(dòng)化系統(tǒng)。并且于1975年、1982年分別在博多線(xiàn)、東北和上越新干線(xiàn)開(kāi)發(fā)了自動(dòng)化控制系統(tǒng)。每一期的開(kāi)發(fā)都伴隨著更加完善的自動(dòng)化功能系統(tǒng)，職業(yè)促進(jìn)了日本鐵路業(yè)的振興。

（三）國(guó)內(nèi)鐵路行車(chē)自動(dòng)化發(fā)展的概況

由于我國(guó)清朝長(zhǎng)期閉關(guān)鎖國(guó)的原因，我國(guó)的鐵路行車(chē)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展時(shí)間較晚，從二十世紀(jì)六十年代才開(kāi)始進(jìn)行。我國(guó)的行車(chē)指揮自動(dòng)行車(chē)主要針對(duì)調(diào)度集中和調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助行車(chē)調(diào)度系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸指揮管理系統(tǒng)進(jìn)行了研究。如今我國(guó)的行車(chē)自動(dòng)化系統(tǒng)也逐漸步入成熟了。

二、機(jī)車(chē)自動(dòng)化控制模式的劃分

（一）有觸點(diǎn)模擬控制模式

傳統(tǒng)的電力機(jī)車(chē)常使用有觸點(diǎn)自動(dòng)化的控制模式從而對(duì)機(jī)車(chē)進(jìn)行控制。它的使用也必須依賴(lài)于各種繼電器和接觸器，從而實(shí)現(xiàn)得電動(dòng)作，失電釋放。從而對(duì)機(jī)車(chē)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的控制和保護(hù)。它的存在不僅在一定情況下簡(jiǎn)化了乘務(wù)員所必須完成的任務(wù)，又進(jìn)一步保證了所有人的生命健康安全，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)車(chē)的自動(dòng)化。

（二）無(wú)觸點(diǎn)數(shù)字控制模式

無(wú)觸點(diǎn)的數(shù)字控制模式主要使用了可編程的控制器件。它取代了以前老式的繼電器，保證了與機(jī)車(chē)的網(wǎng)絡(luò)通訊。而我國(guó)對(duì)于這一模式的研究還不夠成熟，現(xiàn)在仍舊多采用美國(guó)TRISCEND公司的內(nèi)嵌單片陣列芯片。它主要是通過(guò)軟件的使用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)自動(dòng)化的控制，并進(jìn)一步的提高機(jī)車(chē)的自動(dòng)化，提升系統(tǒng)的可行性，保證了機(jī)車(chē)的正常運(yùn)行。

（三）單機(jī)控制模式

所謂單機(jī)控制模式，是指通過(guò)一到兩臺(tái)機(jī)車(chē)來(lái)牽引一列拖車(chē)，主要采用了動(dòng)力集中的方法。單機(jī)控制模式能在一定程度上節(jié)約人力和成本，因?yàn)樗梢猿浞职l(fā)揮動(dòng)力資源，避免人力輪班。然而由于鐵路的不斷發(fā)展，以及系統(tǒng)的更新，單機(jī)控制模式的使用也暴露出了它顯而易見(jiàn)的缺點(diǎn)。它的指揮作用仍舊存在很大的局限性，無(wú)法很好的實(shí)現(xiàn)高速、高效率的行車(chē)指揮調(diào)度，沒(méi)有很好地實(shí)現(xiàn)資源共享，從而產(chǎn)生了較大的運(yùn)營(yíng)成本。

（四）網(wǎng)絡(luò)控制模式

在新的時(shí)代里，互聯(lián)網(wǎng)的使用無(wú)處不在，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展讓我們的生活變得更加方便快捷。因此，鐵路的自動(dòng)化運(yùn)輸系統(tǒng)，也必須朝向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行發(fā)展。如今，歐美的機(jī)車(chē)車(chē)輛行業(yè)已經(jīng)大量的使用了控制網(wǎng)絡(luò)，它的使用也提高了對(duì)列車(chē)整體的控制，現(xiàn)在已經(jīng)十分成熟了。然而中國(guó)現(xiàn)有的技術(shù)還不夠完備。我們必須在現(xiàn)有的設(shè)備以及基礎(chǔ)上，逐漸引入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)的遠(yuǎn)程調(diào)控，慢慢跟上世界的步伐。

三、對(duì)于行車(chē)自動(dòng)化系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的展望

（一）有觸點(diǎn)控制向無(wú)觸點(diǎn)控制的過(guò)渡

雖然有觸點(diǎn)控制也在一定程度上實(shí)現(xiàn)了行車(chē)的自動(dòng)化，但它也同時(shí)存在著很多的缺點(diǎn)。如開(kāi)關(guān)損耗大、容易冒火花、感性關(guān)斷電尖峰大等，容易造成器件的擊穿從而對(duì)整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)造成損害。而無(wú)觸點(diǎn)軟開(kāi)關(guān)使用可控硅控制的，效率更高，相應(yīng)的速度也更快。因此，讓有觸點(diǎn)控制技術(shù)向無(wú)觸點(diǎn)控制技術(shù)進(jìn)行過(guò)渡，也是十分有必要的。

（二）單機(jī)控制向網(wǎng)絡(luò)控制的轉(zhuǎn)變

由于客運(yùn)量的加大，乘客的需求增大，機(jī)車(chē)已經(jīng)有了更加快速，便捷的要求，而單機(jī)控制已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人們需求了，急需從單機(jī)控制向網(wǎng)絡(luò)控制的轉(zhuǎn)變。如今，網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)已經(jīng)逐步趨于成熟了，機(jī)車(chē)調(diào)速也可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制了，隨著動(dòng)車(chē)組技術(shù)的提高和改良，更應(yīng)該大力使用網(wǎng)絡(luò)控制模式的自動(dòng)化系統(tǒng)。

（三）機(jī)車(chē)運(yùn)輸系統(tǒng)機(jī)車(chē)控制模式的展望

目前機(jī)車(chē)運(yùn)輸控制系統(tǒng)雖然已經(jīng)受到了很多的改良，但仍舊主要局限于單機(jī)控制，仍然存在著很多問(wèn)題。想要解決這些，就必須擴(kuò)大機(jī)車(chē)速度控制的范圍，進(jìn)一步完備機(jī)車(chē)自動(dòng)化系統(tǒng)。我們必須要綜合現(xiàn)在的高新技術(shù)，建立一個(gè)更加完美的控制模式。

四、結(jié)論

隨著中國(guó)行車(chē)自動(dòng)化技術(shù)的逐漸完備，我國(guó)目前已經(jīng)有了一套較為完備的自行車(chē)自動(dòng)化系統(tǒng)了。但由于我國(guó)鐵路事業(yè)的發(fā)展較晚，我國(guó)與其他國(guó)家仍然存在著較大差距。本文主要從國(guó)內(nèi)外行車(chē)自動(dòng)化系統(tǒng)概況、機(jī)車(chē)自動(dòng)化控制模式以及對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)未來(lái)的展望進(jìn)行討論，讓我們更加清楚我國(guó)現(xiàn)在自動(dòng)化系統(tǒng)仍然存在的問(wèn)題?，F(xiàn)階段我國(guó)的自動(dòng)化技術(shù)仍舊需要不斷的改進(jìn)與更新。

參考文獻(xiàn)：

[1].趙順玲.行車(chē)在動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)異構(gòu)數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性研究[J].西南交通大學(xué).2004（3）.

[2].關(guān)振東.鐵路分局行車(chē)調(diào)度指揮輔助決策系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和實(shí)施研究[J].北方交通大學(xué)，北京交通大學(xué).2014（4）.

[3].范昆.焦?fàn)t機(jī)車(chē)自動(dòng)定位及無(wú)人駕駛系統(tǒng)淺析[J].自動(dòng)化博覽.2005（4）.

[4].王學(xué)明.機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)自動(dòng)化模式的研究[J].吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院.2010（10）.

作者簡(jiǎn)介：

高宏運(yùn)，男，漢，198003沈陽(yáng)中國(guó)鐵路沈陽(yáng)局集團(tuán)有限公司科學(xué)技術(shù)研究所，高級(jí)工程師，機(jī)電一體化.