城市軌道交通信號自動控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

高 文

（南京地鐵運營有限責任公司，南京 210012）

近年來，我國城市軌道交通事業(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營、高密度、高速度的優(yōu)勢，發(fā)展趨勢不斷向網(wǎng)絡(luò)化、智能化和自動化方向發(fā)展，這就對交通信號系統(tǒng)提出了新的壓力和挑戰(zhàn)。信號系統(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)正常安全運行的核心基礎(chǔ)。尤其是目前自動控制系統(tǒng)在城市軌道交通信號中占據(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?shù)淖詣涌刂菩盘栂到y(tǒng)，避免系統(tǒng)過于繁雜，進一步標準化管理，才會促進城市軌道交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 城市軌道交通信號

1.1 城市軌道交通信號系統(tǒng)

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

1.2 城市軌道交通信號系統(tǒng)的具體功能

城市軌道交通信號系統(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。其實現(xiàn)的基礎(chǔ)為多個板塊工作及聯(lián)合應(yīng)用。其次，信號系統(tǒng)具備監(jiān)控功能，在線列車的運行過程中，會按照規(guī)定的運行圖運行，此時監(jiān)控系統(tǒng)會發(fā)揮保護和控制作用，調(diào)度員僅需選擇好當日時刻表，列車進路命令會自動下達。最后，城市軌道交通信號系統(tǒng)無需人員過多干預(yù)，可以在所設(shè)定默認的程序進行工作，保證列車高度自動化的有序運行。

2 對目前軌道交通信號控制系統(tǒng)存在問題的分析

首先，由于國內(nèi)軌道交通起步較晚，缺少高端專業(yè)人才，系統(tǒng)的設(shè)備多以進口為主，自主研發(fā)技術(shù)尚未成熟，使得維護成本增高。其次，信號系統(tǒng)容易受到磁力、雷電天氣、電磁波的干擾，致使信號強度減弱或者信號中斷的現(xiàn)象出現(xiàn)，最終造成系統(tǒng)無法正常運行。最后，傳輸信號的速率問題不容忽視，然而部分信號傳輸依然會出現(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行。此外，軌道交通信號控制系統(tǒng)錯報和誤判的現(xiàn)象時有發(fā)生，還需要進一步加強信號的正確傳輸和運行。

3 城市軌道交通信號自動控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)代城市交通自動控制系統(tǒng)主要包括三部分，即列車運行綜合化、列車運行的控制系統(tǒng)和列車指揮系統(tǒng)，其子系統(tǒng)為列車自動防護系統(tǒng)（ATP）、列車自動運行系（ATO）、列車自動監(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系統(tǒng)以及通信的信號系統(tǒng)。采用了分級速度信號系統(tǒng)和目標距離信號控制系統(tǒng)兩種方式。一般來說，分級速度信號系統(tǒng)的應(yīng)用要規(guī)定好信號系統(tǒng)的電路，采用階梯式的速度曲線，進行速度信息的傳遞。同時為了保證列車追蹤運行的安全性，ATO 系統(tǒng)不斷發(fā)送距離信息以及速度曲線，縮短列車之問的運行，并在列車規(guī)定的運行權(quán)限之內(nèi)進行控制。

3.2 ATP 子系統(tǒng)控制方式研究

列車運行的過程中，分級控制系統(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，同時需要控制列車的速度，發(fā)揮分級速度信號控制系統(tǒng)的效能。此外閉塞分區(qū)根據(jù)信號設(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)再增加一個閉塞區(qū)提高安全性能。最后，目標距離信號控制系統(tǒng)根據(jù)列車傳輸前進的數(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)，可以進行自動化監(jiān)督和管理，軟件的功能比較齊全，能夠直接對列車進行控制。而集中控制型的特點為過于集中，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)度計劃，可以達成對列車運行情況的實時監(jiān)督，減少了控制中心的任務(wù)量。即使中心出現(xiàn)故障的時候，也不會影響列車的正常運行。

總之，隨著我國城市化進程的深入推進，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。與此同時，軌道交通與信號控制系統(tǒng)息息相關(guān)，只有應(yīng)用合理的自動信號控制系統(tǒng)，才會實現(xiàn)交通高效有序運行、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。為此要加大對信號控制系統(tǒng)技術(shù)的創(chuàng)新和研發(fā)，最終促進城市軌道交通事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。