基于地鐵信號系統(tǒng)的自動控制技術(shù)分析和應(yīng)用

謝晶

摘要：本文主要分析了基于地鐵信號系統(tǒng)的功能，重點介紹了地鐵信號系統(tǒng)自動控制技術(shù)、地鐵信號系統(tǒng)自動控制功能以及控制系統(tǒng)在城市交通軌道的具體應(yīng)用。通過對基于地鐵信號系統(tǒng)的自動控制技術(shù)的介紹和應(yīng)用分析，有效的提升了城市軌道交通的運行效率，提高了經(jīng)濟效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：地鐵信號系統(tǒng);自動控制技術(shù);優(yōu)化

隨著社會的發(fā)展，地鐵成為了人們出行必不可少的交通工具，給人們的日常生活帶來便利，有效的提高了城市的通行能力，從而緩解了交通壓力。地鐵信號系統(tǒng)是列車自動控制系統(tǒng)，是列車的“眼睛”，能大大提高列車運行效率，發(fā)揮著保護列車安全的作用，使得對列車運行的控制更加便捷。

1.地鐵信號系統(tǒng)自動控制技術(shù)

在地鐵信號系統(tǒng)中，自動控制技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其具備靈活、便捷等優(yōu)勢，不僅可以確保地鐵安全、高效運行，而且還可以進一步推動我國地鐵行業(yè)的發(fā)展。通常情況下，地鐵信號系統(tǒng)自動控制主要由三部分組成，具體內(nèi)容如下：（1）列車自動駕駛系統(tǒng)。其可以實現(xiàn)對地鐵駕駛功能的動態(tài)調(diào)整，不僅可以實現(xiàn)在站點自動運行，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)在車站定點停車;（2）列車自動監(jiān)督系統(tǒng)。其可以保證列車按照時刻表進行運行，并結(jié)合實際情況對列車運行時間進行調(diào)整;（3）列車自動防護系統(tǒng)。其能夠?qū)崿F(xiàn)列車定位、列車追蹤以及保證停車位置的。

2.地鐵信號系統(tǒng)自動控制技術(shù)實現(xiàn)

在地鐵運行過程中，最好結(jié)合實際情況來對自動控制技術(shù)進行科學(xué)、合理的選擇，這樣不僅可以確保技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮，而且還可以提高地鐵信號系統(tǒng)運行效率。

2.1列車自動駕駛系統(tǒng)（ATO）

基于列車自動防護系統(tǒng)的基礎(chǔ)上之上，才可以更好的發(fā)揮列車ATO的基本優(yōu)勢，其實際上是根據(jù)列車自動監(jiān)督系統(tǒng)來發(fā)送命令，從而進行具體的操作。為了使站點間自動運行功能得到有效發(fā)揮，要確保地鐵列車能夠在規(guī)定區(qū)間內(nèi)進行行車，利用自動防護系統(tǒng)充分發(fā)揮站點精確停車的功能，通過軌旁的設(shè)備和車地通信設(shè)備來對其進行控制，保證地鐵開行質(zhì)量，能夠很好的控制速度曲線，進而確保乘客的舒適感和滿意度。

2.2列車自動監(jiān)督系統(tǒng)（ATS）

該系統(tǒng)設(shè)置于操作控制中心，并且在車站內(nèi)還需要按照要求設(shè)置本地ATS系統(tǒng)，以實現(xiàn)對區(qū)域的有效控制。ATS系統(tǒng)可以實現(xiàn)對地鐵全線內(nèi)列車運行狀態(tài)的實時、動態(tài)監(jiān)視和控制。通常情況下，本地和中央ATS系統(tǒng)結(jié)合在一起組成了局域網(wǎng)，并借助搭載光纖線路來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效傳輸。其中有兩個明顯優(yōu)勢：（1）在工作站上，操作員可以根據(jù)自身權(quán)限來對地鐵系統(tǒng)進行有效監(jiān)督和控制;（2）鑒于監(jiān)督特性，ATS系統(tǒng)中一些部分功能出現(xiàn)故障不會對地鐵列車運行產(chǎn)生影響。

2.3列車自動防護系統(tǒng)（ATP）

該系統(tǒng)可以根據(jù)故障導(dǎo)向安全原則來實現(xiàn)對列車占用狀態(tài)、運行速度、追蹤間隔和運行信號等指示進行有效控制，以確保其能夠安全、高效運行。整個ATP系統(tǒng)是由車載自動防護系統(tǒng)和軌旁自動防護系統(tǒng)兩部分組成，其不僅可以使列車的定位功能得到充分發(fā)揮，并實施提供列車運行信息，而且還可以對列車運行位置進行準(zhǔn)確預(yù)測，從而將安全位置信息向防護系統(tǒng)內(nèi)進行傳遞，保護列車的運行安全。為了保證列車追蹤共鳴，該系統(tǒng)需要根據(jù)道岔位置和列車位置報告信息，形成追蹤系統(tǒng)，并結(jié)合安全位置和非安全位置信息來對安全區(qū)間兩端的位置距離進行計算，以確保列車制動停車功能得到充分發(fā)揮。

3.控制系統(tǒng)在城市軌道的具體應(yīng)用

當(dāng)前列車自動控制系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于城市軌道交通中，市場上有各種不同型號及供應(yīng)商，功能上整體相同，實現(xiàn)細(xì)節(jié)上略有差異。

各類型系統(tǒng)都包含列車自動監(jiān)控系統(tǒng)、自動防護系統(tǒng)以及自動駕駛系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠保證列車的停車精度維持在0.5米之內(nèi)，對列車的速度進行全面監(jiān)督，防止列車越限運行，避免發(fā)生碰撞事故。當(dāng)列車在運行時，如果發(fā)生突發(fā)狀況，系統(tǒng)能夠進行緊急制動，使列車停下，防止事故的產(chǎn)生。此外，系統(tǒng)還能夠進行全自動化操作，降低人為操作失誤的發(fā)生，減少了車輛運行過程中的損耗，進一步優(yōu)化了列車運行效率，有效縮短了列車間隔，保證了不同列車運行情況和時刻表的吻合。不同之處在與對細(xì)節(jié)設(shè)備的處置，如室外道岔設(shè)備，西門子系統(tǒng)采用板件采集信息高度繼承，而泰雷茲、卡斯柯系統(tǒng)采用繼電器采集動作信息，完成功能的同時均具有較強的安全性、可靠性。

4.地鐵信號系統(tǒng)自動控制技術(shù)發(fā)展前景

對于地鐵信號系統(tǒng)而言，在其未來發(fā)展過程中，具有以下發(fā)現(xiàn)前景：（1）基于信息化時代背景下，單一線路ATS控制系統(tǒng)逐漸過渡到城市綜合軌道交通控制系統(tǒng)，因為后者具有比較高的集成化程度，可以對軌道交通網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)綜合監(jiān)控;（2）在列車出站時，現(xiàn)有ATO自動駕駛模式需要對司機發(fā)出發(fā)車命令，此時可以通過系統(tǒng)升級方式來滿足全程無人ATO駕駛需求，這樣不僅可以降低運營單位生產(chǎn)壓力，而且還可以提高其經(jīng)濟效益;（3）如今，各城市地鐵線路間均采用了聯(lián)絡(luò)線預(yù)留，且在軌道線路、車型等條件允許下，通過升級車載控制器，來確保各線路間的互聯(lián)互通，進而提高地鐵運行效率。

5.總結(jié)

簡而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，地鐵系統(tǒng)中單一路線自動化控制系統(tǒng)逐漸發(fā)展成為集成化控制系統(tǒng)，進而達到列車自動駕駛、列車自動監(jiān)督和列車自動防護的目的，充分發(fā)揮其功能，實現(xiàn)高度自動化，降低地鐵的維修成本，避免地鐵設(shè)備大范圍故障的發(fā)生，使軌道交通更加完善和智能，保障了地鐵運行的安全性和穩(wěn)定性。

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