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城市轨道交通信号系统能力分析及优化措施石景珊

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：石景珊

[导读] 摘要：近年来，我国一直致力于城市现代化建设中，强调区域经济一体化和协同化发展，而城市交通网络建设，则是为区域一体化发展奠定了扎实基础，有利于促进城市经济的大力发展。

        浙江众合科技股份有限公司浙江省杭州市 310051
        摘要：近年来，我国一直致力于城市现代化建设中，强调区域经济一体化和协同化发展，而城市交通网络建设，则是为区域一体化发展奠定了扎实基础，有利于促进城市经济的大力发展。随着社会经济的不断发展，各个城市内部的轨道交通数量也在不断增加，对于城市轨道交通来说，列车控制信号系统是非常重要的，其不仅可以保证城市轨道交通安全运行，对于保障乘客出行安全也具有十分积极的意义。基于此，本文首先分析了轨道交通的运营特点，接下来详细阐述了轨道交通信号系统构成，然后对信号系统能力分析方法做具体论述，最后对城市轨道交通信号系统优化措施做具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
        关键词：城市轨道交通信号系统；能力分析；优化措施
        引言
        城市轨道交通信号系统建设是当前交通建设中的重要组成部分，其能保证列车的有序运行，维护列车运行的安全性。这是一个高效的自动化系统，具有综合性，而且此系统的运行效果将直接影响列车的运输效率，必须予以高度重视，不容忽视。随着科学技术的高速发展，城市轨道交通信号系统技术也随之不断创新，尤其是在计算机信息技术的应用下，更是迎来了新的机遇，在未来的城市轨道交通信号系统建设中，应当重视系统的智能化建设，旨在实现互联互通，做好顶层设计，以完善城市轨道交通信号系统。
        1轨道交通的运营特点
        作为城市现代化的基础交通设施和公共交通平台，城市轨道交通一直为现代化城市的发展提供服务。通常来说，轨道交通的运营特点主要有：（1）城市轨道交通规模大，路线规划的长度较长；（2）运行速度较高，通常为120km/h左右；（3）高峰平均运营间隔较小，规划在6mim左右；（4）站间距较大，规划平均站间距在5km左右。
        2轨道交通信号系统构成分析
        2.1普速铁路
        轨道交通信号系统构成之一是普速铁路。基于ZPW-2000A轨道电路的区间闭塞系统）（高铁基于GSM-R无线通信的RBC无线闭塞系统+ZPW-2000A轨道电路）（交通流行推广的是基于无线通信的CBTC虚拟闭塞为避免列车运行期间出现冲突现象，区间信号系统所应用的传统方法是铁路线路进行线段划分，车站内线段被称之为进路，而车站间线段称之为区间。系统运行过程中，会检查区间是否为空闲状态，即检查区间内是否有列车，确保区间空闲后会开放防护信号。此时，区间在信号开放后会处于闭塞状态，而列车在进入区间后，防护信号关闭。此防护方式的应用，可以保证仅有一辆列车在区间内运行行驶，避免区间内出现列车追踪、对向冲撞现象。在区间防护过程中，应用的信号系统为区间闭塞系统。为提升区间运输效率，可以进行区间的划分，将站间区间划分为多个闭塞分区的形式来提升区间列车运行数量，在保障行车安全的前提下，提升区间通过能力，达到缩减列车追踪间隔的目的。
        2.2列车运行控制系统
        轨道交通信号系统构成之二是列车运行控制系统。该系统应用的主要作用体现为运输能力控制、运行速度控制等，交通列车运行控制系统包括列车自动防护系统（ATP）、列车自动驾驶系统（ATO）、列车自动监控系统（ATS）三个子系统。我国高铁目前分两个等级，时速200km/h的CTCS-2和时速300km/h以上的CTCS-3列车运行控制系统。CTCS-2由TCC列控中心系统、ZPW-2000A轨道电路系统、CTC分散自律调度集中系统、列控车载设备系统、应答器、信号专用安全局域网等设备构成，CTCS-3在CTCS-2的基础上增设了RBC无线闭塞中心系统、GSM-R无线通信系统设备主要设备。

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        3城市轨道交通信号系统能力分析方法
        3.1正线追踪间隔计算方法
        城市轨道交通信号系统能力分析方法之一是正线追踪间隔计算方法。正线追踪间隔可分为区间追踪间隔和车站追踪间隔。考虑到列车在车站站停作业，一般正线追踪间隔的限制点在车站，各个车站的追踪间隔的最大值即为正线的追踪间隔。通常CBTC模式时列车在车站追踪时要求前车未出清保护区段时，后车的安全防护点最近可到进站侧站台边沿计轴。车站追踪间隔数值上一般由以下时间段组成：1）列车自以进站侧站台边沿计轴为限制点反推的一次常用制动的降速点P运行至站台的时间；2）列车在站台的站停时间；3）列车自站台运行至出清保护区段的时间；4）进站进路办理时间。
        3.2出入段追踪间隔计算方法
        城市轨道交通信号系统能力分析方法之二是出入段追踪间隔计算方法。考虑到正线和场段内信号制式不同，出入段追踪间隔需考虑两个方面，第一是转换轨和正线间为CBTC模式运行，其追踪间隔的计算与正线区间追踪间隔相同；第二是列检库和转换轨间为联锁级运行，其追踪间隔需逐一分析列车在每个闭塞分区的占用时间，并取其最大值。受限于库内和场段内的列车运行速度，列检库和转换轨间的追踪间隔通常为出入段追踪间隔的制约点。
        4城市轨道交通信号系统优化措施
        4.1进路办理时间
        城市轨道交通信号系统优化措施之一是进路办理时间。进路办理时间分为有道岔转动和无道岔转动两种情况。无道岔转动时进路办理时间主要是指进路控制流程占用时间。有道岔转动时，进路办理时间还需要考虑道岔转动命令传输时间及电动转辙机的动作时间。优化进路控制过程中的每一个环节进而缩短进路办理时间是缩短列车行车间隔的重要手段。
        4.2允许站台追踪
        城市轨道交通信号系统优化措施之二是进路办理时间。目前多数工程项目不允许列车在站台追踪，也就是说，当前车未出清保护区段时，后车移动授权只能到进站侧站台边沿计轴，后车不可追踪进站。允许站台追踪是指前车出清站台区域且未出清保护区段时，后车移动授权就可打到站台区段，后车可以进站。这意味着前后两车可以追得更近，列车追踪间隔更小。该措施可优化的追踪间隔的时间值，约等于以进站前列车最高运行速度行驶一个站台区段的时间。假设站台区段长度140m，列车进站前最高运行速度为78km/h，则可缩短折返间隔约为6.5s。
        结语
        总之，在交通事业快速发展之下，交通车辆控制系统的技术发展方向也逐渐趋向于通信的CBTC系统，采用的通信方式也越来越高级，引入的设备越来越多，车载信号系统发生故障的概率也逐渐变大，因此还要不断地学习、思考、总结。今后，要对系统设备更加深入地学习，认真剖析每件故障的根源，深挖原因，制定相应的控制措施，将设备故障隐患遏制在萌发期，保证车载信号设备的良好运行。
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