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城市轨道交通信号控制方式研究殷飞

发表时间：2021/8/10 来源：《建筑科技》2021年9月上作者：殷飞

[导读] 轨道交通信号控制方式对轨道列车安全行驶起到极为重要的影响作用。

北京和利时系统工程有限公司殷飞北京 102600

摘要：轨道交通信号控制方式对轨道列车安全行驶起到极为重要的影响作用。通过对控制方式的分析研究，将影响与决定轨道列车行驶速度与进站制动的具体因素进行逐一剖析，通过功能分析、理论研究等手段对现代城市轨道交通信号的控制方式进行论述，为轨道列车的安全稳定通行奠定坚实基础。鉴于此，文章对城市轨道交通信号控制方式进行了研究，以供参考。
关键词：轨道交通；信号系统；控制方式
        1现代城市轨道交通信号控制的重要性分析
        城市轨道交通更是现代化城市发展与建设的重要基础前提，对百姓日常生活、工业生产建设具有极为重要的现实意义。而在轨道列车进行运行中，交通信号控制可以起到进站引导、闭塞区信息传输、行驶速度自动调整等作用。其重要性具体如下：（1）交通信号的合理、规范控制对轨道列车的稳定运行、安全行驶起到必要性的保障作用。城市轨道列车在速度方面多为高速、超速，在整体运行时需要交通信号进行合理控制，这样才能进一步保障列车停靠、通行、加速等环节实施。（2）交通信号的控制方式选择与应用对轨道列车的性能发挥、设备维护起到间接性保障作用。现代城市轨道列车在高速行驶中极易造成相关设备损坏，这与轨道交通信号控制方式选择与应用至关重要。通过轨道交通信号合理控制可以减少对列车元件与设备的消耗损坏。因此，现代轨道交通信号的控制方式选择尤为重要。
        2城市轨道交通信号控制方式研究
        2.1、ATS子系统控制方式
        （1）集中控制方式是对轨道列车整体运行进行相对控制，其主要包括列车入站控制性能、列车运行计划等。通过光缆方式作为传输信息途径，对相关设备及车站数据信息进行传输，该信息数据主要包括运行安全等问题。但集中控制方式也存在相对的弊端性、问题性。由于集中控制方式体现在设备集中，这就导致了相关设备在整体设施体系中负荷量极大，而一旦出现问题会无法进行配合协调，即集中性弊端充分体现出来。因此，在整体列车自动监控系统中不建议采用集中控制方式。（2）集中监控的分散控制型主要体现对列车的“集中、分散”控制。控制中心作为重要的运行控制机构只能在整体运行中对列车进行控制，而不能阶段性的对其针对控制。另外，集中控制的分散控制型可以对运行进行计划设计及全面监管，列车在入站时是由各车站进行相应控制与监测。
        2.2、ATP子系统列控方式
        2.1分级速度信号控制系统在列车运行的过程中，可以采用列车速度分级控制系统，列车的速度被控制为阶梯状的速度曲线形式。ATP的地面设备可以为列车传递出下一闭塞区的速度信息，列车的运行设备可以根据实际情况来调整列车的运行速度，即列车在下一闭塞区的进口和出口的速度，追踪列车需要控制列车的速度，和前车间隔几个闭塞区运行。闭塞分区可以根据行车的速度、线路数据、信号设备等方面的信息来设定，对于一些使用出口速度来控制整个系统，需要在行车规定的闭塞区再增加一个闭塞区来保证安全性。2.2目标距离信号控制系统当列车采用目标距离的信号系统控制列车速度时，列车通常情况下会使用一次模式的行车速度，ATP地面设备可以给列车传输前进的数据信息，相应的区间数据和线路数据，列车的车载设备可以通过对路段信息的处理，按照距离合理规划行车速度，制定出列车一次模式下的行车速度，或者可以使用ATP的地面设备向列车发送“允许列车运行权限LMA”的命令，在这种情况下列车可以不使用提前制动的措施，可以保证列车运行的安全性，缩短了列车运行过程中的间隔。

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对于轨道线路的目标距离信号系统来讲，闭塞分区的划分等级和数量，仍然还需要根据列车运行的线路数据信息、列车追踪间隔设定和信号设备的现实状况来确定，根据实际情况来划分列车运行闭塞区。
        2.3、ATC控制方式
        集中建设分散控制的系统以及结合自治分散控制，传输速率可以大幅度提升，利用骨干网传输系统实现车站与控制中心之间的传输。按照ATC系统的控制方法，城市轨道交通的信号传输设备具有强大的通信能力。ATC系统具有强大的控制功能，可以实现列车自动控制及自动驾驶功能。通过车载无线传输设备与轨旁ATC设备、有线网络及无线网络，识别前方列车的运行状态、前方进路信息，从而实现列车的自动控制。从控制方式而言，可以分为固定闭塞、准移动闭塞、移动闭塞三种方式。通过ATC系统可使线路上闭塞分区、车辆性能、信号设备等性能充分发挥相应优势。ATC系统关键指标为目标距离和目标速度，采用分级速度控制的分级速度信号系统，对列车的闭塞分区进口速度进行控制，倍速分区的数量和速度等级由车辆性能、信号设备性能等决定。分解速度控制的信号系统，采用无绝缘轨道电路目标距离信号系统的控制方式是一次模式速度曲线，向地面ATC设备发送允许列车运行权限的命令是车载设备控制列车不超过列车所获得的运行权限，目标距离需要提前进行计算。列车之前的运营间隔被控制，基于轨道电路的目标距离，在设计追踪间隔上有信号设备性能确定。基于通信信号固定划分的闭塞分区，追踪列车的安全运行间隔，由线路情况和列车的运行情况确定，ATC系统的闭塞方式基于轨道电路的分析速度控制方式进行构建，又分为固定闭塞信号系统和准移动、移动闭塞信号系统。固定闭塞信号系统建立在通信闭塞分区内，信号系统控制运行内部有固定划分的闭塞分区和轨道电路，介于移动闭塞和固定闭塞之间，从信号传输方式和系统能力上看，基于轨道电路的目标控制，在追踪列车的安全运行间隔上，确定线路，准移动闭塞信号系统，占用列车的传输速度等级命令，采用多信息音频进行阶梯式分级速度控制曲线的划分，采用移动闭塞信号系统，提高轨道交通的通过能力，运用一次模式速度曲线，对列车之间的安全间隔和行驶速度予以控制。后续列车可以在线路区间内以最大允许速度进行列车的尾部位置确认。基于通信的移动闭塞信号系统，采用交叉改进电缆环线和无线扩频通信技术，实现信号设备可靠运营，对列车全线信息进行数字式传输。准移动闭塞系统的模式速度和距离曲线运行方式缩短了列车追踪运行间隔，追踪列车收到和制定的速度。闭塞分区内实现了变化周期的转换。停车时间、车辆参数大小与信号控制系统特性密切相关，传输信息量的最大和最小分别与ATO系统和轨道电路分界点的位置有关，采用一次模式速度曲线的控制方法，缩短列车追踪的间隔，利用先进的通信技术实现车地双向通信，列车的信息传输速度快，定位精准度高。
        结语
        综上所述，在建设发展城市轨道交通的过程中，作为综合性较高的列车运行控制系统，列车的运行指挥问题和列车实际的运行控制是列车自动控制系统所牵涉的主要问题。保证乘客的安全、增强列车运行的安全性能以及提高列车的工作效率是城市轨道交通信号控制系统必须做到的。除此之外，城市轨道交通信号控制系统也在不断提高自身智能化和科技化的水平，这一目标也因为科学技术的不断成熟与发展，正在逐渐向现实靠近，城市轨道交通信号控制系统也因此被广泛应用。
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