何霖

【摘要】 在地鐵系統(tǒng)中，信號(hào)系統(tǒng)具有十分重要的作用，起著關(guān)鍵性的核心作用，只有信號(hào)系統(tǒng)的正常工作，保證地鐵的安全運(yùn)行，才能有效的提升地鐵的運(yùn)營(yíng)水平。在本文中，構(gòu)建了地鐵信號(hào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，并對(duì)設(shè)備的重要度水平進(jìn)行了劃分，在此基礎(chǔ)上，以Petri網(wǎng)為基礎(chǔ)，對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了科學(xué)的分析，以便于保證信號(hào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】 Petri網(wǎng) 地鐵 信號(hào)系統(tǒng) 可靠性

前言：在地鐵運(yùn)行的過程中，信號(hào)系統(tǒng)起著指引性的作用，只有信號(hào)系統(tǒng)提示的信號(hào)具有準(zhǔn)確性，那么才能保證地鐵運(yùn)行的安全性。當(dāng)前，經(jīng)常出現(xiàn)地鐵追尾、相撞等惡性事故，究其原因，都是信號(hào)系統(tǒng)故障造成的，因此，必須要加強(qiáng)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的安全性及可靠性。

一、地鐵信號(hào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型

在地鐵系統(tǒng)中，主要包含三個(gè)主要的部分，分別為信號(hào)系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)以及閉塞系統(tǒng)，在信號(hào)系統(tǒng)中，包含兩大組成部分，一是信號(hào)，二是ATC控制系統(tǒng)，而在聯(lián)鎖系統(tǒng)及閉塞系統(tǒng)中，所涉及到的內(nèi)容比較多，道岔、軌道電路等都包含在這兩大系統(tǒng)中。地鐵在運(yùn)行的過程中，需要通過信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而保證列車的安全運(yùn)行，此外，當(dāng)列車需要停靠時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)還提供站臺(tái)定位的功能，同時(shí)，控制車門處于關(guān)閉的狀態(tài)。信號(hào)系統(tǒng)在地鐵系統(tǒng)中的作用非常的重要，針對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了信號(hào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，在此模型中，有一個(gè)操作控制中心，也就是中央ATS模塊，在中央ATS模塊下設(shè)有三個(gè)本地ATS模塊，隨后是信號(hào)系統(tǒng)中所包含的設(shè)備組成的模塊，比如微機(jī)聯(lián)鎖模塊、屏蔽門模塊、軌道電路模塊等。

在結(jié)構(gòu)模型中，不同的模塊具有不同的功能及性能標(biāo)準(zhǔn)，以此為依據(jù)，將信號(hào)系統(tǒng)中所具備的設(shè)備進(jìn)行層次劃分，在最底層的設(shè)備為自動(dòng)列車監(jiān)控系統(tǒng)ATS、本地操作站LOW、發(fā)車計(jì)時(shí)器DTI、旅客向?qū)到y(tǒng)PIIS；在上一層的為信號(hào)電源、微機(jī)聯(lián)鎖、同步環(huán)線；再高一級(jí)的設(shè)備為道岔、信號(hào)機(jī)、軌道電路；最高級(jí)的設(shè)備為聯(lián)鎖系統(tǒng)、軌旁ATP。

二、基于Petri網(wǎng)的地鐵信號(hào)系統(tǒng)可靠性分析

將模型劃分為五個(gè)子類：閉塞機(jī)子類、信號(hào)燈子類、列車子類、軌道區(qū)子類、通信子類。

2.1信號(hào)燈子類Petri網(wǎng)模塊

在信號(hào)燈子類Petri網(wǎng)模塊中，當(dāng)信號(hào)燈發(fā)生故障時(shí)，在Petri網(wǎng)圖中，對(duì)象模塊的封裝有三處，分別為T11、T12、T13，消息庫(kù)所有四個(gè)，分別為P11、P12、V11、V12。當(dāng)閉塞機(jī)通過信號(hào)燈給出路段閉塞信息時(shí)，通過P11來表示；而P12則是將信號(hào)燈控制區(qū)域的狀態(tài)信息表示出來；當(dāng)列出是進(jìn)路信號(hào)燈時(shí)，關(guān)系滿足就用T11來表示；而條件不滿足時(shí)用T12來表示，同時(shí)，要將信號(hào)燈關(guān)閉；當(dāng)信號(hào)燈出現(xiàn)故障時(shí)，利用T13來表示。

2.2區(qū)段類子網(wǎng)Petri網(wǎng)模塊

在區(qū)段類子網(wǎng)Petri網(wǎng)模塊圖中，對(duì)象模塊的封裝有三處，分別為T21、T22、T23，消息庫(kù)所有四個(gè)，分別為P21、P22、V21、V22。當(dāng)信號(hào)系統(tǒng)接收到路段信息時(shí)，P21處的閉塞機(jī)就可以進(jìn)行信息處理；當(dāng)列出請(qǐng)求進(jìn)入該區(qū)段時(shí)，P22就會(huì)該請(qǐng)求信息進(jìn)行處理；當(dāng)列車的區(qū)段由占有情況變?yōu)楸徽加星闆r時(shí)，就用T21來表示；而列出所處的區(qū)段為空閑時(shí)，就業(yè)T22來表示，當(dāng)區(qū)段出現(xiàn)故障時(shí)，利用T23來表示。

2.3列車類子網(wǎng)Petri網(wǎng)模塊

根據(jù)列車類子網(wǎng)Petri網(wǎng)模塊圖，對(duì)象模塊的封裝為T31、T32、T33、T34、T35、T36、T37，消息庫(kù)所為P31、P32、V31、V32。當(dāng)信號(hào)燈向列車發(fā)出消息時(shí)，列車接收為P31，列車回復(fù)為P32；而T31-T37是表示列車各種狀態(tài)的變化，比如當(dāng)列車由停止的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)備出發(fā)狀態(tài)時(shí)，就用T33來表示。

2.4閉塞類子網(wǎng)Petri網(wǎng)模塊

根據(jù)閉塞類子網(wǎng)Petri網(wǎng)模塊圖，對(duì)象模塊的封裝為T41、T42、T43、T44、T45、T46、T47，消息庫(kù)所為P41、P42、P43、P44、P45、V41、V42、V43、V44、V45。在T41處，表示列車向車站發(fā)出的請(qǐng)求，在P43處，將區(qū)段的實(shí)際信息表示出來，此外，不同的位置所表示信息各不相同。

2.5通信類子網(wǎng)Petri網(wǎng)模塊

根據(jù)通信類子網(wǎng)Petri網(wǎng)模塊圖可知，對(duì)象的封裝為T51、T52、T53、T54、T55，消息庫(kù)所為P51、P52、V51、V52。這些位置表示當(dāng)通信子類發(fā)生故障時(shí)，不同地點(diǎn)表示不同的信息，比如V51所表示的信息為站間通訊設(shè)備將站間信息發(fā)送至對(duì)應(yīng)的車站閉塞機(jī)。

結(jié)論：實(shí)際上，對(duì)于地鐵信號(hào)系統(tǒng)可靠性的分析，是以常見的故障來分析的，通過Petri網(wǎng)，構(gòu)建出科學(xué)的可靠性模型，進(jìn)而使地鐵信號(hào)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)處于全面的控制之中。通過基于Petri網(wǎng)的可靠性模型分析，鐵路信號(hào)系統(tǒng)的可靠性及安全性得到了有效的提升，保證了信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)的準(zhǔn)確性，這樣一來，就能都保證列車的安全運(yùn)行，避免列車追尾等惡性安全事故的發(fā)生，最終達(dá)到提升地鐵系統(tǒng)高效運(yùn)營(yíng)的目的。

參 考 文 獻(xiàn)

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