李 航

西安市地下鐵道有限責任公司運營分公司通號部

關(guān)于地鐵信號系統(tǒng)自動控制功能分析

李 航

西安市地下鐵道有限責任公司運營分公司通號部

近年來，我國的地鐵事業(yè)發(fā)展十分迅速，為城市公共交通的運輸能力提升做出了巨大的貢獻。地鐵信號技術(shù)將直接關(guān)系到地鐵運行的安全性，因此也是當前研究的重要課題。但由于我國的信號系統(tǒng)要求比較高，因此在自動控制功能上也提出了更高的要求，需要進一步的加強系統(tǒng)的完善?；诖?，文章就地鐵信號系統(tǒng)自動控制功能進行簡要的分析，希望可以提供一個有效的借鑒，從而更好的促進地鐵的發(fā)展。

地鐵信號系統(tǒng)；自動控制功能；要點

1.地鐵信號系統(tǒng)自動控制技術(shù)

在地鐵信號系統(tǒng)中引入自動控制技術(shù)能夠確保地鐵列車運行的安全性，同時兼具靈活性、便捷性的特點。為達到這一目標，要求地鐵信號系統(tǒng)自動控制實現(xiàn)以下幾個方面的功能：①列車自動駕駛系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要支持的功能為：動態(tài)調(diào)整；在車站實現(xiàn)定點停車；站點間的自動運行；②列車自動監(jiān)督系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要支持的功能為：實時產(chǎn)生列車時刻表；對全線列車運行狀態(tài)進行監(jiān)督；確保列車嚴格按照時刻表要求正點運行；對列車運行時刻進行動態(tài)調(diào)整；③列車自動防護系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要支持的功能為：列車定位；列車追蹤；停車位置保證。

以上列車自動駕駛系統(tǒng)、列車自動監(jiān)督系統(tǒng)以及列車自動防護系統(tǒng)共同構(gòu)成地鐵信號自動控制系統(tǒng)。在目前新建的地鐵系統(tǒng)中，多引入有微機聯(lián)鎖裝置，系統(tǒng)整體具有可靠性高、信息量大以及抗干擾能力強的優(yōu)勢，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 地鐵信號自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.地鐵信號系統(tǒng)自動控制基本功能

2.1 列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)功能

在地鐵信號系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)中的自動監(jiān)控子系統(tǒng)主要負責的是對列車的運行實際情況進行自動性的監(jiān)控和調(diào)整，主要包含了以下幾點功能：(1)對列車的識別功能，當列車駛?cè)氲揭欢ǖ姆秶鷥?nèi)會對列車的車次、運行方向等進行進一步的明確，從而為專業(yè)人員提供一定的資料保障。(2)列車的追蹤功能。在列車的自動監(jiān)控子系統(tǒng)當中可以根據(jù)車的位置和操作人員所發(fā)出的請求來完成列車的創(chuàng)建和刪除等操作。(3)自動排路功能。在該子系統(tǒng)當中能為車輛提供運行的線路，根據(jù)目的地來進行車輛的定點停靠，為列車的正常運行提供便利性。(4)列車自動調(diào)整功能。所謂自動調(diào)整就是指在列車的正常運行過程中時刻表能自動的根據(jù)列車運行進行運動，將列車與時刻表之間的差值控制在最小范圍內(nèi)。(5)列車時刻表的管理功能。

2.2 防護子系統(tǒng)功能

在防護子系統(tǒng)功能當中，主要目的是為了促使列車的運行能更加安全可靠，當中主要包含了以下幾種基本功能：(1)列車的定位功能。通過列車的速度和距離以及運行線路等進行列車的定位分析，明確其位置的安全性與否，為列車和乘客提供進一步的安全保障。(2)追蹤系統(tǒng)。在追蹤系統(tǒng)中能根據(jù)列車所報告的位置來找到列車具體的地點。(3)列車速度校正功能。列車在運行的過程中會出現(xiàn)低速或者高速運行的現(xiàn)象，等列車中的傳感器感受到了這樣的的速度問題就會自動的進行提醒，保證列車運行速度能控制在合理的范圍之內(nèi)。(4)停車位置定位功能。停車的過程中能保證運行的速度下降，并與已經(jīng)授權(quán)過的位置之間進行合理的匹配，將車輛運行到定點位置以后才真正的停靠。(5)防溜車功能。車在站臺的停車位置上車輛一定要保持靜止的狀態(tài)。

2.3 列車自動駕駛子系統(tǒng)(ATO)的功能

ATO子系統(tǒng)控制列車自動運行。它在ATP系統(tǒng)的保護下，根據(jù)ATS發(fā)送的指令實現(xiàn)列車運行的自動駕駛、自動調(diào)整速度和控制車門，主要包括以下基本功能：(1)自動運行功能。ATO子系統(tǒng)控制列車按運行圖規(guī)定的區(qū)間走行時分行車，自動完成列車啟動、加速、巡航、惰行、減速和停車的合理控制。(2)列車精確停車控制功能。在ATP防護下，通過車地通信設(shè)備和軌旁設(shè)備實現(xiàn)自動列車精確停車控制。(3)在線列車監(jiān)控功能。ATO車載控制器將列車運行的有關(guān)信息傳遞至ATS子系統(tǒng)，實現(xiàn)ATS子系統(tǒng)對在線列車實時監(jiān)控。(4)節(jié)能舒適調(diào)節(jié)功能。ATS子系統(tǒng)根據(jù)高峰和非高峰運營時段的列車運營情況，通過ATO系統(tǒng)實施不同的節(jié)能運行方案，在不降低服務(wù)質(zhì)量的前提下，采用適宜的速度曲線控制列車運行和保證乘客的舒適度。

3.CBTC系統(tǒng)自動控制功能在地鐵運營模式上的體現(xiàn)

3.1 列車自動駕駛模式

在ATO和ATS控制下以及ATP防護下，列車進行自動駕駛。同時在線列車的啟動、加速、巡航、惰行、制動、精確停車均由ATO子系統(tǒng)自動控制。而在進入ATO駕駛模式后，系統(tǒng)設(shè)備正常且沒有人為干預，此駕駛模式將維持不變。ATO子系統(tǒng)開關(guān)車門和安全門(部分城市仍采用司機控制開關(guān)門模式)。

3.2 ATP列車人工駕駛模式

在列車司機顯示器顯示的ATP速度限制下，列車司機控制列車速度，ATP子系統(tǒng)實現(xiàn)列車自動防護的全部功能，站臺停車以及車門及安全門的開關(guān)均由車載控制器允許的門操作模式實施控制。

3.3 限制人工駕駛模式

限制人工駕駛模式是降級的駕駛模式，列車運行具有最高限速。在這種模式下，列車司機按照軌旁信號顯示運行且不能超過25km/h限速。該模式在車輛段和轉(zhuǎn)換軌內(nèi)是正常駕駛模式。

3.4 點式列車駕駛模式

列車在ATP監(jiān)督下安全的運行，此時ATP信息來自信號機處動態(tài)信標，系統(tǒng)提供包括列車超速防護功能、間隔防護功能、闖紅燈防護功能和車站站臺區(qū)域停車窗保護功能等。司機根據(jù)地面信號顯示，利用TOD顯示的速度限制來駕駛列車。在車載控制器允許的情況下，站臺停車精度以及車門及安全門的開關(guān)由司機人工控制。

結(jié)束語

隨著近年來科學技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，地鐵信號系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)也將得到更好的發(fā)展和提升。通過自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)包括列車自動駕駛、列車自動監(jiān)督以及列車自動防護在內(nèi)的相關(guān)功能，將自動化控制技術(shù)引入上述系統(tǒng)中，以促進軌道交通網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控功能的實現(xiàn)。

[1]胡澤新.地鐵信號系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)控制接口淺析[J].科技資訊，2013，29：30-31+34.

[2]陳高飛.西門子地鐵信號控制系統(tǒng)軌旁ATP控制單元綜述[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2012，04：14-17.