馬誠

【摘要】 根據(jù)貴陽多雨雪霜凍的天氣特點，本文結(jié)合貴陽地鐵1號線線路多長大坡道的實際情況，并引入信號系統(tǒng)的控車原理，分析研究了雨雪霜凍天氣情況下信號系統(tǒng)的列車控制方案，為雨雪霜凍天氣情況下，列車能夠安全運行并盡可能不降低運行效率提供參考。

【關(guān)鍵詞】 雨雪霜凍 信號 控車 ATO 車輛

一、研究背景

貴陽地鐵1號線沒有城市軌道交通工程項目建設(shè)標準定義的長大坡道，但由于貴陽存在凍雨等極端天氣，可能嚴重影響列車的正常運行。鑒于此，本文整理出貴陽地鐵1號線坡度較大、距離較長（坡度大于28‰、長度大于100米）且為隧道外的線路，定義為貴陽地鐵1號線的長大坡道線路。在雨雪霜凍天氣，列車運行在上述線路時可能存在軌道濕滑、軌面粘著力下降的情況。針對這種情況，為了保證列車在雨雪霜凍工況下列車能夠安全運行并且盡可能不降低運行效率，本文對雨雪模式下的列車運行進行分析研究并提出了相應(yīng)的方案。

二、問題引入

在軌道粘著正常情況下，信號ATO系統(tǒng)根據(jù)車輛的性能參數(shù)控制列車正常運行。當雨雪霜凍天氣時，軌面濕滑導(dǎo)致軌面粘著力下降，ATO設(shè)備使用正常車輛參數(shù)控制列車運行通過長大坡道線路時，可能頻繁發(fā)生空轉(zhuǎn)或滑行現(xiàn)象，導(dǎo)致列車在長大坡道區(qū)域發(fā)生緊急制動可能性大大增加。

針對此種情況，本文分析提出了雨雪霜凍情況下列車通過長大坡道線路的運行控制方案，以降低ATO駕駛時空轉(zhuǎn)或打滑的概率，保證列車安全運行。

2.1 打滑判斷機制

因為列車的減速依賴輪軌間的粘著力，當粘著力低于制動力時，列車會發(fā)生打滑，打滑超時后信號系統(tǒng)認為測速無效，列車會發(fā)生緊急制動。

2.2 空轉(zhuǎn)判斷機制

因為列車的加速依賴輪軌間的粘著力，當粘著力低于牽引力時，列車會發(fā)生空轉(zhuǎn)，空轉(zhuǎn)超時后信號系統(tǒng)認為測速無效，列車會發(fā)生緊急制動。列車的空轉(zhuǎn)和打滑會影響列車的定位精度和制動距離，對列車的控制帶來不利影響。

2.3 信號系統(tǒng)控車原理

ATO系統(tǒng)執(zhí)行的自動駕駛過程是一個閉環(huán)反饋控制過程，測速單元通過ATP向ATO發(fā)送列車的實際位置信息。ATO子系統(tǒng)通過和ATP、ATS通信，以及線路和車輛性能實時計算列車行駛至下一站的目標速度曲線。ATO向車輛輸出計算出的控制指令值，車輛做出相應(yīng)控制動作。使列車以貼近目標速度曲線的實際速度行駛。

在ATP/ATO設(shè)備控車時，主要使用車輛提供的最不利情況下的緊急制動率（GEBR）、牽引/制動加速度、牽引/制動延時、混合制動等車輛性能參數(shù)，來計算緊急制動觸發(fā)線和目標速度曲線，并使列車貼近目標速度曲線運行。

三、雨雪霜凍天氣信號控制方案

3.1 整體方案

在信號系統(tǒng)車載設(shè)備中存儲兩套參數(shù)：正常模式和雨雪模式，車載系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)輸入的命令，選擇對應(yīng)的模式和具體的參數(shù)。在雨雪模式下，車載設(shè)備將采用適合于雨雪霜凍天氣的車輛參數(shù)和線路限速。

控制中心調(diào)度員通過二次確認方式，完成雨雪模式的設(shè)置和取消，當列車在具有長大坡道區(qū)間的發(fā)車站臺停穩(wěn)后，車載系統(tǒng)根據(jù)雨雪模式指令更新車輛參數(shù)，并按雨雪模式下的限速值計算速度曲線，列車在長大坡道區(qū)間按規(guī)定限速運行，當列車運行出清下一站的進站計軸停穩(wěn)后自動退出雨雪模式，恢復(fù)正常的車輛參數(shù)及限速值。

3.2 系統(tǒng)具體控制流程

1.控制中心調(diào)度員在ATS工作站上設(shè)置雨雪模式，并進行二次確認操作；2.DSU收到雨雪模式有效指令后，存儲并下發(fā)給ZC；3.ZC收到該信息后，將雨雪模式有效信息作為移動授權(quán)的一部分，發(fā)送給所管轄區(qū)域內(nèi)的所有CBTC列車；4.當列車運行至含長大坡道區(qū)間的發(fā)車站臺停穩(wěn)，如下一區(qū)間為雨雪模式區(qū)間，車載MMI上會對司機做出相應(yīng)提示，司機按下確認按鈕后，VOBC更新雨雪模式的牽引制動率參數(shù)和區(qū)間限速，司機再次確認后，車載系統(tǒng)采用更新后的參數(shù)自動控制列車。5.當列車出清長大坡道區(qū)間停穩(wěn)后，系統(tǒng)自動退出雨雪模式，列車限速及牽引制動率參數(shù)自動恢復(fù)正常。

3.3 雨雪模式的設(shè)置與取消時機

控制中心調(diào)度員應(yīng)根據(jù)天氣情況變化進行全線雨雪模式設(shè)置與取消操作。設(shè)置與取消雨雪模式的天氣情況判斷依據(jù)則是運營當日天氣預(yù)報信息、車站現(xiàn)場實時匯報信息和司機現(xiàn)場實時匯報信息的結(jié)合。

四、結(jié)語

針對貴陽冬季特殊的雨雪霜凍天氣，本文對此情形下信號的控制方案進行了分析探討，但由于雨雪模式和正常模式下車輛性能參數(shù)的不同會導(dǎo)致長大坡道區(qū)間范圍內(nèi)信號保護區(qū)段的長度發(fā)生變化，而基于信號系統(tǒng)導(dǎo)向安全的特點，雨雪模式的設(shè)置也必定會導(dǎo)致線路列車運行能力降低，因此在實際運用中須結(jié)合線路特點，慎重設(shè)置信號雨雪模式。

參 考 文 獻

[1] 建標104-2008，城市軌道交通工程項目建設(shè)標準[S]

[2] 北京交控科技有限公司.貴陽市軌道交通1號線工程信號系統(tǒng)技術(shù)文件，2015.7