王 坤

武漢市城建工程有限公司

現(xiàn)代有軌電車正線道岔控制方案的選擇

王 坤

武漢市城建工程有限公司

現(xiàn)代有軌電車采用電力驅(qū)動、低地板列車和自動控制等新技術(shù)，以較大的載運量、綠色環(huán)保、城市景觀效果好及投資規(guī)模小等綜合優(yōu)勢得以快速發(fā)展。有軌電車信號系統(tǒng)主要由正線道岔控制系統(tǒng)、車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)、運營調(diào)度系統(tǒng)、路口優(yōu)先控制系統(tǒng)等4部分組成。有軌電車采用現(xiàn)地控制優(yōu)先方式，由司機在軌旁控制道岔?；诖?，文章就現(xiàn)代有軌電車正線道岔控制方案的選擇進(jìn)行簡要的分析，希望可以提供一個借鑒。

有軌電車；正線道岔；控制方案

1.現(xiàn)代有軌電車正線運行需求分析

1.1 無安全間隔控制需求(長大隧道路段除外)

在地鐵或輕軌中常用的正線信號系統(tǒng)通常具備ATP防護的列車控制功能，以保證高運量、封閉環(huán)境中追蹤列車運營安全。但是在有軌電車工程中，線路不完全封閉，存在與地面公共交通的平面交叉路口和相對開放的運營環(huán)境，它決定了傳統(tǒng)的ATP防護功能并不能防止電車和社會車輛、行人之間的沖突，達(dá)不到其控制目的。如采用ATP防護，在有軌電車復(fù)雜的路權(quán)環(huán)境中，將導(dǎo)致ATP的功能需求更高更復(fù)雜，不僅增加工程投資，而且會增加司機的依賴性、降低司機的警覺性，對與社會車輛和行人發(fā)生事故埋下一定的安全隱患。

1.2 無超速防護需求，但有一定的輔助駕駛告警需求

有軌電車允許其具備靈活的運營組織、2輛以上的車可以以很近的間距排列行駛或站內(nèi)?？?。因此，系統(tǒng)無超速防護需求，只要求司機保證避免追尾和沖撞。在曲線限速段、轉(zhuǎn)彎處、路口、長大下坡等路段，可對司機進(jìn)行語音提醒，但無控制功能。

1.3 無ATO自動駕駛和精確停車需求

由于有軌電車采用人工駕駛模式，所以無ATO自動駕駛需求。同時，在站臺的停車作業(yè)也是由司機來操作完成的，無精確停車需求。

1.4 對道岔區(qū)域有可靠的聯(lián)鎖需求

對于軌道交通，道岔轉(zhuǎn)換、鎖閉的安全性、可靠性，是保證列車安全通過以及提高行車效率最重要的條件之一。在有軌電車“人工駕駛、司機瞭望、保證安全”駕駛模式下，正線道岔控制子系統(tǒng)無疑是有軌電車智能控制系統(tǒng)中，保證行車安全和提高行車效率的最關(guān)鍵子系統(tǒng)。

2.有軌電車正線道岔控制方案的設(shè)計

2.1 系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)

正線道岔控制系統(tǒng)主要由軌旁道岔控制柜、車載設(shè)備、地面手操盤、通信系統(tǒng)、區(qū)段占用檢查系統(tǒng)、轉(zhuǎn)轍機、信號機等組成，實現(xiàn)地面控制與車上控制相結(jié)合、現(xiàn)地控制與中央控制相結(jié)合。

道岔控制柜主要負(fù)責(zé)道岔的解鎖、轉(zhuǎn)換、鎖閉和位置檢查。車載設(shè)備是有軌電車行駛的輔助設(shè)備，用于機車司機與地面、控制中心進(jìn)行通信交流的載體。地面手操盤是在道岔機械操作模式下使用，用于人工手動直接操作轉(zhuǎn)轍機，需要人工確認(rèn)道岔位置以及道岔區(qū)段是否空閑，人工引導(dǎo)列車運行。通信系統(tǒng)是正線道岔控制系統(tǒng)與地面設(shè)備、上層與車輛段聯(lián)鎖控制中心等設(shè)備間的通信。區(qū)段占用檢查系統(tǒng)是在有道岔站采用計軸設(shè)備完成相關(guān)區(qū)段的“占用”、“出清”狀態(tài)的檢測。

2.2 控制流程

列車行至路口信號機前方，司機觀察前方區(qū)段無車占用，可根據(jù)運行意圖按壓車載操作盤或現(xiàn)地操作盤按鈕操作道岔，操作指令信息通過車地通信環(huán)線發(fā)送至道岔控制柜，也可由控制中心通過網(wǎng)絡(luò)下發(fā)操作指令。道岔控制柜邏輯運算單元收到指令后判斷滿足道岔動作條件(沒有被其他車選用并且道岔區(qū)段空閑)情況下，驅(qū)動道岔動作到規(guī)定位置并鎖閉，隨后信號開放指示列車運行方向(直行顯示綠燈、左右轉(zhuǎn)向顯示黃燈)，司機確認(rèn)信號開放正常即可通過路口。列車駛?cè)氲啦韰^(qū)段后，信號自動關(guān)閉(顯示紅燈)。列車駛出路口道岔區(qū)段后，信號燈自動重復(fù)開放。如下一趟車運行方向不改變，不再辦理進(jìn)路，直接通過路口，該方式能有效減少司機的工作強度并提高運行效率；如下一趟車與運行方向不一致，司機需再辦理與運行方向一致的進(jìn)路。

2.3 道岔控制模式

電車在行駛過程中，駕駛員遵守運行條規(guī)的情況下，依照地面發(fā)出的信號顯現(xiàn)行駛的電車，由此來確保電車安全經(jīng)過道岔，經(jīng)過一系列的操作來很好的實現(xiàn)運行、往返以及駛?cè)胲囕v場等等許多作業(yè)。對于有軌電車系統(tǒng)的控制模式，本文提出了兩種解決方案：

方案一：中心控制優(yōu)先。以往較為常用的軌道交通都采取中心控制優(yōu)先的方法，中心發(fā)起全部的進(jìn)路。中心通過收集軌道實時的運行情況和道岔具體的地理分布位置以及信號機所顯示的具體情況等等許多信息，依據(jù)電車安排時刻表從而自動整理排列出電車行駛進(jìn)路。并且此時能夠給予電車調(diào)度員對進(jìn)路進(jìn)行控制的最高優(yōu)先權(quán)。

方案二：現(xiàn)地控制優(yōu)先。司機在軌道旁完成對進(jìn)路和道岔的控制，中心調(diào)度員僅對軌旁設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，并無實際控制權(quán)。傳統(tǒng)軌道交通都是以中控為基礎(chǔ)，進(jìn)路或道岔操縱必須由中心自動或調(diào)度員人工發(fā)出。這種模式是建立在以下基礎(chǔ)之上：全線進(jìn)路控制是一個有機整體，所有進(jìn)路都是銜接在一起；系統(tǒng)對行車安全負(fù)責(zé)，司機僅按照信號(或車載信號)顯示行車；線路屬于全封閉，環(huán)境簡單，調(diào)度員只需要根據(jù)工作站顯示以及聯(lián)鎖安全保證，排列進(jìn)路即可。傳統(tǒng)軌道交通采用由中心調(diào)度員統(tǒng)籌安排的方式，既可以提高效率，又能保證安全。而有軌電車道岔控制區(qū)分離，司機對行車安全負(fù)責(zé)，同時，道路不封閉，調(diào)度員不能掌握道路狀況，尤其是道岔布置在開放路口的情況下，中心調(diào)度員即使要辦理進(jìn)路也需要經(jīng)司機確認(rèn)。因此，有軌電車采用現(xiàn)地控制優(yōu)先方式，由司機在軌旁控制道岔，責(zé)任劃分清晰，且運營靈活，符合公交化運營的思路。當(dāng)然中心調(diào)度員可通過無線列調(diào)對列車運行統(tǒng)籌安排調(diào)度。

結(jié)束語

正線道岔控制系統(tǒng)作為現(xiàn)代有軌電車信號系統(tǒng)中唯一涉及安全的子系統(tǒng)，目前國內(nèi)開通線路多采用國外技術(shù)集成設(shè)備，比如西門子的全套系統(tǒng)。因此，在實際的選擇過程中，要求要在詳細(xì)分析其功能需求的基礎(chǔ)上，借鑒類似工程的經(jīng)驗，合理做出選擇。

[1]劉先愷，梁靚，陳鵬飛，曹源.現(xiàn)代有軌電車正線道岔控制技術(shù)研究[J].中國鐵路，2015，02：82-85.

[2]王曉亞.現(xiàn)代有軌電車正線道岔軌旁控制單元的研究與設(shè)計[D].蘭州交通大學(xué)，2016.