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(dòng)、低地板列車和自動(dòng)控制等新技術(shù)，以較大的載運(yùn)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(shì)得以快速發(fā)展。有軌電車信號(hào)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(yùn)營(yíng)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(jī)在軌旁控制道岔。基于此，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(jiǎn)要的分析，希望可以提供一個(gè)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(yùn)行需求分析

1.1 無安全間隔控制需求(長(zhǎng)大隧道路段除外)

在地鐵或輕軌中常用的正線信號(hào)系統(tǒng)通常具備ATP防護(hù)的列車控制功能，以保證高運(yùn)量、封閉環(huán)境中追蹤列車運(yùn)營(yíng)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(duì)開放的運(yùn)營(yíng)環(huán)境，它決定了傳統(tǒng)的ATP防護(hù)功能并不能防止電車和社會(huì)車輛、行人之間的沖突，達(dá)不到其控制目的。如采用ATP防護(hù)，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(huì)增加司機(jī)的依賴性、降低司機(jī)的警覺性，對(duì)與社會(huì)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(hù)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(yùn)營(yíng)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(hù)需求，只要求司機(jī)保證避免追尾和沖撞。在曲線限速段、轉(zhuǎn)彎處、路口、長(zhǎng)大下坡等路段，可對(duì)司機(jī)進(jìn)行語音提醒，但無控制功能。

1.3 無ATO自動(dòng)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(dòng)駕駛需求。同時(shí)，在站臺(tái)的停車作業(yè)也是由司機(jī)來操作完成的，無精確停車需求。

1.4 對(duì)道岔區(qū)域有可靠的聯(lián)鎖需求

對(duì)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(jī)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(jì)

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(jī)、信號(hào)機(jī)等組成，實(shí)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(jī)車司機(jī)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(jī)械操作模式下使用，用于人工手動(dòng)直接操作轉(zhuǎn)轍機(jī)，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(yùn)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(jì)軸設(shè)備完成相關(guān)區(qū)段的“占用”、“出清”狀態(tài)的檢測(cè)。

2.2 控制流程

列車行至路口信號(hào)機(jī)前方，司機(jī)觀察前方區(qū)段無車占用，可根據(jù)運(yùn)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(yùn)算單元收到指令后判斷滿足道岔動(dòng)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(dòng)道岔動(dòng)作到規(guī)定位置并鎖閉，隨后信號(hào)開放指示列車運(yùn)行方向(直行顯示綠燈、左右轉(zhuǎn)向顯示黃燈)，司機(jī)確認(rèn)信號(hào)開放正常即可通過路口。列車駛?cè)氲啦韰^(qū)段后，信號(hào)自動(dòng)關(guān)閉(顯示紅燈)。列車駛出路口道岔區(qū)段后，信號(hào)燈自動(dòng)重復(fù)開放。如下一趟車運(yùn)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(jī)的工作強(qiáng)度并提高運(yùn)行效率；如下一趟車與運(yùn)行方向不一致，司機(jī)需再辦理與運(yùn)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(yùn)行條規(guī)的情況下，依照地面發(fā)出的信號(hào)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(shí)現(xiàn)運(yùn)行、往返以及駛?cè)胲囕v場(chǎng)等等許多作業(yè)。對(duì)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(shí)時(shí)的運(yùn)行情況和道岔具體的地理分布位置以及信號(hào)機(jī)所顯示的具體情況等等許多信息，依據(jù)電車安排時(shí)刻表從而自動(dòng)整理排列出電車行駛進(jìn)路。并且此時(shí)能夠給予電車調(diào)度員對(duì)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(jī)在軌道旁完成對(duì)進(jìn)路和道岔的控制，中心調(diào)度員僅對(duì)軌旁設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，并無實(shí)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(dòng)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(gè)有機(jī)整體，所有進(jìn)路都是銜接在一起；系統(tǒng)對(duì)行車安全負(fù)責(zé)，司機(jī)僅按照信號(hào)(或車載信號(hào))顯示行車；線路屬于全封閉，環(huán)境簡(jiǎn)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(jī)對(duì)行車安全負(fù)責(zé)，同時(shí)，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(jī)確認(rèn)。因此，有軌電車采用現(xiàn)地控制優(yōu)先方式，由司機(jī)在軌旁控制道岔，責(zé)任劃分清晰，且運(yùn)營(yíng)靈活，符合公交化運(yùn)營(yíng)的思路。當(dāng)然中心調(diào)度員可通過無線列調(diào)對(duì)列車運(yùn)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(hào)系統(tǒng)中唯一涉及安全的子系統(tǒng)，目前國(guó)內(nèi)開通線路多采用國(guó)外技術(shù)集成設(shè)備，比如西門子的全套系統(tǒng)。因此，在實(shí)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(yàn)，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(guó)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(jì)[D].蘭州交通大學(xué)，2016.