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        網(wǎng)絡(luò)化運營下的有軌電車信號系統(tǒng)特點研究

        2020-06-19 08:52:00陸怡然李建全
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2020年6期
        關(guān)鍵詞:區(qū)域

        陸怡然 李建全

        (卡斯柯信號有限公司,上海 200071)

        0 引言

        隨著城市建設(shè)規(guī)模的擴大和運營線路的增加,城市軌道交通在公共交通和城市發(fā)展中的作用日益重要,城市軌道交通出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化協(xié)調(diào)發(fā)展的趨勢。現(xiàn)代有軌電車因其具有造價低、建設(shè)周期短、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢,近幾年得到了快速發(fā)展。中運量的現(xiàn)代有軌電車具有同樣的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢,當(dāng)一個城市或一個區(qū)域的現(xiàn)代有軌電車線網(wǎng)達到一定規(guī)模,基本覆蓋城市或局部覆蓋城市的某一特定區(qū)域時,將進入網(wǎng)絡(luò)化運營階段,提升運營效率、實現(xiàn)資源共享,從而產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)。當(dāng)現(xiàn)代有軌電車線網(wǎng)達到一定規(guī)模后,網(wǎng)絡(luò)化運營及互聯(lián)互通等需求也將會越來越明顯[1]。

        1 網(wǎng)絡(luò)化運營需求特點

        1.1 隨客流變化靈活調(diào)整線路

        當(dāng)有軌電車線路形成線網(wǎng)后,可通過對線路的調(diào)整,發(fā)揮線網(wǎng)運營的優(yōu)勢,迅速滿足客流的非預(yù)期、突變式的變化。例如,在線路沿線的居民小區(qū)、公共設(shè)施隨區(qū)域建設(shè)進程發(fā)生客流量、客流方向變化時,有軌電車的運營可以此為導(dǎo)向,有針對性地對線路增、減或?qū)Πl(fā)車頻率進行調(diào)整。以沈陽渾南為例,火車南站建成后,有軌電車運營公司立即根據(jù)客流需求的變化,調(diào)整新增了由火車南站發(fā)車的T4、T7線等。這種靈活的線路調(diào)整方式類似于公交運營的模式,能以非常小的代價滿足城市發(fā)展過程中不斷變化的公共交通出行需求。

        1.2 靈活調(diào)度到站與停站時間

        當(dāng)多條線路的列車在共線段交匯運營時,由于前后車的早晚點關(guān)系是系統(tǒng)無法預(yù)知的,因此,當(dāng)某線路運營中出現(xiàn)晚點時,調(diào)度需要根據(jù)早、晚點的程度進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。例如,在線路交匯處的站臺進行扣車等方式,讓晚點嚴重、優(yōu)先級更高的列車先行通過。不同列車在交匯處相遇時,相對優(yōu)先級關(guān)系不僅取決于早晚點的程度,也與平交路口的實時相位狀態(tài)相關(guān)。優(yōu)先級的高低,需要結(jié)合調(diào)度的需求,針對早晚點程度和平交路口實時相位之間的相對關(guān)系,進行綜合評定,以決定列車的先后次序。

        1.3 靈活的路口優(yōu)先通過功能

        線網(wǎng)運營過程中,不同線路的交匯處往往位于交通相位復(fù)雜、交通流量相對較大的平交路口。這些平交路口往往是區(qū)域交通的咽喉,呈現(xiàn)出3個特征。1)高峰、平峰交通流量落差大。2)相位、相序比較特殊。3)對周邊區(qū)域的交通影響較大。其多樣性和重要性決定了,為提高平交路口的整體通行效率,這些平交路口需要在不同的運營環(huán)境下使用不同的適應(yīng)性優(yōu)先策略。在早、晚車輛段出車和入庫時,為保證有軌電車的順利投入運營,通常需要將路口的優(yōu)先方式調(diào)整為絕對優(yōu)先,而在其他時段,為兼顧社會交通的通行,則可將優(yōu)先方式改為相對優(yōu)先。

        1.4 根據(jù)區(qū)域(調(diào)度區(qū)段)劃分調(diào)度員的管理權(quán)限

        線網(wǎng)化運營因其線路多,區(qū)域覆蓋范圍大,一個行調(diào)無法同時兼顧所有線路的調(diào)度工作。因此,在調(diào)度大廳,需要綜合多項行調(diào)對線網(wǎng)中的各條線路進行調(diào)度、管理。行調(diào)權(quán)責(zé)的劃分原則通常分為按線路劃分或按區(qū)域劃分,按線路劃分的情況適用于線路間相對獨立、相關(guān)性不大的線網(wǎng),而按區(qū)域劃分則較適用于沈陽渾南有軌電車這樣線路間相關(guān)度較大的線網(wǎng)[2]。

        在沈陽渾南,為了明確各行調(diào)的管理職責(zé),在運營中更高效地發(fā)揮各崗位人員地效能,同時又能保證運營管理地準確性,行調(diào)時,通常按其所負責(zé)的區(qū)域被劃分為若干崗位,每個行調(diào)崗位需要負責(zé)其所管理區(qū)域(即調(diào)度區(qū)段)的行車組織、列車準點運行。例如,沈陽渾南的調(diào)度中心有3個行調(diào)崗位。如圖1所示,分別負責(zé)①、②、③調(diào)度區(qū)段,每個行調(diào)并不會通過區(qū)分線路進行管理,當(dāng)出現(xiàn)需要干預(yù)的事件時,例如晚點、手排進路時,行調(diào)即根據(jù)事件所發(fā)生的區(qū)域進行干預(yù)或操作。

        1.5 線網(wǎng)的整體計劃運行圖顯示、編輯

        計劃運行圖是調(diào)度系統(tǒng)進行行車組織、運營調(diào)整的主要依據(jù),類似于國鐵的編圖模式,對整個線網(wǎng)的運行圖進行統(tǒng)一編制,確保所有車站,特別是共線段車站的接發(fā)車時間協(xié)調(diào)合理??倛D區(qū)分工作日、節(jié)假日、特殊日等不同的基本計劃,基本計劃編輯完成后存入數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)每天早上自動按照周計劃創(chuàng)建當(dāng)天計劃,每個調(diào)度區(qū)段的行調(diào)可選擇顯示其所負責(zé)區(qū)域的計劃運行圖(各區(qū)域的顯示范圍可以通過數(shù)據(jù)配置設(shè)定,既要保證足夠的顯示范圍,又要保證顯示比例最大化,過濾該區(qū)域無關(guān)的干擾因素),并以此為依據(jù)進行調(diào)度管理。也可以查看全線網(wǎng)的運行圖總圖,了解全線網(wǎng)的計劃情況。

        2 信號系統(tǒng)特點研究

        有軌電車信號控制系統(tǒng)可根據(jù)以上特定需求開發(fā)符合網(wǎng)絡(luò)化運營特點的功能、接口。

        2.1 調(diào)度管理子系統(tǒng)

        2.1.1 分布式架構(gòu)調(diào)整

        FEP作為DMS核心邏輯處理模塊,在復(fù)雜線網(wǎng)的應(yīng)用場景下,需改為分布式的布置方式,CBI和OLC按照就近原則連接相應(yīng)的FEP,所有ELS可以連接一套FEP,也可以按照列車所在位置就近連接FEP,不同F(xiàn)EP之間相互同步信息。

        2.1.2 軟件容量/性能

        重點提升CATS、Gateway、GPC、OTM、GIS等在線軟件的處理效率,利用分線程、分CPU的方式充分使用硬件資源,滿足復(fù)雜線網(wǎng)的容量及性能要求。

        2.1.3 多視圖靈活配置

        為適應(yīng)復(fù)雜線網(wǎng)下分區(qū)域的管理模式,GPC、OTM、GIS應(yīng)支持靈活的視圖配置方式,可以支持數(shù)據(jù)靈活配置全景圖、細景圖、區(qū)段圖等多種視圖,以此滿足用戶的不同需求。區(qū)段圖中的顯示范圍可以通過數(shù)據(jù)配置設(shè)定,既要保證足夠的顯示范圍,又要保證顯示比例最大化,過濾該區(qū)域無關(guān)的干擾因素。

        2.1.4 G I S地圖功能

        復(fù)雜線網(wǎng)的大屏顯示以GIS地圖為主,增加OLC路口信號機、道路交通信號機的狀態(tài)、社會交通實時信息顯示等,增加與中心級交控中心的接口功能,支持多層次的顯示需求。

        2.1.5 主備中心功能

        增加主備中心功能,當(dāng)主用中心故障時,備用中心可以接管控制權(quán),完成主用中心的所有功能,增強系統(tǒng)可用性。

        圖1 調(diào)度區(qū)段示意圖

        2.2 路口優(yōu)先子系統(tǒng)

        為實現(xiàn)線路交匯處的早、晚點/優(yōu)先級管理,系統(tǒng)應(yīng)具備自動根據(jù)列車早、晚點程度(可配置)及列車位置,對線路交匯處進路排列的先后次序進行管理。通過控制進路的先后次序,完成列車先后次序的調(diào)整。

        2.3 車載子系統(tǒng)

        2.3.1 支持全線網(wǎng)的線路數(shù)據(jù)地圖

        在有軌電車線網(wǎng)中,需要隨客流變化靈活調(diào)整線路,每列車每日的運行區(qū)域都有可能不同,應(yīng)保持車載線路地圖的高度靈活性。保存全線網(wǎng)的車載線路地圖,以便在有臨時調(diào)度需求時,快速滿足列車更換運行區(qū)域的需求,直接在新的線路運行區(qū)域內(nèi)定位。

        2.3.2 支持全線網(wǎng)運行的路徑信息

        支持全線的路徑信息,保障車載能夠靈活切換當(dāng)日的運營計劃。線路臨時產(chǎn)生調(diào)整且中心更新計劃后,車載能夠從全線網(wǎng)的路徑中識別出新的運行路徑,及時應(yīng)用新的運行計劃行車。

        2.4 綜合通信

        由于在規(guī)劃和建設(shè)線網(wǎng)運營線路時,通常采取分階段實施的方式,部分區(qū)域可先行建設(shè)。因此,考慮到這種分階段實施的線網(wǎng)線路特點,在設(shè)計骨干網(wǎng)架構(gòu)時,可按分區(qū)域接入的方式進行設(shè)計,各區(qū)域分別獨立成環(huán),在物理上使用單獨的光纜接入中心的核心三層交換機,中心的核心三層交換機在建設(shè)初期,就要考慮并預(yù)留足夠的接入條件,在IP設(shè)計地址規(guī)劃時也應(yīng)充分考慮不同區(qū)域、子系統(tǒng)間的網(wǎng)段隔離和路由便利性。另外,為了節(jié)省光纜成本,后建區(qū)域的光纜路徑,如果無法直接連接到中心,可根據(jù)建設(shè)情況,由已建成的區(qū)域延伸到后建區(qū)域。

        3 結(jié)語

        網(wǎng)絡(luò)化運營的行車組織更靈活,能為乘客提供更便捷的出行服務(wù),將吸引更多的乘客。網(wǎng)絡(luò)化運營能實現(xiàn)各線路的車輛、場段、控制中心、培訓(xùn)設(shè)施以及運維人員等資源共享,優(yōu)化運維成本。因此,無論是乘客方還是運營方,都期待建成有軌電車線網(wǎng)。在該背景下,有軌電車信號控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足網(wǎng)絡(luò)化運營需求。結(jié)合有軌電車線網(wǎng)的特色需求,將網(wǎng)絡(luò)化運營的新需求分配到信號控制系統(tǒng),全面滿足網(wǎng)絡(luò)化運營需求,進一步提升系統(tǒng)的綜合性能,將為有軌電車信號系統(tǒng)的發(fā)展指明方向。

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