呂鋼

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)和交通行業(yè)的快速發(fā)展，技術(shù)的出現(xiàn)極大地改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)踐過程，很多現(xiàn)代設(shè)備使得民眾生活更加簡單、便捷。鐵路和城市軌道交通是現(xiàn)代社會(huì)不可避免的重要話題，是很多國家重點(diǎn)建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施。鐵路和城市軌道交通有著許多相似之處，將這兩者聯(lián)合在一起對(duì)比研究，能夠得到更好的效果。信號(hào)控制系統(tǒng)對(duì)鐵路和城市軌道運(yùn)行都是至關(guān)重要的，能夠確保交通運(yùn)輸秩序的正常運(yùn)行。文章將對(duì)鐵路和城市交通軌道信號(hào)控制系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比研究。

關(guān)鍵詞：鐵路;城市軌道交通;信號(hào)控制系統(tǒng)

引言

鐵路和城市軌道交通都是重要的現(xiàn)代化交通方式，其信號(hào)控制系統(tǒng)既存在相似之處，又存在明顯差異。論文將對(duì)鐵路與城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)的異同點(diǎn)進(jìn)行分析，其中相似點(diǎn)主要包括停車點(diǎn)防護(hù)控制、速度檢測(cè)與超速控制、列車運(yùn)行距離測(cè)量控制等，不同點(diǎn)包括信號(hào)系統(tǒng)構(gòu)成方式、信號(hào)設(shè)備組成結(jié)構(gòu)、閉塞制式等。

1鐵路與城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)概述

1.1鐵路信號(hào)控制系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀

鐵路是在近代由外國傳入我國的，在生產(chǎn)運(yùn)輸領(lǐng)域發(fā)揮了不可替代的作用，因此獲得了較快的發(fā)展。中華人民共和國成立之后，我國政府十分重視鐵路建設(shè)。開始在全國范圍內(nèi)大興鐵路建設(shè)，試圖通過鐵路運(yùn)輸將中國各地的民眾緊密聯(lián)系在一起，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。這些鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)奠定了現(xiàn)代鐵路發(fā)展的基礎(chǔ)，在一定程度上促進(jìn)了我國現(xiàn)在高鐵的發(fā)展。在鐵路剛傳入我國時(shí)，我國的經(jīng)濟(jì)、文化、科技水平比較落后，信號(hào)控制系統(tǒng)基本是直接沿用國外的模式，由國外鐵路承建商進(jìn)行統(tǒng)一建設(shè)。為了適應(yīng)不一樣的地理氣候條件，我國采用了來自許多不同國家的鐵路建設(shè)方案，這樣雖然能夠適應(yīng)全國各地不同特征帶來的缺陷，但是也造成了鐵路信號(hào)控制系統(tǒng)中存在著標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的情況，甚至體現(xiàn)為信號(hào)顯示都存在著較大的差異，并且設(shè)備極其簡陋。中華人民共和國成立后，我國鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)主要走的是獨(dú)立自主的道路。針對(duì)存在的技術(shù)難題，我國科研人員努力攻克，形成了具有我國特色的鐵路信號(hào)控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。由此以來，我國基本上在全國各地鐵路新建系統(tǒng)中都開始使用我國的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)的施工建設(shè)體系已經(jīng)逐漸完善，施工維修隊(duì)伍已經(jīng)掌握了豐富的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1.2城市軌道交通信號(hào)控制的發(fā)展和現(xiàn)狀

伴隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，以及國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市人口呈現(xiàn)出激增的態(tài)勢(shì)，使得城市交通運(yùn)輸壓力不斷增大。在此背景下，加強(qiáng)城市軌道交通建設(shè)具有較強(qiáng)的時(shí)代現(xiàn)實(shí)意義，地鐵、輕軌已經(jīng)成為了現(xiàn)代城市人群出行的首選交通方式。我國第一條城市軌道交通建設(shè)是在北京地鐵1號(hào)線，在1971年建成之后，實(shí)現(xiàn)了首次通車。由于國外的技術(shù)封鎖以及出于安全考慮，北京地鐵1號(hào)線使用的所有技術(shù)設(shè)備全部是由我國自行生產(chǎn)設(shè)計(jì)。但是由于當(dāng)時(shí)我國電子工業(yè)水平比較落后，因此造成北京地鐵1號(hào)線使用的城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果比較差。城市軌道交通建設(shè)耗費(fèi)的資金較大，當(dāng)時(shí)由于經(jīng)濟(jì)并不發(fā)達(dá)，導(dǎo)致對(duì)城市軌道交通建設(shè)的需求也不高，造成了國內(nèi)城市軌道交通建設(shè)發(fā)展十分緩慢。截止到1995年，我國僅有北京、上海、天津三個(gè)大型城市開展了地鐵運(yùn)行。當(dāng)時(shí)我國與國外的國際關(guān)系已經(jīng)開始好轉(zhuǎn)，國外逐漸取消了對(duì)我國的技術(shù)封鎖。因此，大量城市軌道交通建設(shè)當(dāng)中使用的交通信號(hào)控制系統(tǒng)開始整套進(jìn)口。這些來自國外發(fā)達(dá)國家的交通信號(hào)控制系統(tǒng)的水平比較高，控制效果比較好，運(yùn)行十分穩(wěn)定。但是采購的成本十分高，使得地鐵建設(shè)的整體建設(shè)成本不斷增大。

2鐵路與城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)的相似點(diǎn)

2.1停車點(diǎn)防護(hù)控制

交通信號(hào)控制系統(tǒng)是軌道交通運(yùn)行安全的重要保障，在停車點(diǎn)防護(hù)控制設(shè)計(jì)方面，鐵路和城市軌道交通的安全停車點(diǎn)都是根據(jù)危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行定義的。危險(xiǎn)點(diǎn)即列車超越后可能發(fā)生危險(xiǎn)的臨界點(diǎn)，需要在其前方設(shè)置安全防護(hù)段。其控制原理是根據(jù)對(duì)列車速度的檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算出緊急制動(dòng)曲線，確保列車不會(huì)超越危險(xiǎn)點(diǎn)。同時(shí)可以在防護(hù)段設(shè)定滑行速度值，使列車在制定停車點(diǎn)前停下。

2.2速度檢測(cè)與超速控制

鐵路和城市軌道交通信號(hào)控制都非常重視列車速度檢測(cè)，并采取超速防護(hù)（ATP）措施，對(duì)列車行駛速度進(jìn)行限制。超速防護(hù)系統(tǒng)的速度限制功能一般分為兩種，即固定限制和臨時(shí)性限制。其中，固定速度限制功能通過設(shè)置最大允許速度，對(duì)列車的正常行駛速度進(jìn)行控制，具體設(shè)計(jì)值取決于軌道線路參數(shù)。臨時(shí)速度限制功能則是在線路維修和施工時(shí)采取的臨時(shí)限速措施。通過采用超速防護(hù)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)列車行駛速度的嚴(yán)密監(jiān)控，一旦其行駛速度超過限制，會(huì)立即發(fā)出警告，并啟動(dòng)緊急制動(dòng)措施，確保列車行駛的安全性。

3鐵路與城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)的不同點(diǎn)

3.1信號(hào)系統(tǒng)構(gòu)成方式

從上述分析中可以看出，鐵路和城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)在控制原理等方面具有許多相似之處，但是從其具體控制實(shí)現(xiàn)方式來看，還存在許多差別。其中，鐵路信號(hào)控制更關(guān)注于如何提高鐵路運(yùn)行速度和運(yùn)營能力，而城市軌道交通信號(hào)控制則關(guān)注于行車密度和追蹤間隔。由于信號(hào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)不同，兩者在系統(tǒng)構(gòu)成方式上存在較大差異。城市軌道列車主要由ATC系統(tǒng)與車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)構(gòu)成，可完成列車運(yùn)行信息檢測(cè)和運(yùn)行防護(hù)控制等任務(wù)，其信號(hào)等僅有三種，即紅燈、綠燈和月白燈。鐵路信號(hào)控制系統(tǒng)則由區(qū)間閉塞設(shè)備、連鎖設(shè)備、駝峰控制系統(tǒng)、自動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng)等組成，系統(tǒng)復(fù)雜性較高，控制功能也相對(duì)完善。

3.2信號(hào)設(shè)備組成結(jié)構(gòu)

從信號(hào)設(shè)備組成結(jié)構(gòu)及其控制功能的差異來看，鐵路與城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)的差異主要體現(xiàn)在以下幾各方面：（1）信號(hào)機(jī)布局，城市軌道交通的信號(hào)機(jī)通常布置在線路右側(cè)，采用LED信號(hào)燈。而鐵路信號(hào)燈設(shè)置則采取左向行車制，且采用的是色燈信號(hào)機(jī)，其組合形式多樣，含義較為復(fù)雜;（2）道岔控制，鐵路正線一般采用大號(hào)碼的可動(dòng)心軌道岔，由多點(diǎn)多臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)負(fù)責(zé)牽引，采用負(fù)荷閉鎖控制技術(shù)，設(shè)置有特殊電路，可防止列車超速過道岔。城市軌道交通正線通常采用9號(hào)道岔，停車段采用7號(hào)道岔，只需設(shè)置兩個(gè)牽引點(diǎn)，由兩臺(tái)轉(zhuǎn)轍機(jī)負(fù)責(zé)牽引;（3）聯(lián)鎖方式，城市軌道交通的車站一般不設(shè)置分支和道岔，不設(shè)地面信號(hào)機(jī)，聯(lián)鎖設(shè)備監(jiān)控對(duì)象遠(yuǎn)少于鐵路車站，聯(lián)鎖關(guān)系較為簡單。而鐵路則需要設(shè)置獨(dú)立的聯(lián)鎖系統(tǒng)，其控制水平低于城市軌道交通。

結(jié)語

文章對(duì)鐵路信號(hào)系統(tǒng)和城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)這兩者之間存在著許多異同。高速鐵路和城市軌道交通領(lǐng)域存在這許多理念上的一致，因此就可以適當(dāng)進(jìn)行技術(shù)移植改造，降低研發(fā)成本。目前我國在高速鐵路方面的技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位，但是城市軌道交通建設(shè)方面的主要技術(shù)和設(shè)備都是通過國外引進(jìn)。那么就需要有針對(duì)性地著重加強(qiáng)城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)的研究，掌握關(guān)鍵技術(shù)?？梢院侠斫梃b鐵路發(fā)展過程中的一些歷史經(jīng)驗(yàn)，以此來降低走彎路的可能性。結(jié)合當(dāng)前的時(shí)代背景以及我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的狀態(tài)，我國將成為一個(gè)技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新大國，有關(guān)鐵路和城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)方面的技術(shù)將會(huì)越來越先進(jìn)，引領(lǐng)世界范圍內(nèi)該行業(yè)發(fā)展。

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