張帆

摘? ? 要：近年來，隨著社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)代有軌電車在國(guó)內(nèi)大中城市發(fā)展迅速，車輛、供電、信號(hào)控制等各項(xiàng)技術(shù)日趨成熟，但如何合理開展現(xiàn)代有軌電車研究仍顯不足，前期研究未充分考慮線路客流及運(yùn)營(yíng)成本，規(guī)劃建設(shè)未能有效處理與其他交通方式的銜接關(guān)系，造成多數(shù)有軌電車線路在運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)客流低、運(yùn)營(yíng)嚴(yán)重虧損、競(jìng)爭(zhēng)力難以提升、事故頻發(fā)等問題。結(jié)合成都有軌電車蓉2號(hào)線現(xiàn)代有軌電車示范線規(guī)劃建設(shè)研究經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)提煉切實(shí)可行的有軌電車研究體系，為后續(xù)有軌電車項(xiàng)目建設(shè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代有軌電車信號(hào)系統(tǒng);關(guān)鍵技術(shù)

1? 引言

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，城市軌道交通事業(yè)得到迅速發(fā)展。有軌電車作為一種城市輕型軌道交通運(yùn)行方式，以經(jīng)濟(jì)、便捷、環(huán)保、節(jié)約等優(yōu)勢(shì)逐步得到應(yīng)用。信號(hào)控制系統(tǒng)作為現(xiàn)代有軌電車運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)條件，起到保證運(yùn)行安全、提高運(yùn)行效率的重要作用。因有軌電車運(yùn)行環(huán)境特殊，與地面車輛與行人易存在路權(quán)沖突，其信號(hào)控制方式方面與其他類型軌道交通存在差異。

2? 信號(hào)系統(tǒng)主要特點(diǎn)

有軌電車具有多種路權(quán)形式，一般分為：專有路權(quán)、混合路權(quán)和共享路權(quán)。專有路權(quán)和共享路權(quán)形式應(yīng)用較少，一般選擇混合路權(quán)方式。在混合路權(quán)形式下，有軌電車信號(hào)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：①道岔一般采用集中或分散自動(dòng)控制，并具有車載遠(yuǎn)程遙控和道旁控制功能;②具有路口優(yōu)先權(quán)控制功能;③無自動(dòng)駕駛功能，一般采用車載監(jiān)督下的人工駕駛;④具有運(yùn)營(yíng)調(diào)度管理功能，但相對(duì)簡(jiǎn)單;⑤正線多采用埋入式轉(zhuǎn)轍機(jī)，環(huán)境防護(hù)等級(jí)要求高。

3? 現(xiàn)代有軌電車信號(hào)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)探討

3.1? 現(xiàn)代有軌電車的路權(quán)

現(xiàn)代有軌電車沿著特定的軌道運(yùn)行，其軌道可以設(shè)置在高架、地面和地下，線路比較靈活，在地面運(yùn)行時(shí)不可避免地會(huì)與社會(huì)車輛存在共同通過平交路口的問題，此時(shí)現(xiàn)代有軌電車的路權(quán)直接影響著行車效率和交通壓力。有軌電車的路權(quán)一般分為三種：獨(dú)立路權(quán)、半獨(dú)立路權(quán)和非獨(dú)立路權(quán)。①獨(dú)立路權(quán)不允許和社會(huì)車輛混跑，屬于完全封閉的專用軌道，一般為高架橋、地下隧道或地面周圍完全封閉的通道。這種獨(dú)立路權(quán)的運(yùn)營(yíng)模式與地鐵類似，同時(shí)有軌電車的運(yùn)行速度也能達(dá)到很高以滿足更高要求的運(yùn)行間隔，此時(shí)為保障安全，不能仍依賴于司機(jī)目視行車，建議信號(hào)系統(tǒng)可以考慮增加ATP功能，同時(shí)相應(yīng)增加軌旁設(shè)備和車載設(shè)備。對(duì)于最小2min的行車間隔要求，甚至可以考慮增加ATO系統(tǒng)以滿足相應(yīng)需求。②半獨(dú)立路權(quán)是通過在有軌電車線路周圍設(shè)置柵欄等方式實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行通道的獨(dú)立，但有軌電車與其他交通仍存在共用平交路口，影響交通擁堵狀況。這種路權(quán)模式?jīng)]有獨(dú)立路權(quán)的有軌電車速度快，但考慮到存在較長(zhǎng)的封閉路段，建議必要時(shí)加入點(diǎn)式ATP系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)司機(jī)駕駛時(shí)的超速防護(hù)功能，以保障行車安全。③非獨(dú)立路權(quán)是有軌電車線路完全與車輛、行人混行，運(yùn)行速度較低，依靠司機(jī)目視行車，完全由司機(jī)保障行車安全，運(yùn)行效率比較低，因此一般采用傳統(tǒng)的有軌電車信號(hào)系統(tǒng)，僅對(duì)路口和道岔區(qū)實(shí)施防護(hù)。

3.2? 路口優(yōu)先控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)可分為定時(shí)信號(hào)控制和感應(yīng)信號(hào)控制。定時(shí)信號(hào)控制是在每個(gè)固定信號(hào)周期內(nèi)增加有軌電車專用相位，達(dá)到有軌電車優(yōu)先控制的目的;感應(yīng)信號(hào)控制根據(jù)路口的通行條件、交通流量、建設(shè)成本等因素綜合考慮，其控制方式分為絕對(duì)優(yōu)先方式、相對(duì)優(yōu)先方式和部分優(yōu)先方式三種。絕對(duì)信號(hào)優(yōu)先對(duì)橫向車流影響嚴(yán)重，僅適用于交通流量較小的路口;相對(duì)信號(hào)優(yōu)先綜合考慮列車位置、速度、安全制動(dòng)距離等因素，能夠兼顧有軌電車與社會(huì)車輛的通行效率，應(yīng)用較廣;部分信號(hào)優(yōu)先是有選擇地為有軌電車車輛提供優(yōu)先信號(hào)的策略，該策略的實(shí)現(xiàn)前提條件是控制系統(tǒng)必須提供額外的附加信息，以此來判斷哪一種車輛可以在交叉路口可以得到優(yōu)先通行，這同時(shí)也無形中增加了應(yīng)用的成本。

3.3? 運(yùn)營(yíng)調(diào)度

現(xiàn)代有軌電車運(yùn)營(yíng)調(diào)度是運(yùn)營(yíng)管理、行車指揮、監(jiān)督及報(bào)警管理和運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)的總稱。①運(yùn)營(yíng)管理：控制中心根據(jù)運(yùn)營(yíng)要求制定運(yùn)營(yíng)計(jì)劃，編輯時(shí)刻表，并將當(dāng)日運(yùn)行計(jì)劃時(shí)刻表下載至車輛基地終端，車輛基地根據(jù)該時(shí)刻表組織有軌電車運(yùn)營(yíng);②行車指揮：系統(tǒng)通過現(xiàn)代有軌電車定位系統(tǒng)接收所有在線有軌電車的位置信息，經(jīng)處理后將有軌電車所在位置動(dòng)態(tài)顯示在綜合表示屏及調(diào)度員工作站，調(diào)度員根據(jù)當(dāng)日運(yùn)行時(shí)刻表對(duì)在線有軌電車進(jìn)行行車指揮;③監(jiān)督及報(bào)警管理：系統(tǒng)內(nèi)的主要設(shè)備具有自診斷功能，一旦檢測(cè)到設(shè)備故障，該故障信息即可在控制中心調(diào)度員終端給出相應(yīng)報(bào)警信息;④運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)：根據(jù)運(yùn)營(yíng)計(jì)劃和通過現(xiàn)代有軌電車定位設(shè)備采集的有軌電車位置、時(shí)間及車次號(hào)等信息進(jìn)行運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)并生成相應(yīng)報(bào)表。運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)功能還可包括有軌電車管理及有軌電車修程統(tǒng)計(jì)等。車輛基地聯(lián)鎖可采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備，能對(duì)車輛基地內(nèi)的調(diào)車作業(yè)進(jìn)行集中控制，實(shí)現(xiàn)車輛基地內(nèi)進(jìn)路上的道岔、信號(hào)機(jī)和軌道區(qū)段的聯(lián)鎖功能，在保證車輛基地內(nèi)調(diào)車及出/入基地作業(yè)安全的同時(shí)向控制中心發(fā)送各種表示信息。

3.4? 智能車載控制技術(shù)

為進(jìn)一步增加系統(tǒng)的安全性和可用性，智能車載控制系統(tǒng)還增加了超速防護(hù)、后溜檢測(cè)和防護(hù)、遙控計(jì)軸復(fù)位等功能。車載通過接收地面環(huán)線上傳的速度限制信息，對(duì)列車進(jìn)行超速防護(hù)。當(dāng)列車速度接近限速時(shí)，車載控制系統(tǒng)給出聲音報(bào)警，若速度持續(xù)增大并超過限速時(shí)，車載控制系統(tǒng)輸出最大常用制動(dòng)，直至列車速度低于限速時(shí)，才停止輸出最大常用制動(dòng)。車載主機(jī)根據(jù)車載顯控終端上的司機(jī)激活操作確定列車的主控端，據(jù)此判斷列車的運(yùn)行方向，如果列車的運(yùn)行方向與此不一致，車載控制系統(tǒng)判斷列車處于后溜狀態(tài)，輸出最大常用制動(dòng)，并給出聲光報(bào)警，最大程度上防止列車后溜。當(dāng)列車運(yùn)行方向與主控端方向一致時(shí)，停止輸出最大常用制動(dòng)。因外界干擾等原因造成列車出清，但計(jì)軸仍報(bào)告占用時(shí)，司機(jī)確認(rèn)道岔區(qū)域無列車占用時(shí)，可點(diǎn)擊車載顯控終端上的計(jì)軸復(fù)位，此時(shí)車載信號(hào)系統(tǒng)通過環(huán)線，將計(jì)軸復(fù)位命令下達(dá)至地面控制系統(tǒng)，由地面控制系統(tǒng)將相應(yīng)的計(jì)軸進(jìn)行復(fù)位。

3.5? 車地信息傳輸

現(xiàn)代有軌電車通過道岔時(shí)，需要提供列車與軌旁道岔控制箱的無線傳輸通道以實(shí)現(xiàn)列車對(duì)道岔的遙控功能。這種車地信息傳輸通常采用基于感應(yīng)環(huán)線的傳輸和基于無線擴(kuò)頻的傳輸方式?；诟袘?yīng)環(huán)線的方式需在道床上設(shè)置感應(yīng)電纜環(huán)線，可實(shí)現(xiàn)車地雙向通信，是一種局部通信方式，安裝在軌道中間，不易受到破壞，但當(dāng)遙控道岔時(shí)，司機(jī)對(duì)列車所處的位置不好把控?；跓o線擴(kuò)頻的傳輸方式是采用2.4GHz或5.8GHz頻段的車地通信，這種方式抗干擾能力強(qiáng)，誤碼率低，同時(shí)軌旁只需安裝無線發(fā)送接收天線和設(shè)備，但這種方式需要列車在接近道岔時(shí)先建立與控制箱的連接才能實(shí)現(xiàn)對(duì)道岔的遙控，因此存在一定的延時(shí)。這兩種方式在成本上基本持平，需根據(jù)具體線路條件和運(yùn)營(yíng)需求進(jìn)行比選。

4? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代有軌電車具有經(jīng)濟(jì)美觀、節(jié)能環(huán)保和運(yùn)量適中等特點(diǎn)，我們必須結(jié)合有軌電車線路的運(yùn)行場(chǎng)景和工程條件等需求，同時(shí)針對(duì)各關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，才能設(shè)計(jì)出真正適用于不同有軌電車線路的可靠的信號(hào)系統(tǒng)方案，以保障運(yùn)營(yíng)安全和效率。

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