王宗琰

（蘭州市軌道交通有限公司，甘肅 蘭州730000）

0 引言

促進(jìn)城市發(fā)展的主要基礎(chǔ)之一是城市軌道交通體系，不斷發(fā)展城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)，是提高城市軌道交通體系運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益的重要基礎(chǔ)，是確保居民安全出行的重要保證。城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)的發(fā)展關(guān)乎整個(gè)城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，為此軌道交通信號(hào)系統(tǒng)控制方式的選擇，將會(huì)對(duì)城市軌道交通系統(tǒng)的投資建設(shè)資金、控制經(jīng)營(yíng)成效以及后期維修成本帶來極大的影響[1]。在日后的城市規(guī)劃建設(shè)中，需要加強(qiáng)對(duì)于軌道交通信號(hào)的控制力度，只有做好城市軌道交通信號(hào)控制的管理工作，才能為城市軌道交通系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供保證。

1 城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)

1.1 概述

城市軌道交通在城市交通網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著極為重要的價(jià)值及作用，在城市交通建設(shè)中需要提前做好信號(hào)系統(tǒng)控制及優(yōu)化工作，從根本上保障城市交通系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性?，F(xiàn)今城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的價(jià)值作用日益凸顯，更需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況開展城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)控制工作，充分發(fā)揮城市軌道交通系統(tǒng)在社會(huì)發(fā)展中的促進(jìn)作用。在我國(guó)信息技術(shù)發(fā)展水平不斷提升的背景下，制定適應(yīng)城市發(fā)展的軌道交通信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)方案，可提升信號(hào)系統(tǒng)信息的輸出傳遞效率，而信號(hào)系統(tǒng)工作效率的全面提升能夠確保城市軌道交通運(yùn)行安全。認(rèn)真落實(shí)軌道交通信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)維護(hù)方案，做好信號(hào)系統(tǒng)后期維護(hù)工作，提升設(shè)備故障應(yīng)急處置能力，加強(qiáng)城市軌道交通信號(hào)控制外部風(fēng)險(xiǎn)防控水平，可徹底解決城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)有關(guān)問題，保障城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)安全性[2]。

1.2 重要性

城市軌道交通信號(hào)控制在城市軌道交通系統(tǒng)中發(fā)揮著極為重要的作用，高效率的信號(hào)控制系統(tǒng)可從根本上保障城市軌道交通系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為了確保城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，需要在實(shí)際應(yīng)用過程中借助已轉(zhuǎn)化使用的先進(jìn)科研成果，確保在城市列車運(yùn)營(yíng)期間，軌道信號(hào)控制系統(tǒng)順利實(shí)現(xiàn)列車進(jìn)站引導(dǎo)、車地信息傳輸以及自動(dòng)調(diào)整列車運(yùn)行速度等功能。

第一，城軌交通信號(hào)控制系統(tǒng)的使用，對(duì)于城軌列車的安全行駛以及穩(wěn)定性運(yùn)行起到了重要保障作用。因城市軌道列車的行駛速度快、行車間隔小，為此在整體運(yùn)行過程中需要借助軌道交通信號(hào)系統(tǒng)對(duì)城市列車進(jìn)行合理化控制，保障城市列車能夠順利執(zhí)行停靠、通行以及加速等動(dòng)作。

第二，軌道交通信號(hào)系統(tǒng)控制的方式選擇能夠在提升城軌列車運(yùn)行效率以及有效維護(hù)信號(hào)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備方面起到間接性保障作用。因現(xiàn)代城市軌道列車在快速運(yùn)行中有極大的概率出現(xiàn)相關(guān)設(shè)備損壞情況，而這種狀況的發(fā)生與城市軌道交通信號(hào)控制方式的選擇有著極大關(guān)聯(lián)性。借助城市軌道交通信號(hào)控制方式的選擇，能夠減少對(duì)于信號(hào)設(shè)備元器件以及信號(hào)系統(tǒng)使用設(shè)備的磨耗損壞程度，為此需要選擇性能更加有效、結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化的軌道交通信號(hào)控制方式[3]。

2 城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)控制方式

2.1 ATS系統(tǒng)控制方式

2.1.1 集中控制

集中控制方式是指信號(hào)系統(tǒng)對(duì)城市軌道列車運(yùn)行開展控制管理?？蓪?duì)列車的進(jìn)出站方式以及列車的運(yùn)行計(jì)劃進(jìn)行控制，其使用電纜傳輸作為信號(hào)系統(tǒng)信息傳輸?shù)闹匾緩?，完成?duì)列車運(yùn)行期間信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)以及沿線車站數(shù)據(jù)的有效傳輸。集中控制方式主要體現(xiàn)為集中控制各信號(hào)設(shè)備，也恰恰因?yàn)樵O(shè)備的集中性控制，導(dǎo)致控制設(shè)備在整體控制系統(tǒng)中的負(fù)荷量較大，如果集中控制系統(tǒng)發(fā)生問題，將無法有效開展協(xié)調(diào)管理工作，因此集中控制方法在具體應(yīng)用過程中存在一定弊端及問題。

2.1.2 集中監(jiān)控分散控制

集中監(jiān)控分散控制方式是對(duì)列車的運(yùn)行計(jì)劃和調(diào)整進(jìn)行控制管理，但不直接控制列車整體運(yùn)行。具體應(yīng)用過程中，所設(shè)置的控制中心是維護(hù)城市列車運(yùn)行的主要控制機(jī)構(gòu)，而沿線各車站負(fù)責(zé)控制和監(jiān)管列車的進(jìn)出站及運(yùn)行過程。使用集中監(jiān)控分散控制型方式，當(dāng)控制中心子系統(tǒng)故障時(shí)，可自動(dòng)降級(jí)為車站自動(dòng)控制；當(dāng)軌旁設(shè)備故障時(shí)，故障設(shè)備管轄區(qū)域的列車按照切除ATP使用非限制人工駕駛模式運(yùn)行，應(yīng)用此方式，即使部分設(shè)備故障也不影響列車運(yùn)行的安全性，大大降低了設(shè)備因素對(duì)地鐵可靠運(yùn)營(yíng)的影響。

2.1.3 自治分散

在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展水平不斷提升的背景下，城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)也得以更新與發(fā)展，自治分散系統(tǒng)則是由此衍生發(fā)展來的控制系統(tǒng)。自治分散型控制系統(tǒng)結(jié)合了集中控制與集中監(jiān)控分散控制系統(tǒng)二者的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，借由控制中心對(duì)城市列車調(diào)度以及城市列車運(yùn)行情況進(jìn)行全面監(jiān)控管理，而列車進(jìn)站、出站等狀態(tài)的管理則是由各個(gè)車站進(jìn)行監(jiān)控管理，控制中心和各車站均能實(shí)現(xiàn)對(duì)列車開展直接性控制功能，當(dāng)控制中心設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)可由車站代替控制中心實(shí)現(xiàn)列車控制管理。自治分散方式中控制中心和各車站均可控制列車運(yùn)行，系統(tǒng)的應(yīng)用可靠性和靈活性優(yōu)于集中監(jiān)控分散控制方式以及集中控制方式，但其所需要的設(shè)備數(shù)量相對(duì)較多，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)軟件性能要求較高[4]。

2.2 ATP控制方式

2.2.1 分級(jí)速度控制方式

采取分級(jí)速度控制方式是以單個(gè)閉塞分區(qū)為單位，根據(jù)列車運(yùn)行的速度分級(jí)，對(duì)列車運(yùn)行進(jìn)行速度控制。該控制方式下，由ATP的地面設(shè)備為正在運(yùn)行的城軌列車提供下一閉塞分區(qū)的有效數(shù)據(jù)信息，ATP地面設(shè)備通過通信傳輸與列車的車載設(shè)備建立相互聯(lián)系，起到列車運(yùn)行速度自動(dòng)調(diào)整的目的。在列車行駛至下一閉塞分區(qū)前，對(duì)城市列車的進(jìn)站、出站速度提前進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)將相關(guān)行車數(shù)據(jù)信息傳輸至列車中，確保列車對(duì)閉塞分區(qū)的真實(shí)線路情況等數(shù)據(jù)以及閉塞情況有全面了解，使運(yùn)行列車能夠根據(jù)閉塞分區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行運(yùn)行速度的調(diào)整。

2.2.2 目標(biāo)距離速度控制方式

目標(biāo)距離速度控制方式是采用以連續(xù)的一次制動(dòng)速度控制為列車制動(dòng)模式的方式，根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)速度及列車自身有關(guān)性能確定列車的制動(dòng)曲線，而不再設(shè)定各閉塞分區(qū)的速度等級(jí)。目標(biāo)距離控制方式對(duì)城市軌道列車實(shí)施控制，ATP設(shè)備通過利用地面設(shè)備為行駛中的城市軌道列車提供前方數(shù)據(jù)信息、入口數(shù)據(jù)信息等數(shù)據(jù)信息，根據(jù)目標(biāo)距離、線路參數(shù)和列車自身的性能計(jì)算確定一次連續(xù)的制動(dòng)速度控制曲線，由此軌道列車能夠進(jìn)行合理判斷，調(diào)整與之相適應(yīng)行車速度。同時(shí)管理人員也可借助ATP設(shè)備向運(yùn)行列車發(fā)出命令，借助命令控制運(yùn)行列車，確保城市軌道列車的安全通行。目標(biāo)距離速度控制方式，使用的地面設(shè)備數(shù)量有所減少，可降低設(shè)備投資、運(yùn)營(yíng)及維護(hù)成本。

2.3 ATO控制方式

ATO控制是利用地面信息及列車實(shí)際運(yùn)行速度信息，自動(dòng)完成對(duì)列車的啟動(dòng)、牽引、制動(dòng)和惰行等控制，其對(duì)于提高列車運(yùn)行效率、提升乘客乘坐舒適度及節(jié)省能源方面有積極作用。ATO控制除實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛功能外，還能實(shí)施列車自動(dòng)折返及列車車門控制。

ATO自動(dòng)駕駛是通過地面設(shè)備向列車傳輸?shù)孛婢€路情況、道岔狀態(tài)、前方列車位置等信息，車載設(shè)備通過對(duì)列車實(shí)際運(yùn)行速度和ATP最大運(yùn)行速度及目標(biāo)速度的比較，結(jié)合已收到的區(qū)間坡道、彎道等地面線路實(shí)況，自動(dòng)控制列車實(shí)施牽引或制動(dòng)，以完成列車自動(dòng)駕駛的控制方式。ATO通過地面設(shè)備傳輸?shù)木€路信息及前方列車位置，考慮到安全因素，計(jì)算出到達(dá)安全停車點(diǎn)之前的行駛速度，并自動(dòng)控制列車制動(dòng)系統(tǒng)跟隨列車制動(dòng)曲線運(yùn)行[5]。

ATO控制列車實(shí)現(xiàn)ATB無人自動(dòng)折返，是指列車根據(jù)地面信號(hào)提供的線路數(shù)據(jù)以及實(shí)際運(yùn)行速度和位置，輸出控制命令，指揮列車進(jìn)入折返線。當(dāng)列車收到停車信號(hào)后，啟動(dòng)列車換端指令，列車完成換端后發(fā)出進(jìn)站指令，列車運(yùn)行至站臺(tái)停穩(wěn)，至此無人自動(dòng)折返作業(yè)完成。車載設(shè)備對(duì)自動(dòng)折返全過程實(shí)施監(jiān)督，當(dāng)出現(xiàn)列車速度超過目標(biāo)速度、運(yùn)行方向錯(cuò)誤、駕駛室意外解鎖等不利情況，列車啟動(dòng)緊急制動(dòng)。

ATO控制列車車門自動(dòng)開門，是指ATO確認(rèn)列車到達(dá)定位停車區(qū)域，ATO發(fā)出“列車停站”信號(hào)，ATP確認(rèn)列車為零速度，列車接收允許開門信號(hào)，控制車門自動(dòng)打開，并將車門開門信號(hào)發(fā)送至站臺(tái)屏蔽門控制系統(tǒng)，使得站臺(tái)屏蔽門與列車車門對(duì)應(yīng)打開。

3 結(jié)論

總而言之，為了推動(dòng)我國(guó)城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展，需要進(jìn)一步加強(qiáng)城市軌道交通信號(hào)控制管理水平，推動(dòng)城市軌道交通信號(hào)控制技術(shù)的智能化、科技化發(fā)展，確保城市軌道列車運(yùn)行安全穩(wěn)定。