摘" 要：為了提高有軌電車運行效率，減少司機操作復(fù)雜度，分析我國列控系統(tǒng)進路控制存在的問題，結(jié)合現(xiàn)代有軌電車的進路控制功能需求，提出適用于有軌電車的車載自動進路控制方案及人工進路控制方案?；谒岢龅姆桨笇崿F(xiàn)過程中涉及到的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行設(shè)計，主要包括車載數(shù)據(jù)庫進路信息、車載自動進路觸發(fā)距離，最后結(jié)合場景實例對車載系統(tǒng)的進路控制流程進行介紹，為后續(xù)車載進路控制技術(shù)的發(fā)展提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：列控系統(tǒng)；現(xiàn)代有軌電車；進路控制；車載數(shù)據(jù)庫；自動進路觸發(fā)距離

中圖分類號：U492" " " 文獻標(biāo)志碼：A" " " " 文章編號：2095-2945（2025）08-0129-04

Abstract： In order to improve the operating efficiency of trams and reduce the complexity of drivers' operations， this paper analyzes the problems existing in the route control of China's train control system， and combines the route control function requirements of modern trams， a vehicle-mounted automatic route suitable for trams is proposed. Control plan and manual route control plan. Based on the proposed scheme， the key data involved in the implementation process are designed， mainly including the route information in the on-board database and the trigger distance of the on-board automatic route. Finally， the route control process of the on-board system is introduced based on scenario examples， which will provide a certain reference for the subsequent development of on-board route control technology.

Keywords： train control system; modern tram; route control; on-board database; automatic route trigger distance

由于有軌電車造價低、施工時間短等優(yōu)勢，國內(nèi)許多城市將有軌電車作為城市軌道交通建設(shè)的首選。目前國內(nèi)有軌電車主要由司機人工駕駛，列控系統(tǒng)提供安全防護[1]。有軌電車與地面道路交通混合運行，運行環(huán)境更為復(fù)雜，需要司機根據(jù)電車所處位置進行相應(yīng)進路的辦理，因此需要車載系統(tǒng)能夠具有更強的自主處理能力，為司機提供更多的列車運行信息[2-4]。目前我國列控系統(tǒng)主要由地面設(shè)備進行進路辦理，并根據(jù)當(dāng)前進路辦理情況將列車移動授權(quán)發(fā)送給車載設(shè)備，車載設(shè)備被動接收行車許可，司機根據(jù)列車安全防護曲線操作列車運行[5-6]。

研究能夠支持車載自動進路辦理及司機人工進路辦理的車載系統(tǒng)有利于提高有軌電車的運行速率，降低司機駕駛操作的復(fù)雜度。

1" 車載進路控制功能需求

T/CAMET 07004—2018《現(xiàn)代有軌電車信號系統(tǒng)通用技術(shù)條件》中定義了有軌電車信號系統(tǒng)車載進路控制宜具備下列控制模式[7-8]。

車載自動控制模式：當(dāng)有軌電車接近道岔區(qū)時，車載系統(tǒng)（Carborne Controller，CC）根據(jù)有軌電車位置和運行計劃，把有軌電車進路信息發(fā)送給正線道岔控制系統(tǒng)（Tram Switch Controller，TSC）后，由其在滿足聯(lián)鎖條件時轉(zhuǎn)換道岔、排列進路并開放信號。

車載人工控制模式：有軌電車接近道岔區(qū)時，由人工操作車載顯示終端進行進路控制請求，TSC根據(jù)請求的進路指令在滿足行車聯(lián)鎖條件時轉(zhuǎn)換道岔、排列進路并開放信號。

2" 車載進路控制方案設(shè)計與實現(xiàn)

2.1" 整體方案設(shè)計

CC提供人機接口供司機設(shè)置進路申請模式，當(dāng)司機設(shè)置進路申請模式為車載自動進路模式時，CC自動向TSC申請進路；當(dāng)司機設(shè)置進路申請模式為車載人工進路模式時，CC不會自動向TSC申請進路。

2.1.1" 車載自動進路

CC通過中心調(diào)度下發(fā)行程信息或司機選擇行程信息。列車自動監(jiān)控系統(tǒng)（Automatic Train Supervision，ATS）與CC通信狀態(tài)良好時，電車早間測試結(jié)束后，中心調(diào)度員根據(jù)當(dāng)天運營計劃選擇相應(yīng)行程下發(fā)給CC；當(dāng)ATS與CC通信狀態(tài)斷開時，由司機駕駛電車定位后到達正線指定的可投入運營的站臺停車，根據(jù)當(dāng)天運營計劃及車載人機界面提示選擇相應(yīng)的運營行程。

司機設(shè)置進路申請模式為車載自動進路模式，CC從車載軌道數(shù)據(jù)庫中獲取該行程信息，當(dāng)電車到達指定進路觸發(fā)區(qū)域時自動將進路申請發(fā)送給TSC，TSC接收到來自CC列車進路申請指令時，檢查信號機、區(qū)段、道岔和敵對條件等相關(guān)條件滿足要求后，建立并鎖閉對應(yīng)的列車進路，開放進路信號，將進路開放信息反饋給CC，CC根據(jù)接收到的進路開放信息進行安全速度曲線計算。

CC規(guī)定時間內(nèi)持續(xù)向TSC申請進路，直至接收到TSC的進路開放信息；超出規(guī)定時間仍未接收到TSC的進路反饋信息（包括進路開放、進路未開放），CC導(dǎo)向安全側(cè)（按照前方信號未開放處理），斷開與TSC的通信。若自動申請進路成功后，電車未越過信號機時，信號機關(guān)閉，CC應(yīng)自動重新申請進路，直至接收到TSC的反饋信息。

車載自動進路控制流程如圖1所示。

2.1.2" 車載人工進路

車載人工進路由司機按照車載人機界面（Train Operator Display，TOD）的提示操作選擇道岔前進方向，為保證電車運行安全，司機進行人工進路選擇時電車應(yīng)處于停車狀態(tài)。

司機設(shè)置進路申請模式為車載人工進路模式，當(dāng)電車在信號機前方停車，CC通過TOD提示司機進行道岔方向選擇，司機選擇道岔方向后CC從車載軌道數(shù)據(jù)庫中查詢到相應(yīng)的進路ID，自動將進路申請發(fā)送給TSC，TSC接收到來自CC列車進路申請指令時，檢查信號機、區(qū)段、道岔、敵對條件等相關(guān)條件滿足要求后，建立并鎖閉對應(yīng)的列車進路，開放進路信號，將進路開放信息反饋給CC，CC根據(jù)接收到的進路開放信息進行安全速度曲線計算。

CC規(guī)定時間內(nèi)持續(xù)向TSC申請進路，直至接收到TSC的進路開放信息；超出規(guī)定時間仍未接收到TSC的進路反饋信息，CC導(dǎo)向安全側(cè)（按照前方信號未開放處理），斷開與TSC的通信。若自動申請進路成功后，電車未越過信號機時，信號機關(guān)閉，CC應(yīng)自動重新申請進路，直至接收到TSC的反饋信息。

若司機道岔選擇方向錯誤，CC無法查詢到相應(yīng)的進路信息，CC提示司機重新進行道岔方向的選擇。

車載人工進路控制流程如圖2所示。

2.2" 車載數(shù)據(jù)庫設(shè)計

2.2.1" 行程信息

為方便司機選擇行程信息，車載人機界面對可選擇的行程信息進行提示。為保證司機選擇行程信息時電車的運行安全，僅支持電車在站臺區(qū)段為司機提示行程信息，同時為了滿足車載PIS報站功能，車載數(shù)據(jù)庫中行程信息設(shè)計時應(yīng)考慮行程的起始區(qū)段、結(jié)束區(qū)段及站停區(qū)段。

最終設(shè)計的行程信息數(shù)據(jù)包括行程類型、行程編號、電車運行此行程所需的起始區(qū)段列表、結(jié)束區(qū)段列表、站停區(qū)段列表及進路列表等信息。

行程信息具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計見表1。

2.2.2" 人工進路信息

人工進路信息應(yīng)將信號機與其所防護的進路信息建立聯(lián)系，根據(jù)司機人工選擇的道岔方向可以確定一條唯一的進路。

人工進路信息包括信號機編號及其防護的所有進路信息。人工進路數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計見表2。

2.3" 車載自動進路觸發(fā)距離設(shè)計

參考地鐵ATS進路觸發(fā)距離的計算原理，對車載自動進路觸發(fā)距離進行設(shè)計[9-10]。車載自動進路觸發(fā)距離應(yīng)保證最差條件下，CC發(fā)送進路申請到接收到TSC的進路辦理失敗反饋觸發(fā)制動期間列車不會越過防護信號機。

CC自動觸發(fā)進路的觸發(fā)區(qū)段的最小長度為

式中：vpsr為當(dāng)前線路最高限速；TCC_cycle為CC信息處理周期，即CC判斷滿足自動觸發(fā)條件的時間或CC判斷進路辦理失敗；TCC2TSC為CC將進路申請命令發(fā)送給TSC的傳輸延時；Trouteset為TSC收到進路申請命令到進路建立，再到防護信號開放的時間；TTSC2CC為TSC將進路反饋信息發(fā)送給CC的傳輸延時；SEB為CC輸出緊急制動后制動距離（考慮安全余量）。

3" 車載系統(tǒng)進路控制實現(xiàn)

以圖3為例，假設(shè)虛線部分表示信號機S1所防護進路的觸發(fā)區(qū)域，行程1為正常運營環(huán)路，可在站臺P1或P2投入運營或退出運營；行程4為非運營收車行程，在站臺P1投入運營，站臺P2退出運營后回庫。

車載數(shù)據(jù)庫行程信息數(shù)據(jù)及人工進路信息數(shù)據(jù)配置見表3、表4。

列車位于圖中所示位置時，CC車載進路控制處理流程如下。

3.1" 車載自動進路

1）CC檢測到當(dāng)前進路申請模式為車載自動進路模式。

2）CC接收到ATS/司機設(shè)置的運營行程為4，加載車載數(shù)據(jù)庫中行程4的所有數(shù)據(jù)。

3）CC基于自身車頭沿運行方向向前搜索到防護信號機S1。

4）CC判定當(dāng)前電車處于信號機S1防護進路的進路觸發(fā)區(qū)域，CC從行程4的進路列表中查詢與信號機S1匹配的進路編號12。

5）CC將進路12的進路辦理申請發(fā)送給TSC。

6）接收到TSC的進路12開放信息后，更新前方目標(biāo)點信息及安全速度曲線；若規(guī)定時間未接收到TSC信息或接收到進路12未開放，計算安全速度曲線時仍保持前方目標(biāo)點為信號機S1。

3.2" 車載人工進路

1）CC檢測到當(dāng)前進路申請模式為車載人工進路模式。

2）CC基于自身車頭沿運行方向向前搜索到防護信號機S1。

3）CC檢測到當(dāng)前電車已停穩(wěn)且當(dāng)前處于信號機S1防護進路的進路觸發(fā)區(qū)域。

4）CC通過TOD提示司機選擇道岔方向。

5）CC接收到司機道岔方向選擇為“左”。

6）CC根據(jù)信號機S1查詢車載數(shù)據(jù)庫中與道岔方向“左”相匹配的進路編號11。

7）CC將進路11的進路辦理申請發(fā)送給TSC。

8）接收到TSC的進路11辦理成功反饋后，更新前方目標(biāo)點信息及安全速度曲線；若規(guī)定時間未接收到TSC信息或接收到進路11未開放，計算安全速度曲線時仍保持前方目標(biāo)點為信號機S1。

4" 結(jié)束語

本文總結(jié)分析了有軌電車車載進路控制功能需求，提出了能夠滿足需求的車載進路控制方案，基于所述方案設(shè)計了車載數(shù)據(jù)庫及車載系統(tǒng)處理機制。目前此方案已成功應(yīng)用于湖北黃石有軌電車項目一期工程，可以為后續(xù)有軌電車車載進路控制技術(shù)研究提供借鑒。隨著新型列控技術(shù)、智能檢測技術(shù)等的發(fā)展，未來城市軌道交通可進一步實現(xiàn)車載自主進路控制。

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