移动闭塞原理及行车组织

摘要： 随着轨道交通发展的日新月异，原有的自动闭塞、准移动闭塞信号系统已远远满足不了现有的行车间隔对运送乘客的需求。移动闭塞信号系统是在自动闭塞，准移动闭塞基础上发展而来，它通过车载设备和轨旁设备不间断的无线双向通信来实现列车的准确定位，信号系统可以根据列车实时的速度、位置和线路情况，动态计算出列车的最大制动距离，列车的长度加上这一最大制动距离并在列车后方加上一定的防护距离，从而保证列车的运行安全，最大限度地发挥移动闭塞信号系统行车间隔能力，通过分析探讨移动闭塞原理和方法，不断提高优化行车组织水平，实现安全、正点、舒适、快捷的运营服务宗旨。

关键词：轨道交通移动闭塞自动控制系统行车组织

中图分类号：[F530.81]文献标识码：A

城市轨道交通自诞生以来，一直在城市的交通体系中扮演主角地位。但随着城市的不断发展，城市人口不断增加，城市居民出行日益频繁，其过去的固定闭塞设备已经远远满足不了城市轨道交通行车密度大、站间距离短、移动速度快、载客能力强的发展需要。移动闭塞信号系统由此应运而生。

一、移动闭塞的简介

移动闭塞就是通过车载设备和轨旁设备不间断的无线双向通信, 信号系统可以根据列车实时的速度、位置和线路情况,动态计算列车的最大制动距离。列车的长度加上这一最大制动距离并在列车后方加上一定的防护距离，便组成了一个与列车同步移动的虚拟分区。由于保证了列车前后的安全距离，两个相邻的移动闭塞分区就能以很小的间隔同时前进，这使列车能以较高的速度和较小的间隔运行，从而提高运营效率。

二、移动闭塞系统构成及基本功能

列车自动控制系统ATC是城市轨道交通系统中实现行车安全、缩短列车运行间隔、提高列车运行质量的保证，是移动闭塞信号系统的重要设备。ATC系统主要有ATP、ATS、ATO三个子系统构成。ATP是列车自动防护系统，ATS是列车自动监控系统，ATO是列车自动运行系统。这三个子系统互相独立又互相联系，其中由于ATP子系统能够保证列车自动运行的安全，是ATC系统的核心。

（一）ATP系统的主要功能

1、安全停车点的防护

2、测距与测速

3、速度监督与超速防护

4、列车间隔控制

5、车门控制

（二）ATS系统的主要功能

1、集中控制功能

2、集中显示功能

3、列车运行时刻表管理功能

4、运行数据记录与统计功能

5、仿真功能

6、监测与报警功能

（三）ATO子系统的主要功能

1、站间自动驾驶

2、车站定位停车

3、列车区间运行时分的定时控制

4、车门控制

5、记录运行信息

三、基于通信的移动闭塞的基本原理及特点

基于通信的移动闭塞ATP系统不依靠轨道电路，而是采用交叉感应电缆环线、漏缆、裂缝波导管或无线通道等方式实现车地---地车之间双向数据传输，监测列车位置使地面信号设备可以得到每一列车连续的位置信息和列车运行其它信息，并根据此计算出每一列车的运行权限，并动态更新发送给列车，列车根据接收到的运行权限和自身的运行动态计算出列车运行的速度曲线。车载设备保障列车在该速度曲线下运行，ATO子系统在ATP（分为轨旁ATP和车载ATP）保护下，控制列车牵引、巡航及惰行、制动、追踪列车间隔之间应保持一个“安全的距离”，这个最小安全距离是指后续列车的指令停车点和前车尾部的确认位置之间的动态距离。这个安全距离允许在一系列最不利情况存在时，仍能保证安全间隔，也可以说是安全制动距离。列车安全间隔距离信息是根据最大允许速度、当前停车点位置、线路等信息计算出来的。信息被循环更新，以保证列车不断到实时信息。因此，在保证安全的前提下，能最大程度的提高区间通过能力。

移动闭塞的特点：

1、实现车地---地车之间双向、连续、实时、高速度、大容量的信息传输；

2、列车定位精准度高；

3、列车运行权限更换快；

4、不受牵引回流的影响；

5、轨道设备简单、可靠性高；

6、缩短了列车追踪间隔，提高通过能力；

7、能适应不同性能列车的运行。

三、移动闭塞的行车组织

在移动闭塞的前提下，车－地之间可以实现连续式通信控制级（CTC），列车的行车凭证是车载信号的显示速度码，列车可以实现AM/SM驾驶。

CTC模式下，轨旁信号机处于关闭状态，不起任何作用。列车以运营时刻表的参数实现运营次序，此时列车以AM-C/SM-C模式驾驶，可以实现进路自排。一旦系统ATP检测到不安全因素或运营停车点，根据系统ATP计算出来的速度曲线，以AM驾驶的列车可以实现自动减速和停车；以SM驾驶的列车可以由人工操作减速和停车，在安全停车点或运营停车点处停车。当不安全因素消失或运营停车点取消后，已停车的列车重新自动获得移动授权。OCC或车站可以根据实际列车运行情况通过ATS发出诸如扣车、多停、跳停等列车控制或调整指令。其速度曲线示意图及行车组织示意图如下：

图（1）ATP系统保护下列车运行速度曲线示意图

图（2）ATP系统保护下行车组织示意图

从上图（1）和（2）可以看出，实现行车组织意图依靠的是一台大型联动机。须要指出的是，即便未从ATS收到或ATS未发出数据，ATC系统仍能够使用一些预先设定的默认参数（标准速度和停站时间）完全进行列车操作。也就是说，即便没有ATS的行车指令，车－地之间仍能实现双向通信。

四、移动闭塞的降级模式及行车组织

（一）根据信号提供的条件确定列车的运行模式

1、信号具备移动闭塞（CTC模式）功能时，使用ATS系统控制列车运行，列车凭车载信号显示以AM/SM驾驶。如本文第六点所述。

2、信号具备点式ATP（ITC模式）功能时，采用进路行车法组织行车，列车凭地面信号及车载信号显示以SM-I/AM-I模式驾驶。此时通过应答器作用，地面信号处于自动点灯状态，列车根据收到的速度码及地面信号机开放的绿色灯光实现移动授权。其原理如本文第四点所述。

进路行车法的概念：以始端信号机和终端信号机之间为一条进路，同一条进路只能由一列车占用。采用进路行车法时，除了可以组织ITC列车运行外，还可以实现CTC与ITC列车的混跑。如图（3）所示：

3、信号具备联锁功能但不具备点式ATP功能时，采用区段进路行车法组织行车，列车凭地面信号显示以URM模式人工驾驶。

区段进路行车法的概念：除长大区间以外，一般以一个站间区间为一条区段进路，列车以地面信号显示作为进入区段进路的凭证。一个区段进路内只准一列车运行。当列车调度员下达了采用区段进路行车法的命令后，由车站在LOW上手动排列进路，当车站确认区段进路空闲后，才可以排列下一列车进入区段的进路。如图（4）所示：

4、联锁故障的区段，采用电话闭塞法组织行车，凭路票以URM模式人工驾驶列车。采用电话闭塞法组织行车时，由车站根据一个站间区间的行车间隔控制好列车运行。

五、结束语

随着城市轨道交通的迅猛发展，为之服务的移动闭塞信号系统也将迎来革命式的发展势头，就目前来说，处于世界领先水平的当属西门子移动闭塞信号系统（广州地铁四号线）和阿尔卡特移动闭塞信号系统（广州地铁三号线）。从另一个角度来说，由于移动闭塞信号系统的专业性、复杂性和技术性及持续发展性，我们必须摆脱目前冰山一角式的肤浅认识，继续深入其中进行全面的探讨和研究，以为未来城市轨道交通的建设提供更好的服务。

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