地铁自动化设备现状及展望

摘 要：目前全球正掀起了一股信息时代化的地铁建设热潮，城市建设规模的膨胀，包括人口的激增，造成地铁线的拥挤，通过实现信息自动化和地铁自动化可提高列车的发车频次，减少两站间的间隔时间，同时确保列车的最佳安全状态。笔者重点结合我国当前地铁自动化设备的现状进行了分析和展望。

关键词：自动化 地铁设备 中图分类号：U231+.8 文献标识码：A

在地下铁道行车调度控制中，应用电子计算机通过信息传输通道实时地收集有关行车的各种信息，经计算机应用程序进行处理，最后向区间和车站的各列车及地面信号发出控制指令（包括安排列车进路，控制列车速度，定点停车监视和调整列车运行），并在调度控制室内同时显示行车实际情况，并自动记录行车实迹。地下铁道运行自动化系统的功能包括低级阶段功能和高级阶段功能。低级阶段的基本功能是由自动闭塞、自动停车、车站联锁和调度集中控制来完成；高级阶段的基本功能则叠加行车指挥自动化和列车运行自动化中的 ATO系统以及若干自动检测设备。

1地铁综合自动化的组成

一般意义上，地铁自动化系统由三个层次组成，即管理层次、控制层次、设备层次。其中，地铁综合自动化的改观主要是体现在管理层次的信息综合治理，而控制层次及设备层次的控制信息仍各自相对独立。信息综合管控应该避免不分信息类别和监控管理的特殊要求，盲目将各专业类型的系统信息全部汇总在一起，这种信息综合汇总将使信息系统复杂且庞大，不便于一般技术人员进行日程维护和管理，降低了地铁系统整体信息的可靠性和安全性。如果有统一的数据平台进行汇总和交流，信息的安全性和稳定性就相对的好一些，否则，会有严重的安全隐患发生。

首先，地铁通信系统本身就是一个综合信息处理和服务系统，最好独立构成综合信息平台，拥有一家服务商，在控制中心可将多条地铁线路的通信系统再综合，共享数据，避免“政出多门”，在共享中心级信息资源的同时，彼此不发生数据传输的堵塞和误读。每条地铁线路的AFC应该是绝对独立的，在总控制中心实现每条地铁线路的票务信息整理，在综合到管控中心构成地铁综合票务管理系统。每条地铁线路的信号系统也应该是绝对独立的，可在控制中心实现多条地铁线路车辆信息综合，构建相对每一条地铁车辆的调度管理系统。然后，在管理电力（电力监控系统SCADA）、（车站环境与设备监控系统BAS）、（火灾自动报警系统FAS）的过程中，因为它们均属于车站设备监控系统，且系统类型和监控管理信息的处理方式基本相同，

轨道交通自动化的发展趋势是构建大型综合监控及管理系统。综合的概念不是单纯的系统集成，而是通过多个异构的自动化系统和设备之间的数据融合实现车站管理层和中心管理层的信息资源共享，降低设备投资和运营成本，综合自动化的成功与否取决于运营管理体制。因此，需要有一个“先分后总”的思想，这三个系统的监控信息适宜在车站管理层次进行信息汇总和处理后，再通过整个干线和骨干网，在控制中心组成大型机电设备综合监控管理系统。

2、国内地铁设备自动化发展现状

目前，各种先进的计算机联锁技术的广泛应用使得地铁设备和地铁工作方式发生了巨大的变化，比如Alcatel的VCC联锁、USSI的MICROLOCK联锁、Siemens的SICAS联锁、Alstom的VPI联锁、Westinghouse的SESTRACE联锁、Bombardier的EBILOCK联锁技术在城市轨道交通领域内得到了越来越广泛的应用，已经显示出了与传统的建筑领域、工业诸多领域的自动化水平之间彼此的差距，虽然尚有一定的差距有待时间的检验，但是，技术的推广所依赖的信息技术的快速提高，使之达到并驾齐驱，甚至是超越只是时间问题。

地铁的线路长、地下车站特殊的自然环境条件、多交叉专业、多种设备和系统的结合使整个自动化系统的复杂程度和结构组成不同于楼宇智能化，与工业自动化系统也有很大的差异。地铁车站自动化系统主要由车站环境与设备监控系统（BAS）、火灾自动报警系统（FAS）、电力监控系统（电力SCADA）、列车自动控制系统（ATC）、自动售检票系统（AFC）、闭路电视系统（CCTV）、公共广播、有线和无线通信系统等组成，上述系统直接服务于运营管理。目前，在我国国内投入运营的地铁基本采用上述系统完全独立方式，这种结构加重了全线通讯网络的负担，造成计算机硬件和软件资源的严重负担和浪费。由于设备管理界限划分过细，使得地铁管理、维护队伍庞大而复杂；由于不能形成统一管理，限制了地铁运营管理整体水平的提高。我国自行研发的信号控制系统正向综合自动化系统发展的过程中，其控制技术包括车辆溜放进站、溜放速度及机车推峰速度等的自动控制都需要硬件和软件的相互配合。在编组站采用解体作业过程控制系统、调车场尾部平面调车计算机联锁系统、编组站各车场计算机联锁系统、编组站车辆信息管理系统、枢纽调度监督系统、编组站车辆实时跟踪系统、编组站实时信息网等先进技术和设备，可实现编组站调度、管理、作业的全盘综合一体化传输。行车调度控制系统（CTC）也由原来的继电系统、半导体分立元件、集成电路时展到现在以计算机技术和现代通讯技术为基础的微机自动化阶段。高速铁路由于速度快、发车间隔小等特点，普遍采用新型的分散自律调度集中系统技术，分为网络安全防护和调度命令无线传输系统两个方面，无形中促进了无线设备得到了快速的应用。

3、地铁设备自动化发展趋势分析

随着计算机技术和网络通讯技术的沿用，国外地铁开始由多系统分散管理模式逐步向高度集中管理模式的方向发展，即逐步有分散走向组成地铁综合自动化系统的统一。通过计算机硬件和软件的资源共享，实现系统结构、设备管理层及维护系统的最优组合和设计，在选型标准化，工作流程化，使监控管理系统的服务商尽量统一、选型尽量统一（包括软件），供货商统一，最终实现地铁车站无人化管理，提高地铁运营的管理水平，同时还可以节约一次性投资和一系列后续投资。由于在我国的管理体制和管理模式的制约，综合自动化系统的推广应用受到了一定程度的限制，但随着现代化管理理念的建立和管理体制的深化改革，制度层面的改革呼之欲出，将来越来越多地会采用和接受地铁综合自动化解决方案，打破部门利益垄断，改变行政管理中的条块分割，实现地铁设备管理信息现代化。

4结束语

地铁的信息自动化系统要能够适应地铁建成后信息系统的升级和设备扩展的进一步需求，相关的电气设备的选型和系统的结构，应该满足服务人群的灵活性、开放性。在进行地铁信息综合自动化的设计中，在设计上应避免将系统复杂化，，应注意总结已有线路中存在的问题，善于借鉴其他领域自动化系统的成功经验，使系统设计更加合理处理好横向分流和纵向综合的关系，使综合后的自动化系统能够真正服务于地铁的长久管理。城市轨道交通是一个庞大的系统工程，建设周期长，单一设备、单项技术的先进性都是暂时性的；同时，先进的设备还要与先进的科学管理制度相结合，才能最大限度地发挥信息系统所具有的先进辅助功能。在各自独立的管理体制下不宜采用综合自动化方案，只有在运营管理经过整合采用综合管理体制的情况下，综合自动化才有实际的意义。