城市轨道交通信号控制模式探讨

摘要：随着我国城市人数的急剧上升与车流量的大量增加，大部分城市交通负荷越来越重。在城市发展中，城市轨道交通作为城市交通的重要组成部分，其应用范围的不断扩展，已经成为解决城市交通压力的重要方式，城市轨道交通主要具有便捷、安全、舒适等优势，因此，越来越多的城市开始进行城市轨道的建设。目前城市轨道交通主要包括：地铁与轻轨，为了确保城市轨道运输的有效性及安全性，必须采用技术含量高的信号控制系统对城市轨道交通进行控制，在整个城市轨道交通系统中城市轨道交通信号系统是体现轨道交通运行安全、高效的关键部分。基于此，城市轨道交通工作人员必须了解城市轨道交通信号系统的构成因素、传送方式等，只有熟练掌握信号系统的规律及原理，才能确保人们出行的安全性。

关键词：城市轨道交通；信号系统；功能

中图分类号：U213文献标识码： A

一、城市轨道交通信号系统的构成

城市轨道交通信号系统主要由列车自动控制（ATC）系统、联锁设备、轨道电路等组成。

作为城市轨道交通信号系统最重要的组成部分，列车自动控制（ATC）系统主要功能就是对行车指挥及列车运行自动化的一种最大限度地实现，同时起到确保列车安全运行及提高运输效率的作用，只有这样才能降低工作人员的工作量，对城市轨道交通的通行能力进行充分发挥。ATC（autom atic train control）系统主要有三部分构成，包括：列车自动防护（ATP―autom atic train protection）、列车自动运行（ATO―autom atic train operation）及列车自动监控（ATS―autom atic train supervision）。

ATP系统分为轨旁ATP和车载ATP，负责对列车的运行进行保护，对列车进行超速防护、车门监督和速度监督，保证列车的安全间隔。

ATO体系分为轨旁ATO和车载ATO，其使用的首要意图即是对“地对车操控”的一种完成，即是完成地上信息对列车运转情况的一种良好操控，并送出车门和屏蔽门同步开关信号。ATS体系首要有两部分中心ATS与车站ATS，其使用的首要意图就对列车运转监督及操控，包含：列车运转情况和设备的会集监督、主动摆放进路、主动列车运转调整、主动生成时刻表、主动记录实践列车运转图、主动进行数据计算以及各种报表的主动生成，辅佐调度人员对全线进行办理。联锁设备有中心联锁体系和车站联锁计算机，首要对室外设备信号机和道岔进行操控，摆放列车进路并传送进路信息给轨旁ATC设备。轨道电路首要用于传送轨道电路信息和ATP报文信息。

二、城市轨道交通信号系统方案

通常情况下在城市交通疏解任务中城市轨道交通线路承担着十分重要的任务，为确保人们出行的安全性，应采用完整的、先进的、高效的列车控制系统作为地铁信号系统。正线信号系统采用完整的列车自动控制（ATC）系统，由ATS、ATP、ATO、联锁设备组成。车辆段/停车场由联锁设备、微机监测设备、ATS分机等主要设备组成。目前城市轨道交通的信号系统主要有准移动闭塞和移动闭塞系统选择。

1、基于目标距离模式的准移动闭塞ATC系统

一般选用音频数字无绝缘轨道电路作为方针间隔形式，这种形式的主要特点为信息传输量较大及抗干扰才能很强。列车车载设备根据由钢轨传输而接收到的联锁、轨道电路编码、线路参数、操控办理等报文信息，连续对列车追寻运转及折返工作进行速度监督，最大极限对其进行超速防护，操控列车运转间隔，以满意规则的经过才能。由于音频数字轨道电路具有极大的传输信息量，可以将方针速度、方针间隔、线路状态等信息提供给车载设备，为计算出列车相适应的运转形式速度曲线，将ATP车载设备与固定的车辆性能数据进行充分地结合。

2、基于通信的移动闭塞系统（CBTC）

基于通信的移动闭塞列车控制系统具有极为先进的发展技术，是列车控制技术的发展趋势，是国际ATC先进水平的代表。是独立于轨道电路的高精度列车定位。CBTC系统为实现车与地、地与车间之间的双向数据通信，可以选用自由空间无线天线、交叉感应电缆环线、漏泄电缆以及裂缝波导管等方式进行有效通信。依据列车的位置信息及进路情况轨旁ATP设备可以有效对每一列车的移动权限进行准确计算，同时根据列车位置速度的变化不断更新数据，利用连续车地通信设备向列车进行信息的发送。依据接收到的移动授权及本身的运行状态车载设备可以对列车运行速度曲线及防护曲线进行有效计算，在ATP子系统的保护防御过程中，在该速度曲线下ATO子系统或人工驾驶控制列车可以正常运行。可以最大限度地实现后续列与前行列车尾部的紧密性，并始终处于安全距离范围内。在确保安全的基础上，CBTC系统可以实现区间通过能力的有效提高，同时不受轨道电路区段分割的限制。虽然CBTC系统在调试时因对现场环境要求高、调试周期较长等一些不尽如人意的地方，但是CBTC系统在具有自身优越性的同时已经成为城市轨道交通信号系统的首选方案。其相对于准移动闭塞系统的优越性是不可取代的。

三、城市轨道交通信号系统通信设备的传送方式

1、通过轨道电路进行传送

轨道电路不仅可以检测列车占用情况，也可以传递报文信息给车载设备。在轨道电路不忙的情况下，将轨道电路信息传送给联锁系统，当列车对轨道进行占用时，利用装置切换，并将发送轨道电路信息的作业进行停止，开始采用轨旁设备将ATP报文信息连续向钢轨进行发送，将接收和发送设备装置在列车底部，可将接收到的信息向车载设备进行传递，同时也可以向地面发送列车信息。

2、通过轨间电缆传送

单独沿着钢轨铺设一条线路，专门用于传送ATP报文信息，此方法安全可靠，但费用较高。

3、通过点式应答器传送

在轨道电路的部分地方进行应答器的设置，应答器的设置主要有两种形式：固定数据应答器与可变数据应答器。用于存储固定数据的应答器为固定数据应答器，可变应答器通过对中心进行控制来取得数据，将接收和发送天线安装在列车底部，当列车运行在应答器位置经过时可以感应到应答器的信息，然后进行双向数据交换，因为这种信息的传送不具有连续性，只能在一定位置才能进行接收，因此这些位置被叫做点式ATC。

4、通过无线方式进行传送

无线车地通讯首要选用无线方法，由操控中心来完成车载ATP/ATO的功用，使用无线交流器和轨旁无线单元AP与车载无线通讯设备进行时时数据的交流。通常状况下一个操控中心能够完成对一条线路上一切车站的操控，当操控中心设备发作毛病时，为了保证整条线路不呈现瘫痪表象，能够将车站现地工作站和车站ATS长途操控单元设置在车站。这样当操控中心呈现毛病以后，车站工作人员可通过车站现地工作站进行操作来完成联锁计算机的功用，ATS长途操控单元可代替中央ATS系统向联锁系统和轨旁设备发送有关信息，此时ATS长途操控单元所具有的信息不全部，但能够保证列车在本站的正常运转。

结束语

综上所述，城市轨道交通信号系统的主要目的就是对列车进行有效控制，完善城市轨道交通信号系统不仅可以提高运输效率，还可以确保整个列车运行的安全性及有效性，实现整个城市轨道交通信号系统的功能。

参考文献

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