浅论城轨自动化系统

【摘要】在城市化快速发展的今天，全世界几乎所有国家均面临道路交通日益拥堵、出行能力不足的困惑。由于道路不能无限制的发展建设，通过新技术解决公路交通出行难，已成为不可或缺的重要举措，是交通事业发展的必然选择。文章对城轨自动化系统进行了讨论。

【关键词】城轨交通；自动化系统；

铁路运输具有运行速度快，运输能力大，线路成线状或网状，多属专有线路性质。铁路可以将乘客或货物输送到陆地的任何站点，其运输过程的发散性/开放性较强。列车的运行路线、行车计划极其严格，乘客出行方向、数量较易掌握；城轨交通的列车运行通常限定在市域，属客运系统。

城轨自动化系统包括机电设备监控系统（BAS/EMCS）、变电所自动化系统（pSCADA）、火灾报警系统（FAS）、综合监控系统（ISCS/MCS）、乘客信息系统（PIS/PIDS）以及与其相关联的通风空调、屏蔽门、电/扶梯、照明/导向、门禁、广播、闭路电视、自动售检票等系统。

一、城市交通信息化与自动化

城市公交系统不断推出智能交通系统，以求解决交通安全、节省能源、减少环境污染。提高既有交通基础设施的利用率，减少拥堵，实现安全、高效的客货运输，提高乘客出行的舒适度。ITS曾被解释为“智能交通系统强调系统性、信息的交互性以及服务的广泛性。其核心技术是电子技术、信息技术、通信技术、交通工程和系统工程。智能交通是基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。以信息收集、处理、、交换、分析、利用为主要特点，为交通参与者提供多样性的服务。在系统中，车辆靠智能技术在道路上自由行驶，将交通流量调整至最佳状态，管理、掌握道路状态和车辆的行踪。”

目前的现状可知，虽然有报道已研究出无人驾驶汽车，但上述目标仍远未达到。这可能是由于公交车辆运行的开放环境所造成。要达到车辆“自由”行驶，交通流量调整至最佳状态的高水平，必须解决自由与限制、有序与无序的关系，恐怕还要经历漫长的岁月。对存在的差异欠沟通、融合所致。同时，尽管随着脑科学、神经心理学等的研究，对人脑的结构和功能有了一定了解，但对人脑的神经系统内部结构和神经元的作用机制及人脑功能原理也知之甚少。因此，很难对智能给出确切的定义，造成了理论上对智能的定义有多种解释，实现智能交通的技术手段也甚为模糊，甚至颇有分岐。是否可以说，“智能”距城轨交通还很远。“智能”的提法只是前瞻意识，是人类努力的目标。

由于城轨交通具有专有线路，按线路运行的特点，已率先实现了列车的无人驾驶，并研究了适应线网所有列车集中管理、统一指挥的综合性运营自动化系统。根据城轨交通按线运行、线网内相关线路协调运行的特点。

城轨信息化与自动化系统，可由线路层/区域层及线网层构成的在线系统及在线系统的支撑系统或后台系统组成，在线系统通常可分为线路层、区域层及线网层3个层次。线路层是城轨交通实现列车运行与管理的基础，负责具体线路上列车行车指挥与列车运行的管理，设线路控制中心。线路之间列车运行的协调，通常由总调度员负责；区域层通常管理具有衔接、换乘关系的线路上的列车运行调整。区域层指挥中心的设置，通常根据线路之间的换乘，车辆类型及列车控制系统制式等因素确定。线网层根据线网的成熟度及线网规模而建立，统管线网内的所有列车。

二、城轨自动化系统效益

城轨交通原则上属于非赢利、面向广大中下层社会群体的服务性行业。通过信息化与自动化系统，将乘客出行难、出行过程的艰辛变成快乐、安全和快捷，无异于创造了财富。城轨交通的经济效益应从体现节省乘客时间、减少疲劳、减少交通事故，提高劳动生产率等内容所提高的经济效益以及替代公共交通产生的间接收益、城轨建成后促进沿路经济发展产生的收益等方面进行分析。

城轨交通的建设工程包括线路、建筑、轨道及车辆、各种机电系统。在实际运营中，对经济效益经常起促进作用的主要是车辆、机电设备和运营管理。换言之，前述的节约乘客出行时间的效益及减少乘客交通疲劳效益，主要体现于车辆、机电设备和运营管理的作用。以下内容，主要是说明机电系统，尤其是信号系统在城轨建设中，不仅仅可以提升线路的现代化水平，提升行车安全及效率。

对于城轨机电系统而言，产生的经济效益主要在于节省乘客在途时间、避免交通事故或防止或减少、弱化灾害所造成的损失，以及机电自动化系统自水平的提升而减少工作人员的劳动强度、防止人员错误操作造成的灾害以及减少管理和操作人员，提高效率等方面体现的经济效益。在机电系统中，通信、供电、乘客信息、环境控制、自动售检票、防灾及综合监控等系统，对行车安全、应急处理、改善乘客出行环境、改善劳动强度、提高事件的处理速度与能力、充分发挥机电系统的整体效能具有重要作用。由于增加机电系统所造成管理、设备、培训、维护及仪器仪表用房以及由于新增设备造成维修人员增加等造成经济效益的抵消等也是必须研究的内容。换言之，机电自动化系统的效益作用显箸，计算效益的难度却极高。

参照“上海城市轨道交通体系社会经济效益估算分析”，城轨交通对于国家、社会或交通使用者所产生的宏观国民经济效益远远超过其建设者或运营者本身的微观经济效益，极大地促进了所在城市和地区的经济发展。在实践中，由于城轨交通体系的外溢经济效益具有间接性和不易量化的特点，而通常不易被人理解。以上海市已建成并投入运营总长65km的1号线、2号线及3号线一期的三条线路为基础分析，客流直接吸引半径为600―800m，相邻车站客流直接吸引范围已接近重合，大大改善了轨道沿线的地面交通拥挤状况。经计算，2000年上海市轨道交通体系吸引地面客流实现的节约乘客出行时间效益为6.221亿元；2000年城轨交通减少乘客交通疲劳效益约为2.68亿元，由此可见城轨经济效益的一斑。

三、不断发展的城轨自动化系统

广州地铁虽然不是国内第一条地铁，但是技术革新一直走在前面。一号线采用的是较原始的楼宇自动化系统，二号线则采用针对城轨交通设计的机电设备监控系统。从三号线开始，就开始实施综合监控系统（广州地铁称为主控系统），将变电所自动化系统、火灾报警系统、机电设备监控系统、屏蔽门、防淹门等五个子系统集成在一起，并与广播系统、闭路电视系统、时钟系统、车载信息系统、车站信息系统、自动售检票系统、信号系统等进行互联。

综合监控系统采用统一的平台，将各专业各系统的信息综合在统一的数据库中，实现了多网合一，减少甚至省去了原来各专业实现本专业监控所需的网络设备和通信设备，但系统的安全可靠性以及功能却较大地提高，具有良好的性价比。

综合监控系统已在世界范围内的城轨交通工程中成功应用。世界各地有几十条上千公里的城轨交通应用了综合自动化监控系统，并且带来了良好的经济效益。新加坡城轨交通采用综合监控提高了自动化水平和管理水平，使得每个车站的管理人员大幅度减少，现在新加坡城轨交通每个车站管理人员仅为2-3名，是全世界最少的。所有的成功经验都证明综合监控系统的发展是是世界城轨交通发展的必然。

结语

在城轨交通快速发展的今天，越来越复杂的线路，越来越多的系统被纳入到线路中，为提高城轨交通运营的效率和水平，使城轨交通工程实现安全可靠、高效运营的目标，自动化系统的发展，已成为不可或缺的重要举措，是城轨交通事业发展的必然选择。

参考文献

[1]林茂德.深圳地铁BT模式的创新应用[J]。都市快轨交通，2009（6）

[2]魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术[J]。电子工业出版社，2011（3）