现代有轨电车信号系统及技术关键的研究

徐连军

【摘要】随着我国城市化水平的不断提高，现代有轨电车已被越来越多的城市广泛采用，它以快速、环保、运能大的特点已成为一种新兴的公共交通方式。本文对现代有轨电车信号系统以及关键的技术近一步研究，以供同仁参考借鉴。

【关键词】有轨电车；信号系统；关键技术

引文：有轨电车定位于中等运量的城市快速公交系统，运输能力介于传统公汽与地铁轻轨之间。其运行于钢轨上，运行方式与地铁及轻轨相似，但是通常在部分路段与其他地面交通方式交叉，没有完整的独立路权，因此，有轨电车的信号控制系统有别于地铁和轻轨，对现代有轨电车信号系统的研究具有一定的实际意义。

一、 应用有轨电车的优势

（1）有轨电车属于公共交通的一种，除了重视车辆外形的美观度外，还需与城市景观相协调。对现有的轨道选型与接触网技术进行改进，以促进有轨电车与城市发展相协调，最大限度的减少破坏城市景观。

（2）我国的旧式有轨电车其噪音与震动都较大，且造成的环境污染较为严重。在有轨电车发展的过程中，逐渐通过电力进行牵引，避免汽车尾气造成的环境污染，车辆依靠径向转向架技术与弹性车轮技术，消减与吸收车辆的震动与冲击力。轨道通过无缝线路与弹性垫层相结合的形式，车辆噪音则是依靠围裙技术降低辐射，且在有需要的地段设置声屏障，以有效降低震动与噪音。

（3）有轨电车属于城市轨道中的一种中低运量的交通。单向高峰客运量是 0.3-1.9 万人次 /h，介于公共汽车与地铁轻轨之间，在中等城市中利用，可形成骨干线路，而在大城市中却可用作辅助路线公交。有轨电车与轻轨、地铁的造价相比，资金成本投入较低具有较大的优势，多数城市均可承担，具有良好的经济性。

二、现代有轨电车信号控制系统探讨

2.1现代有轨电车信号系统结构

根据现代有轨电车信号系统的功能，可将该系统分为运营调度子系统、正线岔区控制子系统，路口信号子系统，车辆段计算机联锁子系统，地面感应线圈等几部分，

2.2信号控制系统分析

（1）正线道岔控制系统：正线道岔控制系统控制全线所有正线区段的道岔转辙机、轨道区段及相关信号机。正线道岔控制系统在中心控制、车载控制模式下，安全性由本地控制机中的联锁关系保证；在本地控制模式下，安全性由区段占用检查设备保证。在各种操作模式下，最大程度的保证了列车的安全性。以下分别对该系统的主要设备进行探讨。

（2）联锁控制机：由于正线本系统的重要性，同时为了最大程度保证使用的可靠性，联锁机需采用 "二取二"安全硬件结构。同时为了满足系统集成化、小型化维护简单的要求，应尽量选择采用全电子联锁技术，该制式联锁制式设备具有体积小，安装方便、维护少的特点，能够很好地适应有轨电车控制系统的使用要求，目前该制式已有相当成熟的设备。

（3）路口信号优先控制系统：现代有轨电车与地面其他交通方式在路口共享路权，有轨电车定要求运行快速，但是作为公共交通的一种，不能不顾其他路口及车辆的通行需求，是否允许其通过路口应统筹路口的交通状况综合考虑，由此提出了路口信号优先控制系统。目前该系统主要由集中控制和分散控制两种模式。集中控制的方式通过本系统的路边设备采集车辆位置信息，车辆接近时，由路边设备发送接近信息至路口交通控制机，由路口交通信号控制机综合计算是否给予优先通行。

三、现代有轨电车的关键技术分析

（1）区域控制方案。有轨电车全程保持卫星定位，调度中心定位主要针对运营全局的监视和应急情况下的指挥； 车载定位装置无须电子地图显示、主要负责定位信息的实时计算。在车辆进入预先设定的 "判定范围"内时，车载设备结合车辆位置信息、车速和已知的交叉口位置信息等，启动预计到达时间的计算，并通过短程通信以一定时间间隔将 "优先请求信号"发送至具备有 "信号优先判定模块"的路边设备，由路边设备根据当前信号灯相位并结合当时行车状况，选择延长或缩减相位为有轨电车车辆显示绿灯。

（2）集中控制方案。在有轨电车上装载 BD /GPS，车辆通过 GPRS 向控制中心发送本车位置信息，该信息通过公共交通信号优先系统处理，从控制中心通过光缆向交警控制中心的智能交通信号控制主机发送优先信号； 然后通过智能交通信号系统接口对系统进行控制干预，以达到优先的目的。

3.1正线道岔控制系统主要负责对正线道岔进行联锁控制，实现道岔区段内道岔、信号机、轨道区段之间正确的联锁关系及进路控制的安全。道岔控制系统普遍采用联锁集中控制和车载遥控控制2 种模式。联锁集中控制模式下，车载子系统根据 BD/GPS 系统获取当前位置，通过DCS 数据通信系统把位置信息传输给控制中心，同时控制中心通过轨旁有线通信网络获取道岔控制系统的道岔、信号灯状态，并显示在中心调度员界面上； 在电车接近岔区并读取入口处的电子标签后响应本地控制单元的呼叫，本地控制单元识别该电车后将信息发给控制中心，中心根据该电车的运行计划向相应的道岔控制子系统发送进路控制信息； 通过轨道占用检测设备 （计轴/轨道电路） 检测车辆位置，控制中心可以自动办理进路，远程控制转辙机； 在联锁站车控室设道岔单操控制盘，当控制中心设备或通道故障以及运行需要时可以转为车站人工控制。车载遥控控制模式下，司机驾驶车辆进入道岔控制区域后自动取得控制权，通过车载系统向本地控制单元发送指令，遥控道岔转动至需要的位置，道岔控制系统检查岔区的占用状态，在条件满足的情况下转动道岔，道岔动作到位后向转辙机发送锁闭指令，并且向进路表示器发送显示指令； 道岔自动锁闭、信号开放，车辆驶出道岔控制区域后自动失去控制权以保证不会因司机误操作造成道岔再次转动； 车辆取得控制权至车辆完全离开道岔区段期间，系统不授予其他车辆对道岔的控制权，并保证道岔锁闭，以保证运行安全； 有轨电车出清后，解除对转辙机的锁闭指令； 系统通过在地面安装电子标签的方式划分道岔区段和道岔控制区域，以无线的方式实现车载和地面控制设备之间的通信。

3.2常用的检测轨道区段内列车占用/出清的设备有50Hz 轨道电路、25Hz 轨道电路、计轴设备及电子标签。其中，轨道电路相对于计轴軌旁设备较多，与环境景观不相协调，不便于安装在路边，且两条钢轨容易受到外界金属物质的短路干扰，影响行车安全。计轴设备安装方便，轨旁设备少，不会影响线路两侧景观、不容易受到外界干扰、维护维修方便，因此，在现代有轨电车工程中，一般采用计轴设备作为道岔区段列车检测设备。

四.结束语：

有轨电车信号控制技术是对通信、信号等进行综合利用，并在超大带宽的基础上发展而来，构建城市轨道专用的无线通信网络，实现有轨电车的双向通信，促使我国有轨电车信号控制技术的一体化、信息化、网络化、智能化发展。有轨电车信号控制技术与城市道路交通的交通效率与统一规划等密切相关，需遵循相对优先通行、最少绿灯以及绝对信号优先等原则，避免有轨电车影响城市道路交通。

参考文献：

【1】周路菡. 现代有轨电车的崛起[J]. 新经济导刊，2013，09.

【2】叶芹禄. 论城市有轨电车及其系统的技术特性[J]. 铁道勘探与设计，2008，01.

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