城市轨道交通信号自动控制系统发展现状

刘皓

摘 要：随着国家的发展，城市轨道交通发展迅速，呈现出建设类型多样、建设势头强劲、在建城市数量众多的特点。城市轨道交通由于其运行不间断、密度大、速度快等优点，正朝着网络化、智能化、自动化的方向发展，给交通信号系统带来了新的压力和挑战。信号系统控制是城市轨道交通的重要组成部分，是保证系统正常、安全运行的核心基础。目前，自动控制系统在城市轨道交通信号中起着主导作用，极大地提高了通行能力、交通安全性和节能降耗。只有选择合适的自动控制信号系统，避免过于复杂，进一步规范管理，才能促进城市轨道交通建设的可持续发展。

关键词：城市轨道;交通信号;自动控制;系统发展现状

引言

城市轨道交通系统属于工业系统安全中的重要组成部分，延续了工业控制系统的的特点和特殊性因轨道交通主要用于运载乘客，其危险系数高，更为高效和便捷，同时，最近几年无线通信的快速发展和宽带网络的技术为这个行业带来了新的发展机会，也产生了一些威胁。导致轨道交通系统相较于之前产生发生了很大的变化主要表现在：运营规模扩大;运营网络化渐渐明显;客运量增多;车间隔缩短。对此运营网络化趋势和客运量的不断增加这一形式，城市轨道交通信息安全面临着严峻的威胁。

1轨道交通信号系统构成分析

1.1车站信号系统

车站信号系统主要作用是在进路始端位置设置信号防护，运行过程中需要检查进路是否处于空闲状态、检查进路之间是否存在冲突、检查道岔位置是否正确，在确保道岔位置正确，敌对进路没有建立并锁在未建立状态，以及进路处于空闲状态下，才能开放防护进路的信号机。而等到列车驶入进路后，防护进路的信号机会立即关闭。车站信号系统运行期间，涉及到联锁技术的应用，以此确保进路、道岔以及信号之间的操作顺序合理规范，并进行三者的相互制约，起到保证行车安全的作用。

1.2列车运行控制系统

该系统应用的主要作用体现为运输能力控制、运行速度控制等，地铁列车运行控制系统包括列车自动防护系统（ATP）、列车自动驾驶系统（ATO）、列车自动监控系统（ATS）三个子系统。我国高铁目前分两个等级，时速200km/h的CTCS-2和时速300km/h以上的CTCS-3列车运行控制系统。CTCS-2由TCC列控中心系统、ZPW-2000A轨道电路系统、CTC分散自律调度集中系统、列控车载设备系统、应答器、信号专用安全局域网等设备构成，CTCS-3在CTCS-2的基础上增设了RBC无线闭塞中心系统、GSM-R无线通信系统设备主要设备。

2城市轨道交通信号系统发展过程中的常见问题

2.1维护方式不统一

虽然城市轨道交通信号系统在城市轨道发展过程中发挥着重要的作用，但是其具体应用和发展的时候还存在一些突出性的问题，这些问题的存在影响着其应用优势的发挥。很多企业在维护支持方式方面缺乏统一性，如部分企业采用预防性计划修，即遵循日巡查、月巡查、季度巡查、年度整治的顺序进行故障检修，部分企业则采用预知性状态修，即利用CBTC系统监督运行状态，结合故障显示情况展开维修等。信号系统在不同线路上选择的维护支持方式不尽相同，所以工程建设的时候，由于用户并不能对信号系统有充分的了解，对其应用优势也不能完全掌握，使维护功能无法发挥。再加上城市轨道交通运输量在增加，用户对运行的要求也越来越明朗，所以缺乏维护支持方式的统一性和用户不断发展的需求之间存在较大的矛盾。

2.2过度依赖人工进行维护

信号的维护支持工作不能将信息技术有效地应用其中，导致维护管理工作往往需要借助人工才能够完成，特别是在进行数据分析处理的时候如果应用人工，会使工作量成倍增加，严重影响工作效率。而且在城市交通网密集度不断丰富的背景下，人工维护的负担也在不断增多，在有限的时间内很难达到预期的维护效果，很多情况下会出现漏检的情况，这样也导致最终采集到的信息完整度较差，不能将此类信息作为系统下一阶段发展规划的参考依据，从而限制了交通信号系统的发展速度。

2.3信息处理结果科学性较低

信号维护支持系统对正线设备信息数据分析和处理过程相对简单，只需要负责对报警反馈信息的收集和处理即可，但是却不能分析报警信息的由来。轨道交通的线轮长度较大，如果在接收预警信息后却不能锁定信息来源，这也将影响后续检修工作的顺利展开，增加了维修时间成本的投入。而且部分城市还没有形成比較完善的信息处理体系，在对信息进行处理时，很容易导致处理结果片面性较强，降低了采集数据的实用价值。

3城市轨道交通信号自动控制系统发展现状

3.1ATO子系统的列控方式

ATO系统包括轨道电路的信号系统以及通信的信号系统。采用了分级速度信号系统和目标距离信号控制系统两种方式。一般来说，分级速度信号系统的应用要规定好信号系统的电路，采用阶梯式的速度曲线，进行速度信息的传递。同时为了保证列车追踪运行的安全性，ATO系统不断发送距离信息以及速度曲线，缩短列车之问的运行，并在列车规定的运行权限之内进行控制。

3.2ATP子系统控制方式研究

列车运行的过程中，分级控制系统的呈现方式为速度曲线形式，地面设备传递速度信息以及口和出口的速度，同时需要控制列车的速度，发挥分级速度信号控制系统的效能。此外闭塞分区根据信号设备、线路数据以及行车的速度的变化，做好出口速度的控制，通过闭塞区再增加一个闭塞区提高安全性能。最后，目标距离信号控制系统根据列车传输前进的数据信息，需要根据线路数据信息，合理规划行车速度，证列车运行的安全性。

3.3ATS子系统控制方式

ATS子系统主要包括自治分散型、集中控制型和集中监视分散控制型。其中自治分散型作为衍生控制系统，可以进行自动化监督和管理，软件的功能比较齐全，能够直接对列车进行控制。而集中控制型的特点为过于集中，需要较高的通信功能，能够控制全部列车，传输的数据与安全有关的信息，涉及控制设备比较少。此外，集中监视分系统的优势在于可以散控制型不直接参与列车的控制，但是基于调度计划，可以达成对列车运行情况的实时监督，减少了控制中心的任务量。即使中心出现故障的时候，也不会影响列车的正常运行。

结语

总之，随着我国城市化进程的深入推进，作为一种便捷的交通工具，城市轨道交通正发挥着其不可替代的作用和优势。与此同时，轨道交通与信号控制系统息息相关，只有应用合理的自动信号控制系统，才会实现交通高效有序运行、保障人们出行安全、预防发生事故、缓解交通压力的目标。为此要加大对信号控制系统技术的创新和研发，最终促进城市轨道交通事业的可持续发展。

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