铁路与城市轨道交通信号控制系统比较分析

吕钢

摘 要：随着经济和交通行业的快速发展，技术的出现极大地改变了传统的生产实践过程，很多现代设备使得民众生活更加简单、便捷。铁路和城市轨道交通是现代社会不可避免的重要话题，是很多国家重点建设的基础设施。铁路和城市轨道交通有着许多相似之处，将这两者联合在一起对比研究，能够得到更好的效果。信号控制系统对铁路和城市轨道运行都是至关重要的，能够确保交通运输秩序的正常运行。文章将对铁路和城市交通轨道信号控制系统进行对比研究。

关键词：铁路;城市轨道交通;信号控制系统

引言

铁路和城市轨道交通都是重要的现代化交通方式，其信号控制系统既存在相似之处，又存在明显差异。论文将对铁路与城市轨道交通信号控制系统的异同点进行分析，其中相似点主要包括停车点防护控制、速度检测与超速控制、列车运行距离测量控制等，不同点包括信号系统构成方式、信号设备组成结构、闭塞制式等。

1铁路与城市轨道交通信号控制系统概述

1.1铁路信号控制系统的发展和现状

铁路是在近代由外国传入我国的，在生产运输领域发挥了不可替代的作用，因此获得了较快的发展。中华人民共和国成立之后，我国政府十分重视铁路建设。开始在全国范围内大兴铁路建设，试图通过铁路运输将中国各地的民众紧密联系在一起，促进经济的发展。这些铁路基础设施建设奠定了现代铁路发展的基础，在一定程度上促进了我国现在高铁的发展。在铁路刚传入我国时，我国的经济、文化、科技水平比较落后，信号控制系统基本是直接沿用国外的模式，由国外铁路承建商进行统一建设。为了适应不一样的地理气候条件，我国采用了来自许多不同国家的铁路建设方案，这样虽然能够适应全国各地不同特征带来的缺陷，但是也造成了铁路信号控制系统中存在着标准不统一的情况，甚至体现为信号显示都存在着较大的差异，并且设备极其简陋。中华人民共和国成立后，我国铁路基础设施建设主要走的是独立自主的道路。针对存在的技术难题，我国科研人员努力攻克，形成了具有我国特色的铁路信号控制系统标准。由此以来，我国基本上在全国各地铁路新建系统中都开始使用我国的建设标准，相关的施工建设体系已经逐渐完善，施工维修队伍已经掌握了丰富的理论知识和实践经验。

1.2城市轨道交通信号控制的发展和现状

伴随着我国城市化进程的不断加快，以及国内经济的高速发展，城市人口呈现出激增的态势，使得城市交通运输压力不断增大。在此背景下，加强城市轨道交通建设具有较强的时代现实意义，地铁、轻轨已经成为了现代城市人群出行的首选交通方式。我国第一条城市轨道交通建设是在北京地铁1号线，在1971年建成之后，实现了首次通车。由于国外的技术封锁以及出于安全考虑，北京地铁1号线使用的所有技术设备全部是由我国自行生产设计。但是由于当时我国电子工业水平比较落后，因此造成北京地铁1号线使用的城市轨道交通信号控制系统的实际应用效果比较差。城市轨道交通建设耗费的资金较大，当时由于经济并不发达，导致对城市轨道交通建设的需求也不高，造成了国内城市轨道交通建设发展十分缓慢。截止到1995年，我国仅有北京、上海、天津三个大型城市开展了地铁运行。当时我国与国外的国际关系已经开始好转，国外逐渐取消了对我国的技术封锁。因此，大量城市轨道交通建设当中使用的交通信号控制系统开始整套进口。这些来自国外发达国家的交通信号控制系统的水平比较高，控制效果比较好，运行十分稳定。但是采购的成本十分高，使得地铁建设的整体建设成本不断增大。

2铁路与城市轨道交通信号控制系统的相似点

2.1停车点防护控制

交通信号控制系统是轨道交通运行安全的重要保障，在停车点防护控制设计方面，铁路和城市轨道交通的安全停车点都是根据危险点进行定义的。危险点即列车超越后可能发生危险的临界点，需要在其前方设置安全防护段。其控制原理是根据对列车速度的检测结果，计算出紧急制动曲线，确保列车不会超越危险点。同时可以在防护段设定滑行速度值，使列车在制定停车点前停下。

2.2速度检测与超速控制

铁路和城市轨道交通信号控制都非常重视列车速度检测，并采取超速防护（ATP）措施，对列车行驶速度进行限制。超速防护系统的速度限制功能一般分为两种，即固定限制和临时性限制。其中，固定速度限制功能通过设置最大允许速度，对列车的正常行驶速度进行控制，具体设计值取决于轨道线路参数。临时速度限制功能则是在线路维修和施工时采取的临时限速措施。通过采用超速防护系统，可实现对列车行驶速度的严密监控，一旦其行驶速度超过限制，会立即发出警告，并启动紧急制动措施，确保列车行驶的安全性。

3铁路与城市轨道交通信号控制系统的不同点

3.1信号系统构成方式

从上述分析中可以看出，铁路和城市交通信号控制系统在控制原理等方面具有许多相似之处，但是从其具体控制實现方式来看，还存在许多差别。其中，铁路信号控制更关注于如何提高铁路运行速度和运营能力，而城市轨道交通信号控制则关注于行车密度和追踪间隔。由于信号控制系统设计的出发点不同，两者在系统构成方式上存在较大差异。城市轨道列车主要由ATC系统与车辆段联锁系统构成，可完成列车运行信息检测和运行防护控制等任务，其信号等仅有三种，即红灯、绿灯和月白灯。铁路信号控制系统则由区间闭塞设备、连锁设备、驼峰控制系统、自动运行控制系统等组成，系统复杂性较高，控制功能也相对完善。

3.2信号设备组成结构

从信号设备组成结构及其控制功能的差异来看，铁路与城市轨道交通信号控制系统的差异主要体现在以下几各方面：（1）信号机布局，城市轨道交通的信号机通常布置在线路右侧，采用LED信号灯。而铁路信号灯设置则采取左向行车制，且采用的是色灯信号机，其组合形式多样，含义较为复杂;（2）道岔控制，铁路正线一般采用大号码的可动心轨道岔，由多点多台转辙机负责牵引，采用负荷闭锁控制技术，设置有特殊电路，可防止列车超速过道岔。城市轨道交通正线通常采用9号道岔，停车段采用7号道岔，只需设置两个牵引点，由两台转辙机负责牵引;（3）联锁方式，城市轨道交通的车站一般不设置分支和道岔，不设地面信号机，联锁设备监控对象远少于铁路车站，联锁关系较为简单。而铁路则需要设置独立的联锁系统，其控制水平低于城市轨道交通。

结语

文章对铁路信号系统和城市轨道交通信号系统进行对比分析，发现这两者之间存在着许多异同。高速铁路和城市轨道交通领域存在这许多理念上的一致，因此就可以适当进行技术移植改造，降低研发成本。目前我国在高速铁路方面的技术已经处于世界领先地位，但是城市轨道交通建设方面的主要技术和设备都是通过国外引进。那么就需要有针对性地着重加强城市轨道交通信号控制系统的研究，掌握关键技术。可以合理借鉴铁路发展过程中的一些历史经验，以此来降低走弯路的可能性。结合当前的时代背景以及我国经济发展的状态，我国将成为一个技术研发创新大国，有关铁路和城市轨道交通信号控制系统方面的技术将会越来越先进，引领世界范围内该行业发展。

参考文献：

[1]胡亚波.现代铁路与城市轨道交通信号系统比较[J].数字通信世界，2018（11）：237+234.

[2]陈义政.铁路与城市轨道交通信号控制系统比较和展望[J].数字通信世界，2018（2）：118.