地铁信号系统自动控制功能探讨

地铁信号系统自动控制功能探讨

李健民

成都地铁运营有限公司四川成都610000

摘要：伴随着社会经济的不断发展和进步，城市人口数量不断激增，这给城市的轨道交通带来了巨大的压力，也给人们的生活带来了很大的烦恼。地铁的出现直接对这一问题产生了较好的缓解，对当前的交通压力起到了很好的缓解作用。在地铁的实际使用中，地铁信号是否稳定将直接影响到整个地铁的安全运行，直接影响到地铁的安全性与稳定性。但是在实际使用中，由于环境等特殊性的影响，这些信号往往得不到较好的保障，因此，本文就对地铁信号系统的自动控制功能进行相关讨论。

关键词：地铁；信号系统；自动控制功能

1地铁信号系统自动控制技术

地铁信号系统中融合了自动控制技术不仅能促使地铁运行的安全性得到提升，同时也兼顾了灵活性和便捷性等优质特点。为了能促使自动控制技术在地铁信号系统中发挥出最大的作用，要求地铁信号系统中一定要兼顾以下几点功能：（1）列车自动驾驶系统。这项系统的应用主要是为了实现列车的动态调整，同时能实现列车的定点停车，在每站之间能进行自动运行。（2）列车自动监督系统。该系统的功能应用主要为能自动生成列车时刻表，并对全线运行的列车进行动态监督，保证列车能在规定的时间内达到每站，实现正点运行。（3）列车自动防护系统。该系统主要实现的是列车的定位和追踪，并且促使列车停靠位置能得到保障。以上的所有列车自动驾驶系统、监督系统以及防护系统构成了地铁信号的自动控制系统。当前阶段由于科学技术和计算机网络技术的快速发展已经在地铁系统中引入了全面的计算机联锁装置，给系统的整体性和有效性提供了极大的便利和保障，更促使信号的抗干扰能力得到了提升。

2地铁信号系统的影响因素

2.1软件故障和硬件故障

软件故障指的是基站的通信设备中的控制单元，传输和射频单元，多路转换器和线路板，以及开关电源的控制模块，光发送器和接收器，空调设备，内部设备由于一个问题的程序参数设置不当，导致设备不能在故障，这就是所谓的软件故障工作。硬件故障主要是外部设备的的破坏，例如电源开关，插座，信号发射器等的人为破坏，这些往往是可以通过后期的管理和维护进行有效地避免的。

2.2自身干扰因素

地铁自身的干扰因素主要为电讯号网络的系统产生的。根据其干扰频率的又可以将它具体分为同频干扰、邻频干扰两种。同频从字意可理解为网络通管这件事中具备一个频段上产生的干扰，以车地无线通双向网络在设置无线网络终端时，各个终端之间往往会覆盖产生一些强大的同频干扰，不利于网络的运输通。另外一种邻频干扰指系统的通信设备在不同设备间产生的干扰。就比如在2.4GHz的ISM频段的几个较近的信道中，如果频率较为接近就会产生一系列的强大的同频干扰。抛开这一点，在发射频率不一样的信道中，无线设备所发出的信号强度往往是处于减小的过程的，信道之间的也会产生同样的邻频干扰，这些干扰都会对通信传输产生一些比较明显的影响。

2.3外部干扰因素

车地无线双向通信网络的外部干扰因素一般是由通信设备之间的外部无线设备所产生的，比较常见的有无线路由器、手机、播放器等，随着手机等无线设备的广泛推广，WIFI信号已经逐步的出现在人们的视野中了，极大程度上有利于人们的生活和学习。但是它发射出的信号频率也是2.4Hz，和目前地铁线路的无线信号频率一样，所以这对地铁信号的传输带来了极大的不方便。

3地铁信号系统自动控制的基本功能

3.1列车自动监控子系统（ATS）的功能

ATS子系统负责对列车运行的情况进行自动监控，有以下基本功能：（1）列车识别功能。ATS人机界面的轨道显示列车识别号信息，包括列车车次号及列车运行方向，中央ATS可以自动生成列车识别号，由专业人士进行修改，或由列车向ATS发送此类信息。（2）列车追踪功能。ATS子系统根据列车位置、操作员请求及列车调整请求来完成列车的创建、删除及移动操作。（3）自动排路功能。ATS列车调整子系统提供自动列车进路，利用列车时刻表中的列车目的地号来自动排列列车进路，列车根据目的地号自动沿着线路运行，根据目的地号信息自动开放进路、停站以及在停靠站开/关车门。（4）列车自动调整功能。正常运营模式下，时刻表调整能够自动控制列车运行，将列车与时刻表（由运营管理者编制）之间的偏差降至最低。（5）列车运营时刻表管理功能。行车管理人员通过时刻表编辑软件离线编制多个列车运营时刻表，同时ATS提供在时刻表中增加车次、延长列车营运时间等在线调整功能。

3.2列车自动防护子系统（ATP）的功能

在防护子系统功能当中，主要目的是为了促使列车的运行能更加安全可靠，当中主要包含了以下几种基本功能：（1）列车的定位功能。通过列车的速度和距离以及运行线路等进行列车的定位分析，明确其位置的安全性与否，为列车和乘客提供进一步的安全保障。（2）追踪系统。在追踪系统中能根据列车所报告的位置来找到列车具体的地点。（3）列车速度校正功能。列车在运行的过程中会出现低速或者高速运行的现象，等列车中的传感器感受到了这样的的速度问题就会自动的进行提醒，保证列车运行速度能控制在合理的范围之内。（4）停车位置定位功能。停车的过程中能保证运行的速度下降，并与已经授权过的位置之间进行合理的匹配，将车辆运行到定点位置以后才真正的停靠。（5）防溜车功能。车在站台的停车位置上车辆一定要保持静止的状态。如果车辆系统检测到了列车出现物理性的位置移动，那么就会自动的采取紧急制动功能，保证车辆不出现溜车的问题。

3.3列车自动驾驶子系统（ATO）的功能

自动驾驶功能所谓自动驾驶功能主要指的是在车辆的正常运行轨迹中不需要人为控制进行驾驶，而是通过自动导航驾驶的方式保证列车运行到指定位置。但同时当中也包含了一定的附加功能，主要有：（1）自动运行功能，也就是前面所说的控制列车根据轨迹运行来自动运行，并将减速和停车等进行合理的控制。（2）精确停车功能，在自动驾驶的帮助下车辆能实现自动的精确位置停靠。（3）在线监控功能，在线监控功能能为列车的运行提供精确的监控保障，实施全民监控。（4）节能调节功能。这项功能的实现主要是为列车运行中子系统根据高峰和非高峰时期的运行时间段来进行运行服务的调整，在保证服务质量的前提下采取适宜的速度和曲线，促使乘客能感受到一定的舒适性。

4结束语

综上所述，随着近年来科学技术和信息技术的快速发展，地铁信号系统的自动控制系统也将得到更好的发展和提升。在未来的发展中首先自动控制功能会向高度的集成化和综合性方向发展，实现轨道交通的进一步管理和监控。其次会向全面无人化驾驶方向发展，通过信号方式直接的控制列车运行轨迹，减少人员压力，提升社会的经济效益。此外还会进一步的向线路交互方向发展，为地铁的灵活运行和调度提供基础性的保障。现阶段在地铁信号系统的自动控制功能上仍然存在着一定的欠缺，对此还需要进一步的进行深入研究，争取为我国的轨道交通事业发展做出更大的贡献。

参考文献：

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[5]地铁信号系统车场与正线运行控制模式一体化研究[J].王喜军.城市轨道交通研究.2016（08）