城市轨道交通信号控制系统研究

城市轨道交通信号控制系统研究

王庆

江苏省徐州技师学院 江苏省徐州市 221000

摘要：城市轨道交通信号系统是列车运行的大脑，也是列车安全的保障，是轨道交通建设中的关键环节。在轨道交通新建线路中，切实做好信号系统工程的项目管理工作，是确保项目整体建设有序开展的基础，也是发挥信号系统作用的必然要求。信号系统的核心是ATC系统，它为列车的自动化运行提供全线控制功能，使人员的工作强度降低，减少了由于人员因素导致事故发生的概率，提高了运营质量。城市轨道交通信号系统有多种控制方式，每种控制方式都有各自的特点，通过对信号系统的控制方式进行研究，为城市轨道交通信号系统的控制方式在不同场合的应用提供有效参考。

关键词：城市轨道交通；信号；控制系统

引言

城市化现象导致城市道路出现拥挤，已有的交通工具无法满足居民的出行需求。城市轨道交通单向每小时输送乘客数量可以达到上万人，且速度快、占用土地面积较小，可以有效缓解市民出行压力，解决交通拥挤问题，同时其专用轨道也避免了与地面交通相混合，很大程度降低了交通事故的发生率，因此近年来我国大力支持发展城市轨道交通。城市轨道交通信号系统是指挥列车安全运行，提供列车运行信息的重要系统，对信号设备采取合理的控制方式是保障城市轨道交通高效运行，实现列车运行自动化的重要手段。

1城市轨道交通信号控制系统

信号系统不仅肩负着城市轨道交通安全运行的重担，也是运营调度指挥中心的中枢神经。对信号设备的控制方式关乎着列车运行速度、运输效率和行车安全等重要指标，如果信号设备出现故障，可能导致运营控制中心指令无法下达，影响列车正常运行，严重时甚至会出现列车脱轨、追尾、火灾等重大事故。城市轨道交通信号控制系统可以为控制中心与信号设备建立高效的连接纽带，不仅为信号设备与控制中心传输信息，也实现了对信号设备状态的实时监控，这样在设备运行数据不正常时可以及时处理，避免了重大事故的发生，在提高行车效率方面发挥着重要作用。

2城市轨道交通信号系统的特点

一是先进性。信号系统作为轨道交通的核“大脑”，“指挥”着整条线路的运行，因此在技术、设备上都必须要体现出先进性，是最新最先进技术的体现。在技术的应用及设备的使用上，都应符合最高的要求，遵循最新的标准，确保严谨规范，形成列车高效、安全运行的可靠保障。二是可用性。轨道交通的信号系统必须始终保持在可以使用的状态，以便于通过列车自动控制、自动运行以及列车运行时刻表的自动调整，提升城市轨道交通的运行效率，最大限度地挖掘交通潜力，满足人们出行需求。三是可维护性。轨道交通信号系统必须要具备可维护性，且维护的成本不宜过高。在长期运行过程中，通过及时、全面的维护，确保信号系统运行良好，在此基础上保证轨道交通运行有序。四是安全性。运营安全是城市轨道交通最基本的要求，因此安全性也成为了信号系统的生命线。在城市轨道信号系统的设计、施工中，安全第一，以信号系统本身的良性运行，保证整个列车行驶的安全无虞，保障国家和人民的生命财产安全。

3城市轨道交通信号系统的控制方式

3.1列车速度的控制方式

信号系统对列车速度的控制方式主要有两种，分别是按阶梯式速度曲线控制和按速度距离模式曲线控制。阶梯式速度曲线是对列车运行线路进行多区段的划分，在每个区段都设置了最大行驶速度，当运行速度超过该区段的最大值时，ATP发出制动命令，制动系统使列车运行速度在规定时间内降至允许速度，若在规定时间范围内无法使列车速度降至允许值，则在超过规定时间后ATP对列车采取紧急制动措施，使列车尽快停车，避免了事故的发生。速度距离模式曲线是一条平滑的曲线，曲线是由多个点连接而成，每个点代表一个速度值，表示该点允许的最大速度，如果列车速度超过该点的最大速度，ATP系统对列车发出制动命令，使运行速度降至曲线的下方。若列车运行速度持续在曲线上方，则施加紧急制动使列车紧急停车。速度距离曲线控制方式相比阶梯式速度控制方式，列车减速过程较平滑，可以提高乘客的舒适度。

3.2闭塞方式

按照闭塞方式划分信号系统可以分为三种。第一种是固定闭塞，线路被固定划分为多个闭塞分区且有相应的速度限制，速度控制模式采用阶梯式。通过信号设备轨道电路或计轴器划分区间并进行线路状态的检测，当检测到轨道线路处于占用状态时，按照当前区段设置的速度值对列车施加制动力，使速度降至规定速度范围内；准移动闭塞虽然也将线路划分了若干个闭塞区间，但它和固定闭塞不同的是，每个分区没有设速度限制，准移动闭塞计算制动距离的两个端点中的追踪目标点是以前方列车闭塞分区的始端为基准是固定点，而制动点根据后方列车的性能计算是非固定点，其控制模式采用速度距离曲线模式；移动闭塞是行车效率最高的一种闭塞方式，取消了固定闭塞区间的划分，追踪目标点和制动点都是非固定点，信号系统根据车地双向通信确定前方列车位置，再依据后方列车自身性能动态计算列车制动距离，由于前后列车都处于动态运行中，所以列车制动距离也处于动态变化中，这种闭塞方式没有固定的间隔距离，极大地缩短了行车间隔时间，为行车效率提升了保障。

3.3车地信息传输方式

在信号系统中，车地之间信息的传输方式主要有点式和连续式两种，点式传输是指在线路的固定点利用车地之间的电磁耦合作用传递列车运行信息，如在进站信号机外方400m处向列车传递减速信息，这种方式只在固定点显示信息，无法保证列车在全线的安全运行。连续式车地信息传输方式可以持续反映列车在全线的运行状态和条件，被广泛应用在自动闭塞中。

结束语

在城市轨道交通新线项目建设中，应做好信号系统项目的管理工作。通过研究信号系统的控制方式为提高运营服务质量，提升运营效益等有重要作用。对信号系统的控制方式进行多方面分析，提出合理意见，为今后研究信号系统的控制方式奠定基础，也为后续提出更加完善合理的信号控制系统提供参考依据。

参考文献

[1]高文.城市轨道交通信号自动控制系统发展现状[J].数字通信世界,2019(9):151-152.

[2]张萍.浅谈城市轨道交通信号系统的设备评估方法[J].城市建设理论研究(电子版),2018(7):177-178.