淺析軌道車(chē)輛信號(hào)系統(tǒng)的應(yīng)用

張忠牮 陳鳳麗

摘 要：隨著現(xiàn)代化城市的不斷發(fā)展，城市交通壓力問(wèn)題開(kāi)始逐漸突顯出來(lái)，為了緩解這種緊張局勢(shì)，很多城市對(duì)軌道車(chē)輛信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行了深入性研究。本文根據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)軌道車(chē)輛信號(hào)系統(tǒng)的技術(shù)方案進(jìn)行總結(jié)，并從固定閉塞方式的應(yīng)用、準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式ATC系統(tǒng)的應(yīng)用、移動(dòng)閉塞方式的應(yīng)用三方面，論述了軌道車(chē)輛信號(hào)系統(tǒng)的具體應(yīng)用形式。

關(guān)鍵詞：軌道車(chē)輛；信號(hào)系統(tǒng)；移動(dòng)閉塞方式

在當(dāng)前城市軌道交通運(yùn)行模式之中，車(chē)輛信號(hào)系統(tǒng)作用十分明顯，由于不同城市的發(fā)展存在區(qū)別，軌道交通展示出不同特點(diǎn)。因此，在軌道車(chē)輛信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，應(yīng)該根據(jù)具體情況來(lái)配置設(shè)計(jì)方案。一個(gè)完善的交通信號(hào)控制可以降低安全事故的發(fā)生率，還能為城市的軌道建設(shè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，人們應(yīng)該對(duì)城市軌道車(chē)輛信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行完善，確保交通體系的暢通運(yùn)行。

1 城市軌道車(chē)輛信號(hào)系統(tǒng)主要技術(shù)方案

1.1 車(chē)輛間隔技術(shù)設(shè)計(jì)

城市軌道交通的車(chē)輛密度大，運(yùn)輸量較高，在工程設(shè)計(jì)上，主要以行車(chē)間隔縮短為主。在該種方式的作用下，可以進(jìn)一步提升服務(wù)質(zhì)量，降低旅客的候車(chē)時(shí)間以及工程總體投資數(shù)額。但在信號(hào)ATP系統(tǒng)的作用下，該項(xiàng)操作的實(shí)際效果并沒(méi)有很好的體現(xiàn)出來(lái)，如“車(chē)、地”通信速率、軌道區(qū)段長(zhǎng)度等因素，在具體應(yīng)用過(guò)程中不能將行車(chē)距離無(wú)限縮短，而且最小行車(chē)間隔對(duì)整個(gè)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)影響較大。信號(hào)ATP系統(tǒng)的出現(xiàn)，主要是利用各種控制參數(shù)來(lái)確定行車(chē)間隔。站在實(shí)際工程角度來(lái)說(shuō)，應(yīng)該以實(shí)際施工方案內(nèi)容內(nèi)容、線(xiàn)路、距離等綜合因素為主，建立起一個(gè)合理的投資計(jì)劃，最終滿(mǎn)足車(chē)輛信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。

1.2 ATP信息傳輸方式

軌道車(chē)輛安全運(yùn)行關(guān)鍵在于ATP系統(tǒng)的應(yīng)用，該系統(tǒng)主要由車(chē)載設(shè)備和軌旁設(shè)備兩部分組成，通過(guò)接受地面ATP設(shè)備傳來(lái)的信息，對(duì)列車(chē)行駛的間隔時(shí)間進(jìn)行控制。在ATP設(shè)備劃分上，主要包括兩種形式，第一種為“車(chē)、地”ATP信息傳輸方式，該種傳輸方式分為點(diǎn)式發(fā)碼和連續(xù)式發(fā)碼；第二種為解題式控制方式和模式曲線(xiàn)方式，主要以列車(chē)控制方式為參照點(diǎn)。伴隨著點(diǎn)式ATP技術(shù)的發(fā)展，城市軌道交通設(shè)計(jì)的應(yīng)用也會(huì)表現(xiàn)出一定的不足。截止到目前，最具代表性的技術(shù)是西門(mén)子公司研發(fā)的ZUB120技術(shù)，具體的參數(shù)指標(biāo)如下：傳輸模式為移頻鍵控（FSK），串行；傳輸速率：50k·-1；傳輸間距：130到210mm；電碼長(zhǎng)度：可編程有用比特96位；車(chē)輛設(shè)備平均故障間隔時(shí)間：2×104h。

2 軌道車(chē)輛信號(hào)系統(tǒng)的具體應(yīng)用形式

2.1 固定閉塞方式的應(yīng)用

在固定閉塞方式應(yīng)用過(guò)程中，主要以多信息音頻軌道電路應(yīng)用為主，依靠固定方式，對(duì)線(xiàn)路情況、車(chē)輛特性等閉塞分區(qū)長(zhǎng)度進(jìn)行確定，并將其當(dāng)做最小行車(chē)間隔數(shù)據(jù)，建立起安全有效的防護(hù)區(qū)。整體來(lái)看，該種應(yīng)用形式在信息量傳輸上較少，每一個(gè)閉塞分區(qū)只能進(jìn)行一個(gè)信息代碼傳輸，被當(dāng)作是該區(qū)段的最大速度碼。列車(chē)速度監(jiān)控一般采用的是閉塞分區(qū)出口檢查，當(dāng)列車(chē)的出口速度大于區(qū)段出口速度時(shí)，相關(guān)車(chē)載設(shè)備便會(huì)對(duì)整個(gè)車(chē)輛實(shí)施制動(dòng)操作，確保車(chē)輛的行駛安全。以地鐵為例，該種軌道類(lèi)型為折返軌道，需要具備較長(zhǎng)的尾軌，只有這樣，才能保持較高的折返能力。而在傳統(tǒng)ATP系統(tǒng)的作用下，車(chē)輛的精確控制能力并不高，讓運(yùn)輸能力受到了限制。固定閉塞分區(qū)的劃分，主要以車(chē)輛性能為主要影響因素，如果線(xiàn)路上存在不同性能的列車(chē)，為了確保安全，需要對(duì)各項(xiàng)條件進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)，避免后續(xù)運(yùn)行效率受到影響。[1]

2.2 準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式ATC系統(tǒng)的應(yīng)用

準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式ATC系統(tǒng)主要是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展而發(fā)展，尤其是單片機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。目前，廣州地鐵一號(hào)線(xiàn)和二號(hào)線(xiàn)以及上海地鐵二號(hào)線(xiàn)等線(xiàn)路均采用該種系統(tǒng)。在準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式應(yīng)用上，主要以無(wú)絕緣軌道電路作為整個(gè)信息傳輸渠道，信息傳輸量較大，抗干擾能力較強(qiáng)。在音頻軌道電路發(fā)展上，系統(tǒng)會(huì)向車(chē)載設(shè)備提供速度、距離等信息，利用最合理的控制方式保持列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性，另外，列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中的最小安全距離比固定閉塞短很多，有利于區(qū)間通過(guò)能力的提升。在ATC系統(tǒng)的作用下，車(chē)輛仍然會(huì)以閉塞分區(qū)作為最小行車(chē)安全間隔，但該項(xiàng)距離可能會(huì)隨時(shí)調(diào)整。另外，在信號(hào)傳輸和處理上，主要以數(shù)字化操作為主，不但可以提升信息量，還能提升系統(tǒng)整體的抗干擾能力。在該種系統(tǒng)應(yīng)用下，軌道車(chē)輛之間便能傳遞連續(xù)的速度控制信息，避免安全保護(hù)距離對(duì)整個(gè)列車(chē)間隔產(chǎn)生影響，提升了運(yùn)行效率。

2.3 移動(dòng)閉塞方式的應(yīng)用

移動(dòng)閉塞方式在應(yīng)用過(guò)程中并不依靠軌道電路，而是以交叉感應(yīng)電纜以及電臺(tái)擴(kuò)頻等形式來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛位置的有效檢測(cè)，促使地面設(shè)備可以獲取到重要的信息，并將運(yùn)行限制速度計(jì)算出來(lái)。因此，在確保安全情況下，移動(dòng)閉塞方式可以進(jìn)一步提升車(chē)輛通過(guò)的計(jì)算能力，并將最小安全間隔作為安全保護(hù)距離。除此之外，該種方式在后續(xù)計(jì)算過(guò)程中可以將車(chē)前與尾部之間的實(shí)際距離顯示出來(lái)，為相關(guān)控制工作的開(kāi)展提供了有利條件。相對(duì)來(lái)說(shuō)，目標(biāo)速度和目標(biāo)距離會(huì)隨著時(shí)間的調(diào)整而出現(xiàn)改變，但列車(chē)的可行車(chē)距離是連續(xù)的，不是跳躍的。在追蹤時(shí)間間隔和精度控制上，影響因素很多，如路線(xiàn)特征、車(chē)輛自身參數(shù)、停車(chē)時(shí)間等，為移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的靈活性提升奠定了基礎(chǔ)。移動(dòng)閉塞式ATC系統(tǒng)一經(jīng)投入使用，便取得了很好效果，相信隨著技術(shù)的發(fā)展，對(duì)地面交叉感應(yīng)方面的應(yīng)用還會(huì)得到進(jìn)一步突破。

3 總結(jié)

綜上所述，城市軌道交通的順利運(yùn)行，將會(huì)為城市發(fā)展帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，尤其是在車(chē)輛信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，決定著整個(gè)交通系統(tǒng)的運(yùn)行情況。整體來(lái)看，軌道車(chē)輛信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類(lèi)型多種多樣，各個(gè)城市應(yīng)該與自身發(fā)展特點(diǎn)相結(jié)合，對(duì)其進(jìn)行多元化分析，最終確立一個(gè)合理的軌道車(chē)輛信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉晨陽(yáng).城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)信號(hào)功能設(shè)計(jì)及實(shí)際應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（19）：92-93.