城市轨道交通信号控制方式研究

城市轨道交通信号控制方式研究

何斐

杭州地铁集团责任有限公司运营分公司浙江杭州310000

摘要：随着城市化进程的发展，轨道交通不断发展，人们对轨道交通的安全也越来越受到重视。在整个城市轨道交通系统中，信号控制系统是整个轨道交通运行安全的保障。如何不断的增加信号控制系统的运营能力成为现阶段研究的重点问题，因为轨道交通的信号控制设备涉及到整个项目的运营成本以及维修成本等等，由此可见，轨道交通信号控制系统在整个交通系统中占据着重要的地位。本文主要阐述了现阶段交通信号的控制方式。

关键词：城市交通；轨道交通；控制方式

引言

城市人口的增加以及社会经济的发展，带动了城市轨道交通的快速发展。大量的城市人口往郊区转移，使既有轨道交通线路急需延伸。如何将延伸线接入到正在运营的线路中，则成为延伸线工程建设过程中比较关键的一环。作为城市轨道交通系统的中枢神经，信号系统尤为重要。

1ATS子系统控制方式

根据不同的分类方法可以将ATS子系统分为不同的类型，一般主要是根据系统的结构以及其所具有的功能进行划分。人为的将这个子系统分为三种类型，分别是集中监视分散控制型、集中控制型以及自治分散型三类。

1.1集中控制型

对于整个列车的运行计划以及调整，关于列车的一切运营以及指挥都由这个系统进行，统称为集中控制型。除此之外，还可以实现全部列车的进入的控制。这个系统最大的特点就是在传输信息的方式上采用的是电缆进行传输，传输的数据一般是整趟列车的运行数据以及与安全有关的信息。在实际的操作过程中该系统使用起来比较方便，因为涉及到的控制设备比较少，操作简便，但是也存在一些缺点，比如说系统控制过于集中这就导致控制中心的工作量变大，对于通信功能要求比较高。

1.2集中监视分散控制型

这种控制系统最大的优点就是可以将列车的进入一级运行交由下级的车站进行控制，控制中心只负责所有列车的调度计划以及列车运行情况的监督，并不直接参与列车的控制，极大的减少了控制中心的任务量。这种控制方式由于控制中心与列车之间不直接传输有关于列车安全的数据信息，所以当控制中心出现故障的时候，列车能够正常的运行。

1.3自治分散型

自治型分散系统结合了上述两种控制系统的优点，首先是控制中心负责整个车辆的调度计划以及对车辆运行的状况进行监督和管理，整个列车的调度信息由各个车站进行控制，但是与集中监视分散控制型不同的是控制中心也可以直接对列车进行控制，控制中心与列车之间可以传递数据信息。这种信息控制方式需要的设备比较多，软件的功能比较齐全，灵活性也比前两种信号控制方式要好。

2ATP子系统控制方式研究

城市轨道交通的信号控制方式由原来的集中式向分散式发展。由于集中控制方式控制中心的工作量比较大，传输信息的数据量也比较大，这样直接导致传输信息的准确率下降，同时安全性能下降。为了克服集中式控制方式的缺点，设计了ATP的子系统控制方式。由于增加了ATP子系统会造成整个控制系统的成本增加，这就需要车站的控制系统中增加较多的设备，用来进行列车的运营管理以及数据的传输，所以在进行工程设计的过程中应当综合考虑投资的合理性，目前使用较为广泛的是集中监视系统以及车站分散控制型ATP子系统设备。

3城市轨道交通色灯信号控制系统

3.1系统备份

色灯信号控制系统正常运作状态下，可与中心建立连线并能够达成中心连线控制服务，控制器若处于异常运作状态运转时，则将提供多层式备份服务。各层次备份说明如下：一是中心连线失效，也即控制器立即进入独立运转模式并执行每日指定执行时制的运作；二是断电半秒内，控制器应不受断电的干扰继续正常运作；三是中央处理单元故障，也即由色灯驱动单元肩负起信号运作备份服务，提供故障前指定执行的基本时制；四是驱动单元故障，也即应用基本时制来对信号运作备份服务；五是基本时制异常，也即色灯控制单元经查核基本时制或现行时制不存在或不正确时，立即执行预设的电路时制。

3.2连线服务

色灯控制器与控制中心连线方式可配合有线或无线通讯方式，并加装通讯单元，遵循城市轨道交通控制通讯协定，从而达成色灯信号监控连线需求。

4ATO子系统的列控方式

4.1分级速度信号系统

分级速度信号系统指的就是在运行的列车中都采用不同的速度运行，根据列车的运行状况对其速度进行调整，一般采用的是阶梯式的速度曲线。在采用分级速度信号系统的时候，必须要对信号系统的电路进行规定，一般采用的是多信息音频无绝缘轨道电路向列车进行速度信息的传递。

4.2目标距离信号控制系统

采用这种信息系统对列车的距离进行控制的时候应当将列车的速度控制为依次模式的速度曲线。由ATO系统向地面的设备发送与列车运行有关的距离信息以及速度曲线，或者由ATP设备向列车发送允许列车运行的命令。利用该系统对列车的运行进行控制的时候不能够超过列车规定的运行权限，保证列车追踪运行的安全性，以期不断的缩短列车之间的运行间隔。

4.3信号系统的闭塞方式

ATO系统一部分是基于轨道电路的信号系统，另一部分是基于通信的信号系统这两个部分组成的。对于轨道电路的信号系统又可以根据闭塞分区分为固定闭塞信号系统以及移动闭塞信号系统。一般来说，基于通信的信号系统没有固定的闭塞分区，属于移动闭塞信号系统。追踪列车之间的安全运行距离由相邻的列车的运行状况以及线路的具体情况确定，所以并不是固定的，一般称之为移动闭塞信号系统。

结语

城市轨道交通信号系统的实施应用，需要用到力学、光学、声学、材料学等多方面知识，知识面广，对技术的要求高。近几年随着技术的不断发展，各种新技术不断被应用到这一系统中，促进了系统的不断完善。信号系统实时控制着轨道列车的运行速度等要素，是城市轨道交通系统的重要组成部分，发挥着重要作用。

参考文献：

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[2]肖宝弟，蔡昌俊，李晋.城市轨道交通信号系统自主化整体技术解决方案——MTC-I型基于通信的列车控制系统研发与应用[J].现代城市轨道交通，2014（01）：11~17.