现代有轨电车信号系统概述

现代有轨电车信号系统概述

邓彬

深圳市地铁集团有限公司广东深圳518000

摘要：现代有轨电车作为重新崛起的城市轨道交通系统，近年来得到迅速发展，在建立可持续发展的现代交通体系中，有轨电车将扮演举足轻重的角色，对提高城市交通运输能力、方便群众出行、降低能源消耗等具有显著的优势。

信号系统作为城市轨道交通关键设备系统，在城市轨道交通中占据越来越重要的位置。有轨电车也属于轨道交通的范畴，因此对其信号系统的研究有十分重要的意义。

关键词：有轨电车；信号系统

一、信号系统特点

信号系统是指挥轨道交通行车、保障列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。传统的城市轨道交通信号系统，例如地铁信号系统通常由列车自动控制系统（ATC）、计算机联锁和数据通信系统（DCS）组成。

通信信号技术水平是轨道交通现代化的重要标志。有轨电车交通的信号系统，既秉承传统信号系统的作用，也被赋予特殊的运用需求和使用的技术条件。不同于传统的城市轨道交通方式，有轨电车应当根据线路的运用需求，可以选择适当的安全保护措施，或采用列车运行安全以司机掌控为主，设备监督为辅的模式。若将传统的城市轨道交通信号系统完全移植到有轨电车系统中，不仅不能有效的解决有轨电车半专用路权的安全行车问题，而且造成投资浪费，没有体现有轨电车系统简洁的特点。

有轨电车信号系统的主要特点主要体现在以下方面：①安全性，正线道岔控制系统安全等级可达SIL3（SafetyIntegrityLevel，简称SIL）而车辆段联锁系统安全等级可达SIL4；②高效性，平交路口有轨电车优先通行方案并采用适用于有轨电车线路特点的成熟设备；③灵活性，多种道岔控制模式灵活选择以及路口优先方式的灵活选择。

与传统轨道交通方式地铁相比，有轨电车信号系统有其独有的特点：

有轨电车信号系统功能：具有正线/车辆段道岔控制功能，但正线道岔控制和信号显示方式与地铁不同；具有路口优先权功能；具有运营管理功能，类似于简化的自动列车监控；无自动列车保护功能，在特定场景下无配备补充安全保护功能；无自动列车驾驶功能。

有轨电车信号系统设备：正线每个道岔区域多采用单独的道岔控制单元分散控制；需要配置路口控制设备；正线多采用埋入式转辙机，环境防护等级要求高；正线多采用有轨专业轨道电路作为列车检测手段；不铺设信号专用车地通信，借用通信无线通道并采用局部的专用车地通信设备；一般采用公交车站无设备房，车站设备需要考虑室外环境及无人值守要求。

二、信号系统功能及组成

有轨电车信号系统主要组成：正线道岔控制系统、平交路口控制系统、运营调度系统、车辆段联锁系统。

1、正线道岔控制系统

有轨电车正线道岔控制系统是保障列车正线运行安全、提高行车效率，实现正线轨道区段、道岔、进路表示器之间正确的联锁关系的重要子系统。有轨电车正线上的道岔一般设置在线路存在折返渡线的起点站、中间站和终点站，以及出入车辆段和停车场的岔线上。

有轨电车正线道岔控制系统主要由地面核心控制设备、车载控制设备、转辙机、进路指示器、列车位置检测设备、车地通信设备等组成。

2、平交路口控制系统

有轨电车属于地面交通方式，无论是否设置专用路权，在通过路口时均存在与社会车辆共同行使，与其他车道存在平面交叉的情形。有轨电车为实现“快速”以及“高服务水平”仅仅依靠其在专用路段上的运行控制是不够的。交叉路口作为整个交通网络的节点，如何提高其通过效率是实现有轨电车在城市交通网络中优先的重要保障。

作为“信号优先”支持决策系统，平交路口控制系统赋予有轨电车一定的优先权，提高道路平面交叉口的利用率，保证列车在交叉口的运行安全。该系统主要涉及路口接近检测、优先策略选择以及优先控制的实现。

平交路口控制系统主要由车载设备、轨旁设备以及有轨电车专用信号机组成。平交路口的控制需要与交管部门协调，共同完成。

3、运营调度系统

有轨电车运营调度系统是运营管理、行车指挥、监督及报警管理和运营统计的总称，其主要功能概括为以下几个方面。

1）运营管理

控制中心根据运营要求制定运营计划，编辑时刻表，并将当日运行计划时刻表下载至车辆基地终端，车辆基地根据该时刻表组织有轨电车运营，同时控制中心可以根据车辆动态信息，对在线车辆进行实时监督和调度指挥。

2）行车指挥

系统通过车辆定位系统接收所有车辆的位置信息，经处理后将车辆所在位置动态显示在综合表示屏及调度员工作站，调度员根据当日运行时刻表对在线车辆的进行调度指挥。

中心调度员对沿线所有司机和相关工作人员进行选呼或组呼，以实现对车站和车辆的集中调度和控制。沿线司机和相关工作人员对控制中心的调度员发起呼叫，以实现例行呼叫并可在紧急或非正常情况下与控制中心保持沟通。

3）监督及报警管理

运营调度系统具有完善的自诊断和设备运行状态监视及故障报警的功能。通过维修工作界面可以监视设备的运行状态和提供故障报警的界面，同时重要的故障报警也应显示在综合显示屏和中央调度员及车站值班员的工作站上。

通过控制中心显示屏及调度工作站显示器，能对车辆段线路及进路状态，正线道岔、道岔指示器、列车识别号、在线列车运行状态等状态信息进行监视。当列车运行或设备发生异常时，控制中心计算机自动地将有关信息在调度工作站上给出报警及故障源提示。

4）运营统计

根据运营计划及车辆运行状况通过车辆定位系统采集的车辆位置、时间及车次号信息进行运营统计及生成相应报表。运营统计功能还包括车辆管理及车辆里程统计等。

4、车辆段连锁系统

车辆段主要承担列车的停放、检修、试车、洗车等作业。为保证列车进出车辆段以及段内调车作业的行车安全，提高运行效率，与常规城市轨道交通类似，车辆段一般设置计算机联锁系统。

车辆段联锁系统采用计算机联锁完成对车辆段内的调车作业的集中控制，实现车辆段内信号机、道岔和轨道区段之间进路上的联锁功能，保障进去车辆段作业和车辆段内调车作业安全，同时向控制中心发送各种表示信息。

车辆段联锁系统设备包括计算机联锁设备、微机监测设备、操作终端、维修中心设备、培训设备、信号机、转辙机、计轴（或轨道电路）、电源设备等。其中计算机联锁设备一般采用双机冗余结构，可靠性高。

三、结论

本文主要研究思路是从需求分析的角度出发，探索有轨电车关键环节，着重分析与研究有轨电车最具特点的信号系统。信号系统是保障有轨电车安全、可靠和高效运行的重要系统，本文主要介绍了有轨电车的信号系统的主要组成部分以及各部分的主要功能。

有轨电车不能照搬地铁、轻轨，不可盲目跟风，有轨电车信号系统的设计不能仅仅在地铁信号系统上做减法，抑或是在快速公交系统上做加法来实现。应当切实依据有轨电车运行方式自身特点，从有轨电车的角度出发，重新思考与定位，设计满足有轨电车特点的信号控制系统。让有轨电车能更好的服务交通，给公众出行带去更多的便捷与舒适。

参考文献：

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[2]金祥，冲蕾.城市轨道交通信号基础[M].中国铁道出版社，2010.

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