浅谈地铁信号系统自动控制功能

浅谈地铁信号系统自动控制功能

李海明

身份证：230225198911213814

摘要：地铁信号系统是地铁的重要系统,也是确保列车安全运营的重要系统。 近几年,地铁信号系统快速发展,自动化控制功能越来越强大。与传统的控制系统相比,地铁信号系统对于自动控制功能的要求更高。基于此,文章以地铁信号系统自动控制技术为切入点展开研究，深入分析了地铁信号系统自动控制基本功能，综合探讨了地铁信号系统自动控制的体现，希望能为后续进一步提升地铁信号系统的自动控制技术水平提供理论基础。

关键词：地铁；信号系统；自动控制；功能

引言：

随着社会经济的不断发展和进步，城市人口数量不断激增，这给我们的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解决作用。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，对于地铁的安全性和稳定性。但是在实际使用中，由于环境特殊性的影响，这些信号往往得不到较好的保障，所以，下文就对地铁信号系统的自动控制功能进行相关讨论。

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．地铁信号系统自动控制基本功能

2.1列车自动监控子系统功能

在地铁的信号系统自动控制系统中的自动监控子系统，主要是指在列车的运行状况下自动监控和调整，主要在以下几点功能：

（1）列车的审查功能，列车进入在一定的范围内，可以进一步明确列车运行的方向等。

（2）列车的追踪功能。列车自动监控系统中根据列车所处的位置和所发出的变道请求，对列车进行定位和命令。

（3）自动排路功能。这是子系统根据车辆运行系统中提供的路线，目的地从而确定车辆的定点停靠，很大程度上提高了列车的正常运行的便利性。

（4）在列车的运行过程中管理人员需要通过编辑的方式对列车时刻表进行管理，这样对于所增加的列车班次和改变的发车时间等起到了较好的控制。

2.2列车自动防护子系统（ATP）的功能

ATP子系统控制列车在安全条件下行驶，主要包括以下基本功能：

（1）列车定位功能。通过列车提供的速度、距离以及线路等方面信息，确定列车安全位置及非安全位置，ATP系统利用安全位置对列车进行安全防护。

（2）列车追踪功能。该功能提供数据以保持安全的列车间隔，ATP子系统根据列车位置报告、道岔位置构建追踪占用地图，通过非安全位置和位置及其不确定性计算安全的列车两端位置。

（3）列车移动授权功能。在车载控制器运行良好的情况下，利用ATP限制固定数据和ATP可变限制数据计算ATP运行曲线，此时系统将移动授权限定在前方列车尾部后面的安全间隔外方停车点。

（4）速度监督校正功能。车载控制器对速度传感器和加速计输入的速度数据一致性进行监控，记录检测到的速度或速度传感器非常规变化信息。

（5）停车位置保证功能。停车保证通过比较移动授权和当前列车位置和速度进行判断，系统接收到进路取消请求后，将延迟一段时间用以保证列车制动停车需要。

（6）溜车防护功能。车在站台区域停车时，车载控制器须确保列车处于静止状态。如果系统检测到列车在没有命令的情况下有了物理位置的移动，车载控制器将实施紧急制动。

2.3列车自动驾驶子系统（ATO）的功能

ATO子系统控制列车自动运行。它在ATP系统的保护下，根据ATS发送的指令实现列车运行的自动驾驶、自动调整速度和控制车门，主要包括以下基本功能：

（1）自动运行功能。ATO子系统控制列车按运行图规定的区间走行时分行车，自动完成列车启动、加速、巡航、惰行、减速和停车的合理控制。

（2）列车精确停车控制功能。在ATP防护下，通过车地通信设备和轨旁设备实现自动列车精确停车控制。

（3）在线列车监控功能。ATO车载控制器将列车运行的有关信息传递至ATS子系统，实现ATS子系统对在线列车实时监控。

（4）节能舒适调节功能。ATS子系统根据高峰和非高峰运营时段的列车运营情况，通过ATO

系统实施不同的节能运行方案，在不降低服务质量的前提下，采用适宜的速度曲线控制列车运行和保证乘客的舒适度。

3．地铁信号系统自动控制的体现

列车在自动驾驶功能和自动防护功能的保障下能进入到自动驾驶环境中去。同时在列车的启动、运行和加速等环节中系统并不会由人为的动作进行控制，会保持在一个稳定的模式下持续运行。其次是限制性的人工驾驶模式体现。所谓限制人工驾驶模式主要是一种降级的驾驶模式。列车在运行过程中仍然有着比较高的限速控制。在这样的模式条件下列车的驾驶人员只需要根据限速显示进行驾驶即可，可以随意的转换成为正常的驾驶模式。

列车在行驶的过程中会受到自动监控系统的监督，在这种情况下系统会提供包括防止车辆超速或者间隔防护等多种功能。司机能根据地面上的信号提示来进行列车的速度控制。在车载控制器允许的条件下，站台停车精度以及车门安全等都是由司机来进行直接的人为控制。

此外还有非限制人工列车驾驶模式，这当中也充分的体现了地铁信号的自动控制能力。非限制人工列车的驾驶中需要切断车载控制器输出，司机可以根据地面信号和调度命令来对驾驶的列车进行控制。列车在运行的过程中列车安全以及人员调度等都是由人工进行控制的，当从其他的模式切换到这种模式的时候需要列车停车进行调整，否则会导致列车电路紧急制动。

4．结语

总而言之，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：

[1]姜丽. 地铁信号系统自动控制功能探讨 [J]. 无线互联科技, 2022, 19 (03): 129-130.

[2]袁政. 关于地铁信号系统自动控制功能分析 [J]. 教育现代化, 2017, 4 (42): 212-213.

[3]桂志艳. 关于地铁信号系统自动控制功能分析 [J]. 江西建材, 2016, (22): 135.

[4]梁波. 地铁信号系统自动控制功能分析 [J]. 信息通信, 2014, (06): 172-173.