地铁各专业对信号系统最高速度的影响

曹德智 丁全健

摘 要：文章就地铁信号系统控车涉及的各种速度进行了分析，探讨了信号专业与其他专业关于各种列车运行速度的关系和协调原则，强调了在地铁系统设计中就列车最高运行速度进行协调配合的重要性。

关键词：地铁 设计 信号系统 控制

信号系统作为与地铁运营密切相关的重要系统，其主要功能是实现列车运行的安全、高效、舒适，并满足列车旅行速度、追踪间隔、折返间隔等重要运营指标的要求。从以上分析可以看出，在地铁工程设计过程中，相关专业非期望的速度限制将直接影响信号系统运营指标（如列车旅行速度、折返间隔等）的实现。因此，在工程设计过程中，信号专业应与相关专业密切配合，相关专业也需理解信号专业的速度概念，避免出现非期望的压低列车运行速度的情况，以便于列车实现安全、高效、舒适的运行。

1信号专业各种列车运行速度的分析

目前，地铁信号系统普遍采用列车自动控制（ATC），具有ATP/ATO功能，列车以自动驾驶模式（AM）作为常用驾驶模式。信号专业在考虑各种列车运行速度时要使其满足ATP/ATO功能要求，一旦完成设计，地铁系统的列车将以信号专业设定的列车运行模式运行，这将最终决定地铁系统的运营指标，因此有必要就信号专业确定的各种速度值与相关专业定义的列车运行速度进行协调，以取得最佳的运营效果。列车以自动驾驶模式（AM）运行时，ATP/ATO系统实时、连续地测量列车的实际运行速度，并与设计确定的推荐最高速度比较，根据比较结果，输出加速、制动、惰行指令使列车的实际运行速度接近设计确定的推荐最高速度，因而列车的实际运行速度是在推荐最高速度上下波动，其波动范围由列车的可控性决定。ATP/ATO输出的控制命令应尽量减少列车运行状态的变化，以满足乘客舒适度的要求，减少车辆的磨耗。在自动驾驶模式下运行时，结合已开通运营线路的速度测试情况，根据不同的系统控制原理。

2地铁信号系统设计中的速度

2.1速度的定义

在现代地铁信号系统中，常常采用自动列车防护系统（ATP）来进行速度监督，当ATP系统检测到列车运行速度超过监督速度时，立即触发紧急制动，使列车紧急停车，以保证旅客和列车的安全。通常用VNE表示永远不允许超过的速度曲线。此曲线是基于线路地理特性（线路平面和线路纵断面特性）和列车最高速度而定；VG代表设计速度曲线，它是ATP计算信号速度（VS）和监督速度（VPR）的基础；VS代表用于列车实际运行的速度曲线，此速度作为推荐速度供司机参考；VPR代表ATP的监督速度曲线，位于VS曲线之上4 km处。当ATP识别出列车运行速度已超过监督速度（VPR）时，立即实施超速防护（紧急制动）。

2.2速度的确定

当列车运行速度超过VPR时，ATP系统立即实施紧急制动，但是由于信号系统和车辆系统的响应时间，在ATP发出紧急制动命令后，列车速度还有可能加速一段时间，然后列车才能真正减速，这时就必须确保列车可能的最大速度Vmaxtrain

根据旅客舒适性的要求来优化水平曲线的信号速度在水平曲线内离心加速度a和离心加速度时变率β值是影响旅客舒适度的两个指标。按照GB 50157-2003地铁设计规范的建议在水平曲线内，最大允许离心加速度a=0.4m/s2，最大离心加速度时变率β=0.3m/s3。其计算公式如下：

其中，a为离心加速度m/s2；β为离心加速度时变率m/s3；V为列车在水平曲线的速度Km/h；h为水平曲线超高，mm；R为水平曲线半径，m和I为缓和曲线长度m。对于线路中的每一个水平曲线进行计算，一旦计算结果表明离心加速度a超过0.4m/s2和/或离心加速度时变率β超过0.3m/s3，则应降低速度重新计算，直到离心加速度a和离心加速度时变率β满足要求。这样一来，在保证行车安全的同时，旅客的舒适性也得到了满足。

3结束语

地铁系统的运输效率在很大程度上取决于地铁列车在线路上的运行速度。而这个速度是由线路的地理特性（线路平面和线路纵断面特性）、列车的最高时速及地铁运营所采用的信号系统共同决定的。地铁信号系统的设计在保证列车运行安全和地铁运行效率的同时，对速度进行优化，以最大限度的满足旅客乘坐列车的舒适感。特别是对于运营相关指标最终实现者的信号专业，如何与各相关专业协调各种列车运行速度，避免出现非期望的压低列车运行速度的情况，实现列车安全、高效、舒适运行，是其设计配合的重要内容。在地铁信号设计中，线路设计和信号设计通常属于两个不同的专业。希望本文通过对有关速度的描述和计算方法能对两个专业在对速度的理解上=达成共识，以使地铁能够充分发挥承载大运量、高密度的旅客运输，更好的满足现代社会对城轨交通的需要。

参考文献：

[1]杜时勇.安全距离的影响因素分析[J].四川铁道，2012（2）

[2]张滔.移动闭塞信号系统的安全距离计算[J].铁道通信信号，2012