关于地铁信号系统自动控制功能分析

李 航

西安市地下铁道有限责任公司运营分公司通号部

关于地铁信号系统自动控制功能分析

李 航

西安市地下铁道有限责任公司运营分公司通号部

近年来，我国的地铁事业发展十分迅速，为城市公共交通的运输能力提升做出了巨大的贡献。地铁信号技术将直接关系到地铁运行的安全性，因此也是当前研究的重要课题。但由于我国的信号系统要求比较高，因此在自动控制功能上也提出了更高的要求，需要进一步的加强系统的完善。基于此，文章就地铁信号系统自动控制功能进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴，从而更好的促进地铁的发展。

地铁信号系统；自动控制功能；要点

1.地铁信号系统自动控制技术

在地铁信号系统中引入自动控制技术能够确保地铁列车运行的安全性，同时兼具灵活性、便捷性的特点。为达到这一目标，要求地铁信号系统自动控制实现以下几个方面的功能：①列车自动驾驶系统。该系统需要支持的功能为：动态调整；在车站实现定点停车；站点间的自动运行；②列车自动监督系统。该系统需要支持的功能为：实时产生列车时刻表；对全线列车运行状态进行监督；确保列车严格按照时刻表要求正点运行；对列车运行时刻进行动态调整；③列车自动防护系统。该系统需要支持的功能为：列车定位；列车追踪；停车位置保证。

以上列车自动驾驶系统、列车自动监督系统以及列车自动防护系统共同构成地铁信号自动控制系统。在目前新建的地铁系统中，多引入有微机联锁装置，系统整体具有可靠性高、信息量大以及抗干扰能力强的优势，系统整体结构如图1所示。

图1 地铁信号自动控制系统结构示意图

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

在地铁信号系统自动控制系统中的自动监控子系统主要负责的是对列车的运行实际情况进行自动性的监控和调整，主要包含了以下几点功能：(1)对列车的识别功能，当列车驶入到一定的范围内会对列车的车次、运行方向等进行进一步的明确，从而为专业人员提供一定的资料保障。(2)列车的追踪功能。在列车的自动监控子系统当中可以根据车的位置和操作人员所发出的请求来完成列车的创建和删除等操作。(3)自动排路功能。在该子系统当中能为车辆提供运行的线路，根据目的地来进行车辆的定点停靠，为列车的正常运行提供便利性。(4)列车自动调整功能。所谓自动调整就是指在列车的正常运行过程中时刻表能自动的根据列车运行进行运动，将列车与时刻表之间的差值控制在最小范围内。(5)列车时刻表的管理功能。

2.2 防护子系统功能

在防护子系统功能当中，主要目的是为了促使列车的运行能更加安全可靠，当中主要包含了以下几种基本功能：(1)列车的定位功能。通过列车的速度和距离以及运行线路等进行列车的定位分析，明确其位置的安全性与否，为列车和乘客提供进一步的安全保障。(2)追踪系统。在追踪系统中能根据列车所报告的位置来找到列车具体的地点。(3)列车速度校正功能。列车在运行的过程中会出现低速或者高速运行的现象，等列车中的传感器感受到了这样的的速度问题就会自动的进行提醒，保证列车运行速度能控制在合理的范围之内。(4)停车位置定位功能。停车的过程中能保证运行的速度下降，并与已经授权过的位置之间进行合理的匹配，将车辆运行到定点位置以后才真正的停靠。(5)防溜车功能。车在站台的停车位置上车辆一定要保持静止的状态。

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.CBTC系统自动控制功能在地铁运营模式上的体现

3.1 列车自动驾驶模式

在ATO和ATS控制下以及ATP防护下，列车进行自动驾驶。同时在线列车的启动、加速、巡航、惰行、制动、精确停车均由ATO子系统自动控制。而在进入ATO驾驶模式后，系统设备正常且没有人为干预，此驾驶模式将维持不变。ATO子系统开关车门和安全门(部分城市仍采用司机控制开关门模式)。

3.2 ATP列车人工驾驶模式

在列车司机显示器显示的ATP速度限制下，列车司机控制列车速度，ATP子系统实现列车自动防护的全部功能，站台停车以及车门及安全门的开关均由车载控制器允许的门操作模式实施控制。

3.3 限制人工驾驶模式

限制人工驾驶模式是降级的驾驶模式，列车运行具有最高限速。在这种模式下，列车司机按照轨旁信号显示运行且不能超过25km/h限速。该模式在车辆段和转换轨内是正常驾驶模式。

3.4 点式列车驾驶模式

列车在ATP监督下安全的运行，此时ATP信息来自信号机处动态信标，系统提供包括列车超速防护功能、间隔防护功能、闯红灯防护功能和车站站台区域停车窗保护功能等。司机根据地面信号显示，利用TOD显示的速度限制来驾驶列车。在车载控制器允许的情况下，站台停车精度以及车门及安全门的开关由司机人工控制。

结束语

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。通过自动控制系统，实现包括列车自动驾驶、列车自动监督以及列车自动防护在内的相关功能，将自动化控制技术引入上述系统中，以促进轨道交通网络综合监控功能的实现。

[1]胡泽新.地铁信号系统与屏蔽门系统控制接口浅析[J].科技资讯，2013，29：30-31+34.

[2]陈高飞.西门子地铁信号控制系统轨旁ATP控制单元综述[J].现代城市轨道交通，2012，04：14-17.