贵阳地铁雨雪霜冻天气信号控车方案的研究

马诚

【摘要】 根据贵阳多雨雪霜冻的天气特点，本文结合贵阳地铁1号线线路多长大坡道的实际情况，并引入信号系统的控车原理，分析研究了雨雪霜冻天气情况下信号系统的列车控制方案，为雨雪霜冻天气情况下，列车能够安全运行并尽可能不降低运行效率提供参考。

【关键词】 雨雪霜冻 信号 控车 ATO 车辆

一、研究背景

贵阳地铁1号线没有城市轨道交通工程项目建设标准定义的长大坡道，但由于贵阳存在冻雨等极端天气，可能严重影响列车的正常运行。鉴于此，本文整理出贵阳地铁1号线坡度较大、距离较长（坡度大于28‰、长度大于100米）且为隧道外的线路，定义为贵阳地铁1号线的长大坡道线路。在雨雪霜冻天气，列车运行在上述线路时可能存在轨道湿滑、轨面粘着力下降的情况。针对这种情况，为了保证列车在雨雪霜冻工况下列车能够安全运行并且尽可能不降低运行效率，本文对雨雪模式下的列车运行进行分析研究并提出了相应的方案。

二、问题引入

在轨道粘着正常情况下，信号ATO系统根据车辆的性能参数控制列车正常运行。当雨雪霜冻天气时，轨面湿滑导致轨面粘着力下降，ATO设备使用正常车辆参数控制列车运行通过长大坡道线路时，可能频繁发生空转或滑行现象，导致列车在长大坡道区域发生紧急制动可能性大大增加。

针对此种情况，本文分析提出了雨雪霜冻情况下列车通过长大坡道线路的运行控制方案，以降低ATO驾驶时空转或打滑的概率，保证列车安全运行。

2.1 打滑判断机制

因为列车的减速依赖轮轨间的粘着力，当粘着力低于制动力时，列车会发生打滑，打滑超时后信号系统认为测速无效，列车会发生紧急制动。

2.2 空转判断机制

因为列车的加速依赖轮轨间的粘着力，当粘着力低于牵引力时，列车会发生空转，空转超时后信号系统认为测速无效，列车会发生紧急制动。列车的空转和打滑会影响列车的定位精度和制动距离，对列车的控制带来不利影响。

2.3 信号系统控车原理

ATO系统执行的自动驾驶过程是一个闭环反馈控制过程，测速单元通过ATP向ATO发送列车的实际位置信息。ATO子系统通过和ATP、ATS通信，以及线路和车辆性能实时计算列车行驶至下一站的目标速度曲线。ATO向车辆输出计算出的控制指令值，车辆做出相应控制动作。使列车以贴近目标速度曲线的实际速度行驶。

在ATP/ATO设备控车时，主要使用车辆提供的最不利情况下的紧急制动率（GEBR）、牵引/制动加速度、牵引/制动延时、混合制动等车辆性能参数，来计算紧急制动触发线和目标速度曲线，并使列车贴近目标速度曲线运行。

三、雨雪霜冻天气信号控制方案

3.1 整体方案

在信号系统车载设备中存储两套参数：正常模式和雨雪模式，车载系统根据系统输入的命令，选择对应的模式和具体的参数。在雨雪模式下，车载设备将采用适合于雨雪霜冻天气的车辆参数和线路限速。

控制中心调度员通过二次确认方式，完成雨雪模式的设置和取消，当列车在具有长大坡道区间的发车站台停稳后，车载系统根据雨雪模式指令更新车辆参数，并按雨雪模式下的限速值计算速度曲线，列车在长大坡道区间按规定限速运行，当列车运行出清下一站的进站计轴停稳后自动退出雨雪模式，恢复正常的车辆参数及限速值。

3.2 系统具体控制流程

1.控制中心调度员在ATS工作站上设置雨雪模式，并进行二次确认操作；2.DSU收到雨雪模式有效指令后，存储并下发给ZC；3.ZC收到该信息后，将雨雪模式有效信息作为移动授权的一部分，发送给所管辖区域内的所有CBTC列车；4.当列车运行至含长大坡道区间的发车站台停稳，如下一区间为雨雪模式区间，车载MMI上会对司机做出相应提示，司机按下确认按钮后，VOBC更新雨雪模式的牵引制动率参数和区间限速，司机再次确认后，车载系统采用更新后的参数自动控制列车。5.当列车出清长大坡道区间停稳后，系统自动退出雨雪模式，列车限速及牵引制动率参数自动恢复正常。

3.3 雨雪模式的设置与取消时机

控制中心调度员应根据天气情况变化进行全线雨雪模式设置与取消操作。设置与取消雨雪模式的天气情况判断依据则是运营当日天气预报信息、车站现场实时汇报信息和司机现场实时汇报信息的结合。

四、结语

针对贵阳冬季特殊的雨雪霜冻天气，本文对此情形下信号的控制方案进行了分析探讨，但由于雨雪模式和正常模式下车辆性能参数的不同会导致长大坡道区间范围内信号保护区段的长度发生变化，而基于信号系统导向安全的特点，雨雪模式的设置也必定会导致线路列车运行能力降低，因此在实际运用中须结合线路特点，慎重设置信号雨雪模式。

参 考 文 献

[1] 建标104-2008，城市轨道交通工程项目建设标准[S]

[2] 北京交控科技有限公司.贵阳市轨道交通1号线工程信号系统技术文件，2015.7