城市轨道交通车辆运行控制技术研究进展

程辉

摘要：随着城市生活节奏的加快，广大居民对轨道交通出行效率、舒适度、准点率的要求越来越高。目前减小列车行车间距、提高行车效率、改善列车通过能力、低能耗、高度智能是城市轨道交通车辆运行控制系统的发展方向。安全、高效、可靠的城市轨道交通车辆运行控制系统对实现列车高速度、高密度、有秩序地运行有着非常重要的意义。

关键词：城市轨道交通;运行控制;行车组织;城轨车辆;列控系统

引言

安全系统能够有效降低人车碰撞风险，但其对交通流长时间运行状态的影响有待探究。运用NetLogo软件，基于智能体建模思想设置车辆和行人运动模式，选择平均车速波动情况和车辆等待时间、行人等待时间、行人速度分布评估传统车辆、行人检测系统车辆和人车通讯系统研究车辆运行时的交通流稳定性和通行效率。

1有轨电车线路运行效率的影响因素

有轨电车系统是人、车、线路及环境相互作用的复杂系统。本文将运行效率影响因素归为车站、路段、交叉口3类。其中：车站是有轨电车线路上供车辆到发、通过和折返等作业的分界点，有轨电车需要在车站办理停车作业;交叉口是有轨电车线路在道路信号控制影响下形成的特殊分界点，有轨电车可能需要在交叉口停车等待绿灯通行;路段是车站与车站、车站与交叉口之间连接的主要通道。是构建有轨电车线路运行效率评价模型的基础。1）车站。有轨电车车站按布设型式可分为侧式、岛式、岛侧混合式。其中：侧式站台设置在上下行线路的两侧;岛式站台设置在上下行线路之间;混合式站台通常用于换乘站。根据站台位于交叉口进出口道的位置，有轨电车车站还可分为进口道站台和出口道站台。应结合每个车站的实际情况进行有轨电车的线路设计，同时充分利用有轨电车的灵活性和多样性，最大限度地发挥其优势。2）交叉口。与传统的城市轨道交通线路不同，有轨电车一般运行在城市的地面道路上，因而在通过道路平交交叉口时会受到道路交叉口信号控制系统的影响，需要根据交叉口信号指示决定车辆通行或停车等待。交通统计数据表明，有轨电车运行延誤的80%来自于交叉口的停车等待。交叉口限制了有轨电车的行车效率，使得有轨电车的运行速度较低，从而影响了有轨电车的服务质量。

2轨道交通车辆运行控制技术

2.1基本行车闭塞技术

①人工闭塞：通过人工设置闭塞机，列车司机从发车站取出路签，到达接车站后交出路签，才能解除闭塞。这种闭塞制式效率太低，现已基本淘汰;②半自动闭塞：通过人工进行联络手续办理，在车站进站处和出站处分别安装一段不少于25m的专用轨道电路，将专用轨道电路和信号机联系起来，通过信号机颜色的变化来判断区间是否空闲，从而实现半自动闭塞;③自动闭塞：将站间划分为若干个装设轨道电路的闭塞分区，在每个闭塞分区入口处设置信号机，借助轨道电路将列车和信号机联系起来，信号机的显示随列车位置的变化而变换。基本行车闭塞法采用的是固定闭塞制式。这种制式的控制采用模拟信号进行轨道信息的处理，根据列车的特点、线路情况、速度等级等来确定闭塞区间的长度，最小的行车间隔距离就是列车的闭塞分区。基本行车闭塞方法从安全方面讲至少包涵三个方面：可靠的列车定位监测系统;可靠的信息传输系统;可靠的列车间隔控制系统。这三个方面任何一个环节出现问题都有可能导致行车事故的发生。目前各国广泛采用固定自动闭塞系统，通过轨道电路、信号机等组成信息传输系统，将列车位置传输给列车自动控制系统及司机，控制列车运行速度，保证各列车保持一定的间隔距离，防止列车进入前方占用闭塞区间。

2.2交通流稳定性

在仿真中改变道路限速值，车辆智能体行驶速度也相应改变。传统车辆和行人检测系统车辆瞬时平均车速均处于波动状态，并且道路限速值越大，平均车速的波动越大。道路限速值的高低一定程度上体现了车速大小，车速较大时，车辆为避让行人而产生的加减速幅度也随之较大。在限速值相同时，行人检测系统车辆速度波动比传统车辆更大，也就是说，传统车辆车流更稳定，这可能是因为行人检测系统对目标的检测范围较大，导致车辆过早开始减速，留给行人过街的时间足够充足甚至过长，引起后续车辆减速排队。人车通讯系统车辆平均速度在持续下降一段时间后逐步趋于稳定，限速值越大，车辆智能体行驶速度越大，需要越长时间减速，平均车速越晚达到稳定状态，然而这种稳定状态是异常的，很难恢复至原有状态。这是因为人车通讯系统在接收到行人过街信息后尽可能让出路权，让行人顺利过街，当行人之间未出现可通过间隙时，车辆则一直停车等待，以致产生拥堵。

2.3建立健全机车故障自动诊断系统

传统形式的机车故障诊断多依靠专业人员利用专业工具对机车进行逐一排查，这种形式已经逐渐满足不了机车发展的需求，不具备时效性。结合传感技术与信息化技术的机车故障自动诊断系统能够记录机车运行过程中的各项参数，并将其储存与数据库中，利用传感器对实时运行数据进行采集，并与数据库相关数据进行对比分析，若发现较大的差异性，系统可迅速发出警报，地面控制中心可通过警报内容快速锁定故障位置，并采取针对性的解决措施，若是软件方面的问题，应可通过信息化技术进行自我修复。此外，机车故障自动诊断系统的数据储存功能能够对故障信息及其解放方法进行收集、整理与分类储存，以此来为后续的故障处理提供更多的解决依据。

结语

安全系统的发展越来越能够改善行人安全性，但这些先进系统在交通流运行质量和通行效率方面的性能并不是越来越好的，例如，行人检测系统车辆也许并不利于交通流的稳定;人车通讯系统的普及也许会严重影响车辆通行效率，加剧城市拥堵。决策者应认识到这一点，并采取措施规避这些缺陷。很多辅助驾驶系统试图通过目标检测功能和图像处理技术来达到行人检测和避撞目的。而从仿真试验结果可以看出，当道路运行状况不同时，不同系统的各个性能指标无法在同一条件下取得最优值，而需要从道路管理功能方面结合路段交通流的实际运行情况，综合评价不同系统的性能。

参考文献

[1]韩海龙，梁佳，李勇.铁路机车车辆技术运用的可靠性分析[J].科技风，2017（22）：244-245.

[2]姜彧.铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究与应用[J].电子世界，2019（11）：188-189.

[3]郭喜春.铁路机车车辆运行故障监测诊断技术的研究与应用[J].中国新技术新产品，2019.