地铁信号系统自动控制功能

1李夏泽2胡泽锋3汤伟

摘要：在现代都市中，地铁是缓解城市交通压力的一种重要方式。近几年，我国的轨道交通得到了明显的发展，为提高城市公交的运力作出了重大贡献。地铁信号技术是影响地铁运营安全的关键技术之一。文章着重分析了地铁信号的自动控制功能，以期对我国地铁信号技术的发展和地铁的安全运行提出一些有益的意见。

关键词：地铁；信号系统；自动控制功能；

引言

在新的历史时期，地铁在人们的出行和生活中起着扮演着极其重要的角色。通过对地铁工程的施工，可以有效地改善城市的通行能力，减轻地面交通的压力。地铁信号系统在地铁建设中的作用是多种多样的。例如，自动控制，自动报警等功能。在此基础上，采用了自动控制技术，确保了信号系统的安全，操作更加灵活快捷。

一、地铁交通信号的自动化控制系统综述

从目前的城市轨道交通建设情况看，目前我国的轨道交通信号正处在从静止到移动的过渡时期。在地铁的日常运营中，该系统可以有效地满足各种客流的需要，例如，交通安全，交通密度等。在地铁自动控制系统的构成上，它包括三大部分：第一，ATO系统又被称作自动驾驶系统。自动驾驶系统是由车载ATO和轨旁ATO组成。但是，在实际操作中，两者之间的区别并不明显。尽管自动驾驶系在地铁应用上已经具备全程自动驾驶的能力。但是为了万无一失，确保乘客的安全和系统的可靠运转，还是由司机来控制。第二种是 ATS系统，它是一个位于车站和控制中心之间的铁路系统，能对全线路上的列车进行监控和控制。ATS是一种非故障的安全系统，无论发生什么情况，都不会影响到地铁的正常运营。第三，ATP系统是地铁信号的主要构成要素，它是列车的安全保护系统。ATP系统能够对列车执行速度进行持续监控，通过对列车的超速防护，可以实现对列车实际行驶时间的自动监测，从而有效地防止了因超速引起的事故。

二、地铁信号的自动控制技术

在地铁信号系统中采用自动控制技术，保障列车运行的安全性和可靠性，它还具有灵活性和便捷性。为了实现这个目的，地铁信号自动控制需要具备以下功能：1、列车自动驾驶。系统所需的功能包括：动态调节：在车站内实现定点停靠；2、列车自动监督系统。系统所需的主要功能是：列车运行时间的实时生成；负责列车的运营状况；保证列车准时到达；动态调整列车的运营时间；3、地铁的安全保护装置。这个系统需要提供以下特性：地铁的位置；跟踪列车；确保停靠地点[1]。因此，自动驾驶系统、自动监控系统、自动防护系统构成了自动列车自动控制系统.现有的地铁系统大多采用了计算机控制，该系统具有可靠性高，信息量大，抗干扰能力强的特点。

三、地铁信号的自动控制功能的实现

（一）列车自动行驶系统

在列车自动控制系统的作用下，列车自动行驶系统的相关功能需要完成，并按照列车监控系统发出的命令来完成相应的工作。其中，为了达到车站之间的自动运行，需要对地铁列车进行严格的控制，使列车在运行图上行驶的时间间隔内行驶；为了达到车站精确停车的目的，需要在自动保护系统的基础上，借助轨道旁设备和车辆的通道装置来达到对车辆的精确停车；为了达到列车在行车高峰/平峰时段的运行状况，需要采用自动驾驶系统来实现列车运行时的动态调节，在保证服务品质的前提下，利用合适的车速曲线来控制列车的运营，以达到旅客舒适的需求。

（二）列车监控系统

在运行控制中心（中央 ATS系统）中提供了一个自动控制 ATS系统，车站内部设有局域化 ATS系统，以实现地区的管理。该系统实现了对整个地铁线路的运行状况的监测和控制。局域网由 ATS中心设备组成，采用光缆进行数据传送。在这种架构下， ATS系统有两个突出的特征：1、操作员能够按照自己的权限，在任何一台地铁系统中进行监控和控制；2、ATS系统中任何一个部件的操作错误或故障都不会影响到整个地铁线路的正常运营，是一个非故障的安全体系。

（三）列车的安全保护

故障安全是列车自动保护系统的基础。根据这一原理，本系统对列车运行安全进行了全面的检查和控制，包括列车占用状态、跟踪间隔、速度和信号灯显示等。该系统包括轨道边的自动保护和车辆的自动保护[2]。为了达到对列车进行定位，根据铁路运营状况提供的线路、距离、速度等信息，对铁路是否安全的位置进行预测，通过向保护系统发送安全位置信息，实现对列车运行的保护；为了达到跟踪的目的，该系统需要建立跟踪占用系统，并结合线路的定位和重要线路的定位，从是否安全的角度，计算出列车在安全段内的位置信息；为实现车辆的停车定位，系统必须对当前的位置、速度、行驶许可进行比对，接着，当接到指令时，可以在规定的一段时间内完成停车的功能要求。

四、城市轨道交通控制系统的具体应用

（一）基于西门子的信号处理技术

西门子自动信号控制系统包括自动监控系统、自动保护系统和自动运行系统。首先，实现了对列车的实时监控，达到了0.5米以内的实时监控。有效地避免了超限，而区间控制则是预防列车相撞的重要手段。当列车运行时，当遇到突发事件时，系统将会自动进行紧急刹车和停止，以防止意外的发生。其次，在实际使用中，完全实现了自动控制，无需担忧人工操作错误，降低了车辆的运行损失，节约30%的能源。最终，可以优化线路、提高利用率、缩短列车间隔，使得相应的时间安排与不同的列车运行状况保持一致。另外，它可以在90秒内完成跟踪，其运载能力大大超过3分钟的同类系统

[3]。

（二） Casco控制系统在 Casco中的应用

结合上海轨道交通1号线的实际情况，分析了 Casco信号控制系统在该系统中的应用。上海1号线三期工程均采用了 Casco信号控制技术。在实际运用中，可以对以固定闭塞技术为基础的地铁信号系统进行灵活的操作。在我国的许多城市，如深圳的5号线和广州的5号线，都是采用这种技术的。但在实际运用中，卡斯柯的信号控制系统也出现了故障，例如上海一号线，因为信号系统的错误发送了一段速度码，导致两列火车从侧面相撞，幸亏司机及时刹车，才没有酿成大的车祸[4]。

（三）利用泰雷信号进行控制的方法

在泰雷的信号控制系统中，它的应用是非常广泛的。随着科学技术的不断进步，泰雷系统的性能不断提高，如AzL90型计轴系统、ZP30CA型计轴系统等。新体系各具特色，功能各异。AZLM型计轴器主要应用在地铁、铁路等工程建设领域。在实际运用上，国内许多城市已经建成的地铁工程都是这套体系的杰作。例如，上海的10号线，成都1号线，北京的13号线。

结束语

在发展较快的城市中，作为城市的主要交通工具的地铁，它不仅为人们提供了便捷、高效的出行手段，同时也大大缓解了城市的交通压力。而地铁的运营，也是通过信号控制系统来完成的。因此，如何提高地铁信号的自动化、智能化水平是非常必要的。本文正是在这样的背景下，对地铁信号的自动控制功能进行了简要地分析。系统的安全性和可靠性应以系统的整体性为目标，而非特定的设备。这要求系统设计制造、维修三者有机结合，以确保系统在实际应用中的各项性能指标。世界上很多国家都有专业的系统安全工程师来进行系统安全评估，以保证系统的安全性和可靠性。尽管目前国内尚无专业的安全设计人员，但对安全可靠性的分析不容忽视，合理的分析有助于系统的设计、选型、科学的投入，同时也为今后的检修工作和日常维护工作的重点提供了依据。

参考文献

[1]张滔.广州地铁3号线信号系统的安全性应用及分析[J].城市轨道交通研究，2010(12): 01.

[2]李成彬.地铁信号系统自动控制功能分析[J].信息通信，2014(02) :78.

[3]丁玉波.关于地铁信号系统安全的具体分析[J].民营科技，2012(05): 13.

[4]肖宝弟，王珩，徐意，张立军.现代有轨电车信号系统方案与自主化策略研究[J.现代城市轨道交通，2014(46):78.