城市轨道交通智能化信号控制系统

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探析城市轨道交通信号控制系统

作者：王珊珊 孙凤英

来源：《消费导刊》2016年第04期

摘要：我国城市化进程在不断加快，为了满足城市快速的发展需求，很多城市开始建设城市轨道，并且得到了进一步的发展。技术人员需要加强城市轨道交通信号的控制。因为交通控制工作非常重要，可以保证城市交通运行的顺畅性，防止出现交通事故和交通拥堵等现象。笔者根据相关工作经验，主要探究城市轨道交通信号控制系统的相关问题，供大家参考和借鉴。

关键词：城市轨道交通信号控制系统

前言

我国城市人口数量不断上升，车流量也在不断增加，城市交通的压力非常大，也承载着越来越重的交通负荷。我国城市的发展速度在不断加快，城市交通的重要组成部分就是城市轨道交通，其不断扩展应用范围，这样可以使使城市交通压力得到缓解。城市轨道交通的优势是安全性和舒适性比较高。所以，更多城市开始建设城市轨道。为了增强城市轨道运输的安全性和有效性，需要通过较高科技含量的信息系统控制城市轨道交通，这样才能保证轨道交通运行的安全性和高效性。为了加强对城市轨道交通信号系统的控制，技术人员要对交通信号系统的传送方式和构成要素进行分析，从而保证各种交通运输的安全性。

一、对城市轨道交通信号控制系统进行分析

ATC系统是城市轨道的一个重要系统，其中包含多个子系统。只有做好这些子系统的控制工作，才能加强对整体ATC系统的控制，从而保证交通运行的安全性和高效性。以下具体分析城市轨道列车控制的ATC系统。

（一）对固定闭塞方式的ATC系统进行分析。固定闭塞的ATC系统确定闭塞分区长度是通过固定的方式展开的。在这个过程，必须对线路的情况进行综合考虑，同时也要对列车的速度和特性进行全面的考虑。这个系统对信息的传输是通过闭塞分区展开的，能够传递较少的信息量。通常情况下，技术人员通过闭塞分区出口检查方式监控车辆行驶的速度。如果轨道列车的出口速度高于这个地区出口速度，轨道列车就会自动减速。但是车辆的行驶必须保证定的安全距离，可以通过闭塞分区实现安全距离。

城市轨道交通信号系统ATC

城市轨道交通信号系统

城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。

城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统：

— 列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS）

— 列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP）

— 列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO）

三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。

一、列车自动控制系统（ATC）分类

1、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。固定闭塞方式中按控制方式，又可分为速度码模式（台阶式）和目标距离码模式（曲线式）。

2、按机车信号传输方式：可分为连续式和点式。

3、按各系统设备所处地域可分为：控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。

二、固定闭塞ATC系统

固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定，一旦划定将固定不变。列车以闭塞分区为最小行车间隔，ATC系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。固定闭塞ATC系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。

1、 速度码模式（台阶式）

如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类ATC系统，该系统属70～80年代的产品，技术成熟、造价较低，但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能，不利于提高线路运输效率。固定闭塞速度码模式ATC是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，从控制方式可分成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。

轨道交通信号控制系统设计

随着城市的快速发展和人口的增长，轨道交通系统已经成为现代城市中不可或缺的交通方式。为了确保轨道交通的安全和高效运行，信号控制系统设计是至关重要的。本文将探讨轨道交通信号控制系统的设计原则、功能和实施方案。

轨道交通信号控制系统是一种利用信号设备来确保轨道交通的安全和流畅的系统。它通过控制信号灯的显示，调整列车的运行速度和排列顺序，以便有效地减少事故和拥堵。信号控制系统还与列车控制系统和车载设备进行通信，确保列车在不同区段之间保持安全的车距。

信号控制系统的设计需要考虑以下几个因素：列车流量、线路复杂程度、车站布局和乘客需求。首先，设计者需要了解轨道交通系统的流量特点，以确定信号的密度和频率。高流量区域需要更密集的信号控制，以确保列车之间的安全距离。其次，线路的复杂程度也会影响信号控制系统的设计。复杂的线路需要更多的信号设备来确保列车在交叉口和分岔处的安全运行。车站布局也需要考虑，以提供乘客上下车的便利性。最后，乘客需求的考虑是确保乘客体验的重要因素。例如，在高峰期需要增加信号的频率，以提供更多的列车班次和更短的等候时间。

轨道交通信号控制系统的主要功能包括列车运行控制、信号灯控制和故障处理。列车运行控制是通过信号控制系统指导列车运行的核心功能。它根据列车的位置和速度信息，向列车发出指令，调整列车的运行速度和排列顺序。信号灯控制是确保列车行驶方向安全的重要部分。信号灯显示红色时，列车必须停车；显示绿色时，列车可以继续行驶。故障处理是信号控制系统设计中必不可少的一部分。设计者需要考虑到各种系统故障可能产生的影响，并制定应对措施，以确保系统可以快速恢复正常运行。

在实施轨道交通信号控制系统设计时，需要采用一系列的技术手段和设备。传统的信号控制系统使用固定的时间间隔来控制信号灯的显示，但这样的设计无法适应不同时段和流量的变化。因此，现代的信号控制系统采用了智能化和自适应的控制策略。智能化控制策略通过分析实时的列车位置和速度信息，动态地调整信号灯的显示时间，以最大程度地减少拥堵和延误。自适应控制策略则根据乘客数量和流量变化，灵活地调整信号的频率和密度。另外，轨道交通信号控制系统的实施还需要与列车控制系统和车载设备进行协调，以确保整个系统的正常运行。

城市轨道交通信号控制系统研究

摘要：信号控制系统作为城市轨道交通运输过程中，保证运输的安全与高效的重要系统设备，对于整个城市的轨道交通具有重要的意义。所以目前增加城市轨道交通信号控制系统的运营的能力，成为有关学者的重要研究话题，通过对其的研究，来提高城市轨道的社会和经济的双重效益。

关键词：城市轨道；交通信号；控制系统

1引言

发达的城市交通体系是大都市不可缺少的基础性设施。城市轨道交通系统严密的组织运行、快速、安全、舒适的特性，尤其是该系统的高效率、低能耗、低污染的综合优势证明城市轨道交通是在国民经济快速发展过程中带来的日趋恶化的交通拥堵和生态环境的破坏影响时而以新面貌出现的“绿色交通”系统。城市轨道交通系统的发展将明显促进城市经济的快速发展和生态环境的改善，实现城市经济效益、社会效益、生态环境效益三者的统一。城市轨道交通系统是城市突发自然灾害及事件应变的应急抢险和城市生态环境运行修复的骨干运输系统。城市轨道交通系统是21世纪建设生态城市、实现城市可持续发展的“绿色交通”系统。

2城市轨道交通信号控制系统的发展现状

从采用交流50Hz二元二位式相敏轨道电路开始，我国城市轨道交通信号系统经历了几代的发展。随着客流量的不断增多，列车运行速度的不断提高，传统信号系统已远远不能满足运营的需要，为此需要采用先进的信号技术，如符合电磁兼容要求的数字化轨道电路DTC技术，基于通信技术的列车自动控制系统等。同时信号系统作为列车运行的神经中枢，直接关系到乘客的生命安全，因此各系统必须具备相应的安全措施。目前，在城市轨道交通系统中广泛采用ATC列车速度自动控制系统，采用ATC信号系统可以大大的提高行车的安全性，使得因人为的疏忽、设备的故障而产生的事故率降至最低。此外，采用ATC列车速度自动控制系统还可以避免不必要的突然减速和加速，这不仅可以提高行车的稳定度还对节能具有重要的作用。使列车始终处于最佳速度状态，可节能15％左右。