城市轨道交通列车自动控制新版系统的运用与发展.doc

城市轨道交通列车自动控制系统利用和发展
摘要：本文对城市轨道交通发展进行了探讨，介绍了城市轨道交通自动控制系统特点和组成。在城市轨道交通列车自动控制系统（atc）中，列车自动防护（atp）系统担负着确保列车运行安全关键作用，是列车运行自动控制系统基础。
关键词： 城市轨道交通;自动控制系统;列车自动防护
abstract: in this paper, the development of urban rail transit is discussed, and introduced the automatic control system of urban rail transit characteristics and composition. in urban rail traffic automatic train control system (atc), automatic train protection (atp) system on the train operation safety guarantee the important function, is the train operation of the automatic control system for the foundation.
keywords: urban rail traffic; automatic control system; automatic train protection
引言
多年来，伴随城市现代化发展，城市规模不停扩大，市区人口逐步向郊区迁移，城市交通压力越来越大。城市轨道交通发展已成为处理现代城市交通拥挤有效手段，它最大特点是运行密度大、列车行车间隔时间短、安全正点。所以，必需采取含有连续速度显示监督和防护列车自动防护系统，以确保行车安全，提升行车效率。在这种背景下，自动控制系统在城市轨道建设中饰演着越来越关键角色。
一. 城市轨道交通介绍
1.1城市轨道交通概念特征
城市轨道交通是城市地下铁道（地铁）、轻型轨道交通（轻轨）、单轨（独轨）交通、有轨电车、新交通（new transport system, nts）、高速磁浮列车和市郊（郊区）列车（通勤列车）等交通统称。其共同特点是：运量大、速度快、安全可靠、准点舒适，能够在地面、高架和地下、半地下（open cuttings）轮轨上行驶。其中轻轨和地铁是现在城市轨道建设中关键项目。
地铁能够在地面、高架和地下运行，有些人把行驶在高架轨道上地铁称为（高架地铁）。轻轨（lrt）是轻型轨道交通（light rail transit）简称，是由原来有轨电车（streetcar、trams or tramway）演变而来。而独轨（单轨）交通、新交通系统（new transport system）、轻轨地铁（light metro）、轻型快速交通（light rapid transit）、高架线性系统等全部属于轻轨范围。轻轨线路有地面、高架和地下线，地下线比较少见。
1.2中国城市轨道交通自动控制系统发展情况
现在中国对城市轨道交通自动控制系统应用已逐步进入成熟期，但自主研究方面还存在一定差距，关键表现在对自动控制系统中数字轨道电路、车地信息、传输和列车自动驾驶等关键技术尚不能全方面掌握，国产化水平很低。城市轨道交通正处于蓬勃发展时期,发展轨道交通关键在于降低造价, 包含工程造价和设备造价。
城市轨道交通事业现在正在蓬勃发展，宽广市场和外商设备高昂造价，呼叫含有自主知识产权国产技术设备早日出现。走自主创新道路，不仅符合国家技术产业政策，也有利于降低工程造价和维护成本，利国利民。
二.城市轨道交通列车自动控制系统
2.1城市轨道交通自动控制系统组成
城市轨道交通信号系统是现代大运量、高密度轨道交通自动控制系统中关键组成部分，起到确保列车和乘客安全，对列车高速、有序运行起到关键作用。它包含车站信号控制系统（车站联锁系统）和区间信号系统和列车自动控制系统（automatic train control，简称atc）。信号系统关键功效是确保行车安全、提升运行效率。
城市轨道交通信号系统关键是列车自动控制（atc）系统，它由列车自动防护（atp）子系统、列车自动驾驶（ato）子系统、列车自动监控（ats）子系统和联锁（il）组成，各子系统间相互渗透，经过信息交换网络组成闭环系统，实现地面控制和车上控制结合、现地控制和中央控制结合，组成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整和列车驾驶自动化等功效为一体列车自动控制系统。其中，atp是atc系统最关键部分。因城市轨道交通列车运行速度高，在高峰期列车密度大，而且运输对象为乘客，发生行车事故后果严重，依靠运行人员预防运行事故远不能满足运行安全要求。atp系统依据故障一安全标准，实施列车间安全间距监控、列车超速防护、安全开关门监督和进路安全监控等功效，确保了行车运行安全。
2.2城市轨道交通列车自动控制系统闭塞方法
现在城市轨道交通自动控制系统闭塞方法关键有三种：固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞。
固定闭塞采取固定划分区段轨道电路，即基于传统多信息音频轨道电路，列车以闭塞分区为最小行车间隔，且需设防护区段。其传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，即该区段所要求最大速度码或入口/出口速度命令码。固定闭塞分区划分依靠于特定列车性能，不适应以后列车类型变更。
准移动闭塞通常采取数字式音频无绝缘轨道电路、音频无绝缘轨道电路+感应环线或计轴+感应环线方法作为列车占用检测和atp信息传输媒介，含有较大信息传输量和较强抗干扰能力。
前两种闭塞制式均属于基于轨道电路atp系统，而移动闭塞是基于通信atp系统。移动闭塞系统不依靠轨道电路，而是采取交叉感应电缆环线、漏缆、裂缝波导管和无线电台等方法实现车地、地车间双向数据传输。前方列车后部安全分隔距离将基于列车最大运行速度、制动曲线和列车位置进行动态计算。因为有了高精度列车位置汇报（6.25m），并基于该段线路最大许可速度，追踪列车将能够安全地向前方列车靠近，直到距离前车尾部最终一次证实位置一个安全制动距离地方。下图显示了移动闭塞安全列车分隔基础原理。
图2.1 移动闭塞原理图
列车之间总是保持一个“安全距离”。该安全距离是介于后车目标停车点和确定前车尾部之间一个固定距离。在选择该距离时，我们充足考虑到即使存在一系列最坏情况，列车仍能够被安全地分隔开来。
六.结束语
伴随中国城市建设日益发展，中国城市轨道交通取得了长足进步。各个城市地铁和轻轨建设项目如雨后春笋般成立，自北京、上海和广州这三个大城市以后，西安、重庆、成全部、苏州全部已建成自己轨道交通线路，杭州、海尔滨、兰州等部分城市轨道交通线路也正在建设中。
在大力发展城市轨道交通自动控制系统同时，应本着“节省资本、利国利民”标准，着重考虑推进设备国产化政策，开展技术研发，摆脱自动控制系统国外厂家垄断局面。同时，城市轨道交通作为城市建设空间系统关键组成，城市轨道建设应和其它交通空间、城市建筑空间、地下空间有机衔接，综合发展，协调利用，以取得城市空间资源利用效率最大化。
参考文件
[1] 高速铁路列车速度自动控制系统 中国铁道出版社
[2] 吴汉麒.城市轨道交通信号和通信系统.北京: 中国铁道出版社.1999:93-126 [3] 吴汉麒.国外铁路信号新技术.北京:中国铁道出版社.:121-19