城市轨道交通列车自动控制系统闭塞制式的分析

城市轨道交通列车自动控制系统闭塞制式的 城市轨道交通列车自动控制系统闭塞制式 的分析 7:{一1【 VOI.17N(‘.7 轨道交通信息系统 lRI{,,rR,?Il1(‘R,I,?(),1SII,I 爻『l编:loo5 — 845l(2008)07(x)4903 城市轨道交通列车自动控制系统闭塞制式的分析 邢红霞 (西安铁路职业技术学院交通运输系,西安7l0041) {I2】:城市轨道交通信号系统制&a- ~t内外逐步呈现多样化和化的趋势,其制式按照闭塞方式 分,有固定式,准移动式与移动式等.重点从城市轨道交通信号系统闭塞制式控制原理,枝术经济特点等 方面对3种闭塞方式进行对比和分析. .域市轨道交通;列争自.控制系统;闭塞方式;对比分析llJ炎 u231.7乏}A AnalysisonblockingmodesofUrbanTransitTrainControlSystem XINGH(?g—ia .. (DepartmentofTrafficandTransport,Xi’anRailwayVocationalandTechaicalInstitute,Xi ’an7l0o4l,ChitSignalingSystem,focusedoncontrollingprinciples,technicalandeconomic characteristics ofthethre . eblockingmodes. Keyrds:U rbanTransit;Aut0maticTrainContm1System;blockingmodes;contrastanalysis 城市轨道交通信号系统的自动化水平较高,系 统协同性较强,其闭塞方式可分为:固定闭塞,准 移动闭塞和移动闭塞. 文章就固定闭塞,准移动闭塞及移动闭塞3种 闭塞方式的原理及特点进行具体分析.并对3者进 行技术和经济等方面的对比和分析. I定 f.I;li~J洲! 固定闭塞式的列车自动控制系统,采用传统的 多信息模拟无绝缘轨道电路,按固定方式,根据线 路情况,列车特性和固定的速度等级确定闭塞分区 长度,列车以闭塞分区为最小行车间隔,此种制式 的列车自动控制系统采用阶梯式控制方式.该模式 采用模拟信号处理技术对轨道电路信息进行处理, 或者在处理过程中部率等不利条件; (3)列车间隔为若干闭塞分区,而与列车在分 区内的实际位置无关; (4)制动的起点和终点总是某一分区的边界; (5)要求运行间隔越短,闭塞分区(设备)数 也越多,通常列车最小运行间隔为100S,120S; (6)一般采用模拟轨道电路,轮轴传感器,信 息量少. l,2.2系统构成特点 硬件组成较多,软件实现的功能在系统中占少 量比率,部分设备的体积和功耗较大,但由于系统 技术实现相对简单,工程造价相对得到有效控制, 因而造价最低. 1.2.3终t蠢 此制式的列车自动控制系统,是引进国外80年 代技术,在我国大部分城市轨道交通上安装并开通 运行.目前,通过不断地扩大国产化范围,已形成 圆200807总第136瑚 轨道交通信息系统 比较成熟的国产列车自动控制系统,系统国产化率式,降级和后备控制方式选择 较多; 大干95%,从而降低了系统成本.(8)系统具有断轨检测功能. 2.2.2系统0成特点 2准移动闭摩 2.1控制原 目前较为广泛采用的基于数字式无绝缘轨道电 路列车自动控制系统以数字信号技术为基础,仍然 利用钢轨为列车所需信息的传送载体.在信号传 输,信号处理过程中均实现数字化,不但信息量大, 而且抗干扰能力强,车载设备还可以实现列车的连 续曲线速度控制. 采用这种方式构成的列车自动控制系统,地面 轨道电路可以向列车传递足够用于列车连续曲线速 度控制的信息(包括目标速度,目标距离,线路状 态,线路允许速度,轨道电路标号及长度等),列车 仍以闭塞分区为最小行车安全间隔,但根据目标速 度和目标距离随时调整列车的可行车距离,该种方 式后续列车所知道的目标距离是距前车或目标地点 所处轨道电路区段边界的距离,不是距前车的实际 距离,因此,根据目标速度和目标距离随时调整的 列车可行车距离是”跳跃式”的,即在列车尾部依 次出清各电气绝缘节时”跳跃式”跟随.因而,该 种列车自动控制系统相对干移动闭塞系统而言也称 为准移动闭塞式的列车自动控制系统. 2.2技术经济特点 2.2.I{主术特 (1)线路被划分为固定位置,某一长度的闭塞 分区,一个分区只能被一列列车占用; (2)列车间隔是按后续列车在当前速度下所需 的制动距离,加上安全余量计算和控制的,确保不 冒进前行列车占用的闭塞分区; (3)制动的起点是动态的,终点是固定在某一 分区的边界(根据每个区段的坡道,曲线半径等参 数,包含在报文中); (4)采用连续曲线速度控制方式,只需要具有 一 定长度的保护距离(距离前行列车占用闭塞分区 的边界); (5)要求运行间隔越短,闭塞分区(设备)数 也越多,通常列车最小运行间隔为85S,90S; (6)采用报文式数字轨道电路,辅之环线或应 答器,信息量较大; (7)系统具有集中和分散控制的多级控制方 硬件组成较复杂,软件实现的功能在系统中占 一 定比率,安装较为复杂,因而对维护人员通信,信 号和计算机等综合基础知识要求较高. 2.2.3经济特点 此种制式的列车自动控制系统,目前我国已经 开发研制出来,已处于试验阶段.与之相配套的列 车自动控制子系统还处在研究阶段,主要还是依靠 引进国外产品实现.因而系统国产化率相对固定闭 塞较低,约为60%,工程造价比固定闭塞系统高,后 期运营维护成本也较固定闭塞系统高. 3移动闭摩 3.1控制原 这种列车自动控制系统能够实现车一地实时双 向通信,由于没有预先设置的闭塞分区,不以固定 闭塞分区为列车追踪的最小单元,而是根据实际运 行速度,制动曲线和进路上列车位置,动态计算出 相邻列车之间的安全距离,列车安全距离的计算是 后续列车的受控停车点和前一列车尾部的确认位置 之间的一段固定距离.因此,与固定闭塞相比,列 车运行间隔相对减少.与准移动闭塞相比,弥补了 准移动闭塞系统的”跳跃式”控制原理的目标精度 缺陷,具有更大运用灵活性和更小行车间隔,也因 此具备了更大的运行调整能力. 3.2技术经济特点 3.21l恭?. (1)线路没有固定划分的闭塞分区,列车间隔 是动态的,并随前一列车的移动而移动; (2)列车间隔是按后续列车在当前速度下所需 的制动距离,加上安全余量计算和控制的,确保不 追尾; (3)制动的起点和终点是动态的,轨旁设备的 数量与列车运行间隔关系不大; (4)列车最小运行间隔可做到80S,85s; (5)减少了牵引回流对信号系统的谐波干扰, 可靠性高; (6)可减少轨旁设备,便于安装维修,有利于 紧急状态下利用线路作为人员疏散的通道,有利于 降低系统全生命周期内的运营成本; I7巷7蚓城r道交通列『I功控制系统闭摩制式的,,析轨道交通信息系统 (7)支持灵活多变的运行,很容易实现双方向 运行而不增加地面设备,有利于线路故障或特殊需 要时的反向运行控制. 3.2,2系统成特 硬件组成简单,软件实现的功能在系统中占很 大比率;安装简单,对维护人员通信,信号和计算 机的综合基础知识要求更高. 3.2.3济}点 目前,除基于地面交叉感应电缆的列车自动控 制系统有较多的实际运用外,基于其它通信方 式的列车自动控制系统还正处于大面积研究实际运 用阶段.在我国,此种制式的列车自动控制系统也 只是处在引进,试用阶段,还没有经过较长时间的 实际运营维护经验. 43种制式的对比分析沦 4.1列1:定位式比较 固定闭塞制式的列车自动控制系统和准移动闭 塞制式的列车自动控制系统,在列车定位方式上是 相同的,都是依靠轨道电路来完成,列车的基本定 位精度由轨道区段的长度决定,列车只占用部分轨 道电路就认为全部占用,因而是不精确的. 移动闭塞制式的列车自动控制系统在列车定位 方式上不依靠轨道电路来实现,而是依靠无线通信 的方式(采用地面交叉感应电缆,裂缝波导,GPS 或其它通信方式)来完成,定位可以更为精确. ~111J1比较 4.2迎1一 固定闭塞制式的列车自动控制系统,列车追踪 最小安全间隔为一个闭塞分区长度,但由于其采用 阶梯式速度控制方式,考虑到列车制动距离的需 要,为保证安全,列车要在前方区段提前减速,才 可能满足最小的安全追踪间隔,因而平均旅行速度 会降低,而且由于出口速度控制原理特点,必须增 加一个有效制动长度分区作为最小安全间隔,导致 列车追踪间隔相对较大,适合追踪间隔100S,120S 的较低密度追踪运行. 准移动闭塞制式的列车自动控制系统,列车追 踪运行最小安全间隔的最大值为安全保护距离,这 种方式后续列车所知道的目标距离是距前车或目标 地点所处轨道电路区段边界的距离,不是距前车尾 部的实际距离,因而追踪间隔可以比固定闭塞制 式更小,适合追踪间隔85S,90S的较高密度追踪 运行. 移动闭塞制式的列车自动控制系统,由于没有 预先设置的闭塞分区,不以固定闭塞分区为列车追 踪的最小单元,这种方式后续列车所知道的目标距 离是距前车尾部的实际距离,所以追踪间隔比准 移动制式的还要小,适合追踪间隔80S,85S的高 密度追踪运行. 4.3传输佑息比较 固定闭塞制式的列车自动控制系统和准移动闭 塞制式的列车自动控制系统,由于都是采用轨道电 路向列车传输信息,传输的信息量受钢轨传输介质 频带限制及电化牵引回流的干扰,难以实现大信息 量的实时数据传输. 固定闭塞式一般采用的是移频无绝缘轨道电 路,向一个区段同时只能传送一种信息,信息量 最少. 准移动式采用的是数字无绝缘轨道电路,采用 数字编码技术可以向一个区段同时传送多个信息, 信息量较固定. 而移动闭塞制式的列车自动控制系统采用的是 基于无线方式通信传输,随着通信编解码,纠错技 术的飞跃发展,系统可控制传送的信息量会越来 越大. 在3种制式的信号系统中,移动闭塞式技术水 平最先进,是今后列车控制技术发展的方向.准移 动闭塞制式在技术水平等级上较固定闭塞制式稍 高,代表着当今列车控制技术的发展水平,经济造 价和移动闭塞制式相差不大.固定闭塞制式属于传 统的列车控制技术,技术上安全可靠并有着广泛运 用的历史,经济造价较为低廉. 参学l殳献: 【l】林瑜筠.城市轨道交通信号设备【M】.北京:中国铁道出版 社.2006,5. 【2】李红侠.城市轨道交通中移动闭塞信号系统的运用分析【J】. 铁道通信信号工程技术,2004(1). 【3】贺均,浅论移动闭塞的结构与功能一移动闭塞与轨道交 通建设【J】,地铁与轻轨,200l(4):28—32. 【4】吴汉麒,国外铁路信号新技术【M】.北京:中国铁道出版社, 2000. 圆2008.07总I36垮