1、城市軌道交通列車自動控制系統閉塞制式的分析7:一1【VOI.17N(.7軌道交通信息系統lRI,rR,¨Il1(R,I,¨(),1SII,I爻l編:loo5845l(2008)07(x)4903城市軌道交通列車自動控制系統閉塞制式的分析邢紅霞(西安鐵路職業技術學院交通運輸系,西安7l0041)I2】:城市軌道交通信號系統制&a-t內外逐步呈現多樣化和標準化的趨勢,其制式按照閉塞方式分,有固定式,準移動式與移動式等.重點從城市軌道交通信號系統閉塞制式控制原理,枝術經濟特點等方面對3種閉塞方式進行對比和分析.域市軌道交通;列爭自.控制系統;閉塞方式;對比分析ll

2、J炎u231.7乏AAnalysisonblockingmodesofUrbanTransitTrainControlSystemXINGH(gia.(DepartmentofTrafficandTransport,XianRailwayVocationalandTechaicalInstitute,Xian7l0o4l,ChitSignalingSystem,focusedoncontrollingprinciples,technicalandeconomiccharacteristicsofthethre.eblockingmodes.Keyrds:UrbanTransit;Aut0mat

3、icTrainContm1System;blockingmodes;contrastanalysis城市軌道交通信號系統的自動化水平較高,系統協同性較強,其閉塞方式可分為:固定閉塞,準移動閉塞和移動閉塞.文章就固定閉塞,準移動閉塞及移動閉塞3種閉塞方式的原理及特點進行具體分析.并對3者進行技術和經濟等方面的對比和分析.I定f.I;liJ洲!固定閉塞式的列車自動控制系統,采用傳統的多信息模擬無絕緣軌道電路,按固定方式,根據線路情況,列車特性和固定的速度等級確定閉塞分區長度,列車以閉塞分區為最小行車間隔,此種制式的列車自動控制系統采用階梯式控制方式.該模式采用模擬信號處理技術對軌道電路信息進行處理

4、,或者在處理過程中部率等不利條件設計;(3)列車間隔為若干閉塞分區,而與列車在分區內的實際位置無關;(4)制動的起點和終點總是某一分區的邊界;(5)要求運行間隔越短,閉塞分區(設備)數也越多,通常列車最小運行間隔為100S120S;(6)一般采用模擬軌道電路,輪軸傳感器,信息量少.l,2.2系統構成特點硬件組成較多,軟件實現的功能在系統中占少量比率,部分設備的體積和功耗較大,但由于系統技術實現相對簡單,工程造價相對得到有效控制,因而造價最低.1.2.3終t蠢此制式的列車自動控制系統,是引進國外80年代技術,在我國大部分城市軌道交通上安裝并開通運行.目前,通過不斷地擴大國產化范圍,已形成圓200

5、807總第136瑚軌道交通信息系統比較成熟的國產列車自動控制系統,系統國產化率式,降級和后備控制方式選擇較多;大干95%,從而降低了系統成本.(8)系統具有斷軌檢測功能.2.2.2系統0成特點2準移動閉摩2.1控制原目前較為廣泛采用的基于數字式無絕緣軌道電路列車自動控制系統以數字信號技術為基礎,仍然利用鋼軌為列車所需信息的傳送載體.在信號傳輸,信號處理過程中均實現數字化,不但信息量大,而且抗干擾能力強,車載設備還可以實現列車的連續曲線速度控制.采用這種方式構成的列車自動控制系統,地面軌道電路可以向列車傳遞足夠用于列車連續曲線速度控制的信息(包括目標速度,目標距離,線路狀態,線路允許速度,軌道電

6、路標號及長度等),列車仍以閉塞分區為最小行車安全間隔,但根據目標速度和目標距離隨時調整列車的可行車距離,該種方式后續列車所知道的目標距離是距前車或目標地點所處軌道電路區段邊界的距離,不是距前車的實際距離,因此,根據目標速度和目標距離隨時調整的列車可行車距離是”跳躍式”的,即在列車尾部依次出清各電氣絕緣節時”跳躍式”跟隨.因而,該種列車自動控制系統相對干移動閉塞系統而言也稱為準移動閉塞式的列車自動控制系統.2.2技術經濟特點2.2.I主術特(1)線路被劃分為固定位置,某一長度的閉塞分區,一個分區只能被一列列車占用;(2)列車間隔是按后續列車在當前速度下所需的制動距離,加上安全余量計算和控制的,確

7、保不冒進前行列車占用的閉塞分區;(3)制動的起點是動態的,終點是固定在某一分區的邊界(根據每個區段的坡道,曲線半徑等參數,包含在報文中);(4)采用連續曲線速度控制方式,只需要具有一定長度的保護距離(距離前行列車占用閉塞分區的邊界);(5)要求運行間隔越短,閉塞分區(設備)數也越多,通常列車最小運行間隔為85S90S;(6)采用報文式數字軌道電路,輔之環線或應答器,信息量較大;(7)系統具有集中和分散控制的多級控制方硬件組成較復雜,軟件實現的功能在系統中占一定比率,安裝較為復雜,因而對維護人員通信,信號和計算機等綜合基礎知識要求較高.2.2.3經濟特點此種制式的列車自動控制系統,目前我國已經開

8、發研制出來,已處于試驗階段.與之相配套的列車自動控制子系統還處在研究階段,主要還是依靠引進國外產品實現.因而系統國產化率相對固定閉塞較低,約為60%,工程造價比固定閉塞系統高,后期運營維護成本也較固定閉塞系統高.3移動閉摩3.1控制原這種列車自動控制系統能夠實現車一地實時雙向通信,由于沒有預先設置的閉塞分區,不以固定閉塞分區為列車追蹤的最小單元,而是根據實際運行速度,制動曲線和進路上列車位置,動態計算出相鄰列車之間的安全距離,列車安全距離的計算是后續列車的受控停車點和前一列車尾部的確認位置之間的一段固定距離.因此,與固定閉塞相比,列車運行間隔相對減少.與準移動閉塞相比,彌補了準移動閉塞系統的”

9、跳躍式”控制原理的目標精度缺陷,具有更大運用靈活性和更小行車間隔,也因此具備了更大的運行調整能力.3.2技術經濟特點3.21l恭÷.(1)線路沒有固定劃分的閉塞分區,列車間隔是動態的,并隨前一列車的移動而移動;(2)列車間隔是按后續列車在當前速度下所需的制動距離,加上安全余量計算和控制的,確保不追尾;(3)制動的起點和終點是動態的,軌旁設備的數量與列車運行間隔關系不大;(4)列車最小運行間隔可做到80S85s;(5)減少了牽引回流對信號系統的諧波干擾,可靠性高;(6)可減少軌旁設備,便于安裝維修,有利于緊急狀態下利用線路作為人員疏散的通道,有利于降低系統全生命周期內的運營成本;I7巷

10、7蚓城r道交通列I功控制系統閉摩制式的,析軌道交通信息系統(7)支持靈活多變的運行,很容易實現雙方向運行而不增加地面設備,有利于線路故障或特殊需要時的反向運行控制.3.2,2系統成特硬件組成簡單,軟件實現的功能在系統中占很大比率;安裝簡單,對維護人員通信,信號和計算機的綜合基礎知識要求更高.3.2.3濟點目前,除基于地面交叉感應電纜的列車自動控制系統有較多的實際運用經驗外,基于其它通信方式的列車自動控制系統還正處于大面積研究實際運用階段.在我國,此種制式的列車自動控制系統也只是處在引進,試用階段,還沒有經過較長時間的實際運營維護經驗.43種制式的對比分析淪4.1列1:定位式比較固定閉塞制式的列

11、車自動控制系統和準移動閉塞制式的列車自動控制系統,在列車定位方式上是相同的,都是依靠軌道電路來完成,列車的基本定位精度由軌道區段的長度決定,列車只占用部分軌道電路就認為全部占用,因而是不精確的.移動閉塞制式的列車自動控制系統在列車定位方式上不依靠軌道電路來實現,而是依靠無線通信的方式(采用地面交叉感應電纜,裂縫波導,GPS或其它通信方式)來完成,定位可以更為精確.4.2迎1一111J1比較固定閉塞制式的列車自動控制系統,列車追蹤最小安全間隔為一個閉塞分區長度,但由于其采用階梯式速度控制方式,考慮到列車制動距離的需要,為保證安全,列車要在前方區段提前減速,才可能滿足最小的安全追蹤間隔,因而平均旅

12、行速度會降低,而且由于出口速度控制原理特點,必須增加一個有效制動長度分區作為最小安全間隔,導致列車追蹤間隔相對較大,適合追蹤間隔100S120S的較低密度追蹤運行.準移動閉塞制式的列車自動控制系統,列車追蹤運行最小安全間隔的最大值為安全保護距離,這種方式后續列車所知道的目標距離是距前車或目標地點所處軌道電路區段邊界的距離,不是距前車尾部的實際距離,因而追蹤間隔可以比固定閉塞制式更小,適合追蹤間隔85S90S的較高密度追蹤運行.移動閉塞制式的列車自動控制系統,由于沒有預先設置的閉塞分區,不以固定閉塞分區為列車追蹤的最小單元,這種方式后續列車所知道的目標距離是距前車尾部的實際距離,所以追蹤間隔比準

13、移動制式的還要小,適合追蹤間隔80S85S的高密度追蹤運行.4.3傳輸佑息比較固定閉塞制式的列車自動控制系統和準移動閉塞制式的列車自動控制系統,由于都是采用軌道電路向列車傳輸信息,傳輸的信息量受鋼軌傳輸介質頻帶限制及電化牽引回流的干擾,難以實現大信息量的實時數據傳輸.固定閉塞式一般采用的是移頻無絕緣軌道電路,向一個區段同時只能傳送一種信息,信息量最少.準移動式采用的是數字無絕緣軌道電路,采用數字編碼技術可以向一個區段同時傳送多個信息,信息量較固定.而移動閉塞制式的列車自動控制系統采用的是基于無線方式通信傳輸,隨著通信編解碼,糾錯技術的飛躍發展,系統可控制傳送的信息量會越來越大.在3種制式的信號系統中,移動閉塞式技術水平最先進,是今后列車控制技術發展的方向.準移動閉塞制式在技術水平等級上較固定閉塞制式稍高,代表著當今列車控制技術的發展水平,經濟造價和移動閉塞制式相差不大.固定閉塞制式屬于傳統的列車控制技術,技術上安全可靠并有著廣泛運