日本列控系统步入新阶段

2011年10月10日，东日本旅客铁路公司（JR东日本）推出了其最新型的基于无线通信的列车控制系统。其间，东日本旅客铁路公司电气及信号网络部经理加藤隆和副经理藤田贤治着重介绍了新系统的优势和特点。

历经近30年的开发，东日本旅客铁路公司的先进列车管理和通信系统（Atacs）在2010年3月做好了投入商业应用的准备。上述系统已经通过最后的验证，能够识别列车位置，使用机车信号，而非传统地面设备，例如轨道电路和轨旁信号机。

然而，2011年3月11日日本发生了地震。

一场巨大的地震和海啸袭击了日本东部，造成了大规模的破坏。房屋、汽车、桥梁、铁路和公路在几秒钟内被强大的海啸摧毁，人们捕捉到的令人不安的有关海啸巨大破坏力的画面，在全世界广为传播。

东日本旅客铁路公司的Atacs系统也不可避免地遭受到了破坏。尽管存在一些放弃该项目的声音，但这家铁路运营公司决定继续推进该项目，提出这个系统能够提高安全性和可靠性，并且降低全生命周期成本。

东日本旅客铁路公司坚信的这个概念在7个月后终于变成现实。2010年10月10日，Atacs系统在仙石线上开始商业应用，该线是仙台地区的一条市区通勤铁路，线路上运营的所有列车原来采用传统列控系统，现在都采用这个新的系统。

Atacs系统的功能与欧洲列车控制系统3级（ETCS3级）和基于通信的列车控制（CBTC）系统相似。该系统的概念上世纪80年代便已经提出，东日本旅客铁路公司牵头的开发过程反映了数字无线通信技术和移动通信技术的快速发展。

Atacs系统很高的安全性是通过运用列车位置识别和列车距离控制技术实现的。在列车位置识别技术方面，通过在每列列车上安装测速发电机，列车能检测自身的运行速度，所得数据随后用于计算已运行距离并从而实现列车精确定位。

列车距离控制技术建立在移动闭塞信号系统之上，在这种系统控制下，每列列车都持续通过无线通信向简化地面设备传输其位置信息。根据上述位置信息，地面设备会为列车设置一个行车许可限制（LMA），终点为前方列车末端后方规定的安全区域边缘。这意味着后方列车的LMA会随着前方列车移动而向前移动，任何后方列车都能根据地面设备传输的LMA计算自身的速度曲线，同时在机车显示器上会显示最大允许速度。当实际运行速度大于最大允许速度时，列车会自动减速。

Atacs系统拥有的下列功能作为上述核心技术的补充，提升安全性和可靠性。

* 联锁功能：Atacs系统包含通过计算机联锁设备实现进路控制。

* 列车防护功能：平交道口和车站站台发出的紧急信号通过无线通信传输至列车，从而允许自动制动。

* 固定地点限速功能：根据车载设备上登记的曲线和道岔等固定位置处的限速命令检查列车运行速度，并且实施自动制动控制。

Atcas系统还具备自动紧急制动以及列车位置信息存储功能，以应对Atacs系统停机的情况。此外，从今年开始Atacs系统还将逐步增加新的功能，包括通过使用列车位置信息和调度员设置的临时限速实现的平交道口控制功能。这些功能必将提高安全性，因为能够降低平交道口发生事故的风险，并且优化平交道口和车站站台警报的持续时间。

通过应用移动闭塞技术，列车追踪间隔得以降低，从而使线路的运力得到提高，同时，不再使用或减少使用电缆、信号机和轨道电路，基础设施建设将减少，并且全生命周期成本将降低。这项独特的优势在2011年发生地震之后的复原工程中得到反映，由于Atacs系统需要的轨旁设备相比传统列控系统要少很多，Atacs系统整体受损较小。较大规模减少信号系统基础设施，机旁工作人员数量得以减少也将提高安全性。

区域铁路

持续提高路网效率是所有铁路运营公司的基本任务，基于无线通信的列控系统的显著优点之一就是能够简化地面设备。

东日本旅客铁路公司运营的铁路共有70条，路网线路总长度为7 500 km，包括33条总长度为2 300 km的区域铁路。当前，区域铁路面临的最大挑战是在提高安全性和可靠性的同时，不增加任何运营成本。这就体现出通过基于无线通信的列控系统简化地面设备的重要性，为了实现上述应用，东日本旅客铁路公司正在开发用于区域铁路的日本无线列车控制系统（JRTC-R）。

在区域铁路上，列车按站间闭塞运行，因此仅需要在车站附近的区间向前方列车传输LMA。JRTC-R系统通过对每列列车ID管理和列车接发车检查的流程来避免列车相撞的发生。

提高线路运力是Atacs系统带来的一项主要好处。然而，东日本旅客铁路公司得出的结论是，考虑到区域铁路的特点和需求，这项功能有可能无法实现。因为需要无线通信控制区域的，只有车站附近及车站站内的区间，进一步精简系统架构成为可能，这能够降低JRTC-R系统的全生命周期成本。

除上述优点之外，基于无线通信的列控系统还有在系统维护方面实现突破性创新的潜力，这点可以通过上述系统和用于地面工程的无线通信安全设备和车载监测系统等其他系统进行系统集成得以实现。

东日本旅客铁路公司计划根据公司运营线路的特点及需求继续开发并应用基于无线通信的列控系统。根据在仙石线上的试点项目的运营经验，Atacs系统有可能用于东京都会区运量较大的线路，而JRTC-R系统则将继续在区域铁路线上推广。

（北京全路通信信号研究设计院有限公司翻译室 张琦译自《国际铁路期刊》2012年2月）