新型有轨电车道岔控制方案分析

杨学锋

武汉市城建工程有限公司

新型有轨电车道岔控制方案分析

杨学锋

武汉市城建工程有限公司

现代有轨电车工程由于其本身的特点及运行环境的复杂性，与传统的地铁和轻轨相比存在着明显的特殊性，这就要求要在详细分析其功能需求的基础上，借鉴类似工程的经验，合理做出选择，因此进一步加强对其的研究非常有必要。基于此本文分析了新型有轨电车道岔控制方案。

新型有轨电车；道岔控制；方案

1 、新型有轨电车概述

新型有轨电车由传统有轨电车全面升级而来。与道路公交相比，车辆寿命是道路公交的3倍左右，运输效率高于快速公交，且有利于环保。与地铁和轻轨相比，其造价低、正线站间距小、路权相对开放、车站结构简单、可以两辆近距离排列运行、一般通过人工驾驶。

正因这些区别，新型有轨电车的正线信号系统的功能需求有别于其他轨道交通，新型有轨电车无需超速防护、安全间隔驾驶、自动驾驶和精确停车的需求。在正线道岔区域，有轨电车需要使用与地铁、轻轨类似的联锁控制。有轨电车信号系统需通过对轨旁信号设备状态的采集来实现进路选排、道岔转换、锁闭和解锁及信号机的开放，司机驾驶电车根据信号灯的指示行车。由此可知，在有轨电车正线信号系统中，保证行车安全的任务由道岔控制系统完成。本文对道岔控制系进行讨论分析，有轨电车信号系统的结构如图1所示。

2 、现代有轨电车正线运行需求分析

有轨电车正线信号系统有着与传统城市轨道交通不同的功能需求，具体表现在：

1)无安全间隔控制需求(长大隧道路段除外)。在地铁或轻轨中常用的正线信号系统通常具备ATP防护的列车控制功能，以保证高运量、封闭环境中追踪列车运营安全。但是在有轨电车工程中，线路不完全封闭，存在与地面公共交通的平面交叉路口和相对开放的运营环境，它决定了传统的ATP防护功能并不能防止电车和社会车辆、行人之间的冲突，达不到其控制目的。如采用ATP防护，在有轨电车复杂的路权环境中，将导致ATP的功能需求更高更复杂，不仅增加工程投资，而且会增加司机的依赖性、降低司机的警觉性，对与社会车辆和行人发生事故埋下一定的安全隐患。

2)无超速防护需求，但有一定的辅助驾驶告警需求。有轨电车允许其具备灵活的运营组织、2辆以上的车可以以很近的间距排列行驶或站内停靠。因此，系统无超速防护需求，只要求司机保证避免追尾和冲撞。在曲线限速段、转弯处、路口、长大下坡等路段，可对司机进行语音提醒，但无控制功能。

3)无ATO自动驾驶和精确停车需求。由于有轨电车采用人工驾驶模式，所以无ATO自动驾驶需求。同时，在站台的停车作业也是由司机来操作完成的，无精确停车需求。

3 、有轨电车道岔控制方案

本文对道岔控制方案的研究基于运营调度管理系统采用GPS/BD与列车位置检测设备组合方案，以GPS/BD作为基本的列车定位模式。列车在区间或非道岔区段运行时，采用GPS/BD实时定位;列车运行至道岔区段时，采用列车位置检测设备进行精确定位，保证行车安全。有轨电车道岔控制系统如图2所示。

正线道岔控制系统主要包括转辙机(地埋式)、地面控制箱、无线通信单元、进路表示器、列车位置检测设备、电源设备等。车载和地面采用无线通信进行数据交换。

3.1 道岔控制方式

根据系统特点，道岔控制方式可分为自动进路控制和车载遥控两种

图1 有轨电车信号系统结构示意图

图2 有轨电车道岔控制系统

3.1.1 自动进路控制

运营调度管理系统将当日的列车时刻表通过轨旁光纤网络传输至沿线的每个道岔控制器，并事先规定了列车的运行方向。列车根据当日时刻表运行，当接近道岔区段时，列车通过道岔区域的车地短程无线通信向地面控制设备发送请求信息;地面控制设备接收到请求信息后，结合地面检测设备的信息，将请求反馈信息发送给车载设备;车载设备接收到地面道岔控制设备发送的信息后，自动反馈确认信息至地面控制设备;地面控制设备根据计轴设备和进路表示器状态，检查信号开放条件满足后，自动完成道岔转换并锁闭道岔。列车通过该道岔区段后，道岔控制权自动释放。该道岔控制方式安全可靠，行车效率高，系统的自动化程度较高，且符合轨道交通领域的发展方向。

3.1.2 车载遥控系统

车载遥控控制模式，与自动控制方式最主要区别是依赖电车司机来进行人工办理进路。当电车通过道岔接近区段位置时，道岔控制器未接收到车载的道岔控制命令时，道岔控制器发送提示信息给车载，车载语音提示司机人工办理进路，司机减速行车，按压车载上相应按钮进行人工办理进路，感应环线将进路信息发送给道岔控制系统，道岔控制系统接收到进路命令后，进行联锁关系运算，确保安全后将道岔转换至相应的位置并锁闭，同时开放信号机。当轨道电路检测到列车通过道岔区段后，进路自动解锁，车载系统自动解除人工控制道岔的功能。

该道岔控制方式自动化程度较低，人为因素对行车安全和系统可靠性影响较大，同时也增加了司机的劳动强度。

3.1.3 现地控制

当通过自动进路控制方式或车载遥控方式都无法办理进路时，工作人员操作现地操作盘办理进路，道岔控制系统中的联锁逻辑控制器通过开关量采集单元接收进路信息，完成进路的办理。

3.1.4 故障情况下的控制模式

在故障模式下，需要人工确认道岔区段空闲，通过人工操作道岔按钮或人工搬动道岔。在这种方式下，车载设备和道岔控制器均不作任何逻辑运算。

3.2 道岔控制系统接受命令方式

表1体现了系统设备在不同组合状态下道岔控制器通过不同途径来接受进路命令。

表1 进路命令接受

总之，有轨电车正线道岔控制系统在造价允许的情况下可实现控制系统的全部冗余备用，可以显著提高系统的可靠性，减少日常维护，该系统具有很好的应用前景和推广价值，因此进一步加强对其的研究非常有必要。

[1]薛洪峰.现代有轨电车信号控制关键技术研究[D].北京交通大学，2013.

[2]刘新平.新型有轨电车信号系统方案研究[J].城市轨道交通研究，2012，05：50-52+60.

[3]原志彬.现代有轨电车新型车载运行控制系统原理样机的研制[D].北京交通大学，2012.

[4]巫伟军.有轨电车系统特点及应用前景研究[J].铁道标准设计，2007(8)：122-125.