城市轨道交通信号自动控制系统发展现状

高 文

（南京地铁运营有限责任公司，南京 210012）

近年来，我国城市轨道交通事业发展迅速，表现出了建造类型多元化、建设势头猛、建设城市数量多等特征。由于城市轨道交通具有不间断运营、高密度、高速度的优势，发展趋势不断向网络化、智能化和自动化方向发展，这就对交通信号系统提出了新的压力和挑战。信号系统控制不仅是城市轨道交通的重要构成，还是确保系统正常安全运行的核心基础。尤其是目前自动控制系统在城市轨道交通信号中占据主导，极大提升了通过能力、行车安全、交通节能。只有选择好恰当的自动控制信号系统，避免系统过于繁杂，进一步标准化管理，才会促进城市轨道交通建设的可持续发展。

1 城市轨道交通信号

1.1 城市轨道交通信号系统

在大城市现代交通中，由于线路众多并存在交错等情况，为此轨道交通信号的作用极为重要。作为交通信号和控制系统的集合体，城市轨道交通信号系统能够完成必须的维护管理、设备工况监测、调度指挥、列车间隔、控制列车进路等任务。一般而言，该系统由自动控制系统和信号控制系统组成，能够确保列车运行安全，同时高效有序进行。

1.2 城市轨道交通信号系统的具体功能

城市轨道交通信号系统必须具备基本的控制功能，尤其是在在特殊情况下能够实现控制。其实现的基础为多个板块工作及联合应用。其次，信号系统具备监控功能，在线列车的运行过程中，会按照规定的运行图运行，此时监控系统会发挥保护和控制作用，调度员仅需选择好当日时刻表，列车进路命令会自动下达。最后，城市轨道交通信号系统无需人员过多干预，可以在所设定默认的程序进行工作，保证列车高度自动化的有序运行。

2 对目前轨道交通信号控制系统存在问题的分析

首先，由于国内轨道交通起步较晚，缺少高端专业人才，系统的设备多以进口为主，自主研发技术尚未成熟，使得维护成本增高。其次，信号系统容易受到磁力、雷电天气、电磁波的干扰，致使信号强度减弱或者信号中断的现象出现，最终造成系统无法正常运行。最后，传输信号的速率问题不容忽视，然而部分信号传输依然会出现延迟现象，使得控制轨道和控制列车受到延误，无法确保轨道交通秩序井然的运行。此外，轨道交通信号控制系统错报和误判的现象时有发生，还需要进一步加强信号的正确传输和运行。

3 城市轨道交通信号自动控制系统发展现状

现代城市交通自动控制系统主要包括三部分，即列车运行综合化、列车运行的控制系统和列车指挥系统，其子系统为列车自动防护系统（ATP）、列车自动运行系（ATO）、列车自动监控系统（ATS）。

3.1 ATO 子系统的列控方式

ATO 系统包括轨道电路的信号系统以及通信的信号系统。采用了分级速度信号系统和目标距离信号控制系统两种方式。一般来说，分级速度信号系统的应用要规定好信号系统的电路，采用阶梯式的速度曲线，进行速度信息的传递。同时为了保证列车追踪运行的安全性，ATO 系统不断发送距离信息以及速度曲线，缩短列车之问的运行，并在列车规定的运行权限之内进行控制。

3.2 ATP 子系统控制方式研究

列车运行的过程中，分级控制系统的呈现方式为速度曲线形式，地面设备传递速度信息以及口和出口的速度，同时需要控制列车的速度，发挥分级速度信号控制系统的效能。此外闭塞分区根据信号设备、线路数据以及行车的速度的变化，做好出口速度的控制，通过闭塞区再增加一个闭塞区提高安全性能。最后，目标距离信号控制系统根据列车传输前进的数据信息，需要根据线路数据信息，合理规划行车速度，证列车运行的安全性。

3.3 ATS 子系统控制方式

ATS 子系统主要包括自治分散型、集中控制型和集中监视分散控制型。其中自治分散型作为衍生控制系统，可以进行自动化监督和管理，软件的功能比较齐全，能够直接对列车进行控制。而集中控制型的特点为过于集中，需要较高的通信功能，能够控制全部列车，传输的数据与安全有关的信息，涉及控制设备比较少。此外，集中监视分系统的优势在于可以散控制型不直接参与列车的控制，但是基于调度计划，可以达成对列车运行情况的实时监督，减少了控制中心的任务量。即使中心出现故障的时候，也不会影响列车的正常运行。

总之，随着我国城市化进程的深入推进，作为一种便捷的交通工具，城市轨道交通正发挥着其不可替代的作用和优势。与此同时，轨道交通与信号控制系统息息相关，只有应用合理的自动信号控制系统，才会实现交通高效有序运行、保障人们出行安全、预防发生事故、缓解交通压力的目标。为此要加大对信号控制系统技术的创新和研发，最终促进城市轨道交通事业的可持续发展。