自动控制系统在城市轨道交通中的应用

摘要：随着我国经济发展速度的加快，我国城市人口数量呈现出不断增长的趋势，城市轨道交通的规模的扩大能够缓解城市人口数量增多的压力。现阶段，随着我国科学技术的不断发展，自动控制系统在城市轨道交通中的应用越来越广泛，从而大大提高了我国城市轨道交通建设的水平。自动控制系统运用的过程中设计人员必须结合城市轨道交通的实际情况对交通线路进行合理的规划与调整，从而降低城市交通的整体压力。

关键词：自动控制系统; 城市轨道交通; 应用

一、自动控制系统的定义

自动控制系统能够实现对列车停靠与运行的控制，保证列车更加平稳的运行，提高列车运行的安全性。技术人员可以根据列车运行的实际情况对列车运行的各项参数进行调整与操控，做好列车运行参数的实时监督与控制。列车运行受到的影响因素有很多，当外界因素干扰到列车的运行时，自动控制系统能够对列车进行合理的分析，确保列车能够恢复正常运行状态。

自动控制系统的构成比较简单，其中主要的部分是控制器和被控制对象。为了保证自动控制系统发挥其安装的作用，技术人员必须对其内部的结构进行合理的设计。根据列车运行的实际情况合理配置执行部件以及测量元件，如果技术人员没有掌握零部件安装的规则就会导致自动控制系统的安装受到很大的阻碍。

就目前市场的实际情况分析，自动控制系统的种类有很多，根据自动控制系统的整体特征可以将其分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统主要是指在实际运行的过程中使用自动控制系统对列车的运行进行控制，并且列车的运行只会受到系统输入的影响，开环控制系统在使用的过程中对于外界干扰的抵抗能力比较差，不能保证列车运行的精确性。开环控制系统实际使用时会导致溜车位置出现一定的偏差，从而导致列车运行安全无法得到保障。开环控制系统通过对时间顺序的调整实现对列車逻辑的控制，一般情况下人们称开环控制系统为顺序控制系统。闭环控制系统具有反馈的功能，也是人们常说的反馈控制系统。该系统在使用的过程中能够将列车运行的产生的各项参数反馈到终端设备，方便技术人员对其进行分析。一旦数据出现较大的偏差，技术人员可以对其进行调整，不断提高系统控制的精准性。

二、自动控制系统闭塞制式分析

1.固定闭塞式

固定闭塞式控制器的工作原理比较简单，能够实现对列车输出的各种信息的模拟，从而对无绝缘轨道线路进行充分的分析，保证列车行驶的闭塞分区和分区长度得到更加精确的测量。固定闭塞式控制系统在使用时可以将轨道的闭塞分区作为列车间的最小间距，并采用阶梯式的控制方式实现对列车的控制。固定闭塞式控制系统在实际使用的过程中其抗干扰的能力比较差，对于外界多种不同因素的干扰，该控制系统不能进行抵御，从而导致列车的运行的安全性无法得到保障。固定闭塞式控制系统采用的是数字信号电路传输的方式，从而保证信息得到及时的传递，技术人员通过数据终端对数据进行收集与分析，及时掌握列车运行的实际情况。固定闭塞式控制系统承载信息的能力有限，在实际使用的过程中其控制效果存在一定的不足之处。固定闭塞式控制系统是由多种不同硬件设施构成的，技术人员必须加强对硬件设施选择与安装的重视。很多硬件设施的功率比较大，在运行时需要消耗大量的能量，这在很大程度上提高了固定闭塞式控制系统的运行成本。但是，固定闭塞式控制系统在我国使用的时间比较长，其技术的成熟程度比较高。在城市轨道交通建设的过程中使用固定闭塞式控制系统的整体成本比较低。

2.准移动闭塞式

准移动闭塞式控制系统主要是通过数字式的电路列车控制系统实现对城市轨道的控制。通过数据传输终端可以将城市轨道运行的相关数据传输到数字信息系统中，技术人员针对系统运行的实际情况对数据进行分析，从而保证列车的运行得到控制。采用数字化信息处理技术能够保证各种信息得到更加全面的控制，提高数据信息处理的精确度。准移动式控制系统在实际使用的过程中其抗干扰的能力比较强，能够抵抗外界多种不同的干扰因素。同时，准移动闭塞式控制系统的数据传输量比较大，能够实现对列车移动速度的实时监控与调整，保证城市轨道交通运行的整体效率有所提升。准移动闭塞式控制系统是由多种不同的硬件设施以及软件构成的，这就在很大程度上增加了系统维护与保养的难度，后期的维护成本也比较高。

三、自动控制系统在城市轨道交通中的应用

自动控制系统的构成比较简单，主要是由列车自动监控系统和列车自动保护系统构成，系统构成不同其负责的工作存在一定的差异。

第一、列车自动控制系统（ATS）能够实现对列车日常运行的控制，实现对列车的全面监督与控制，从而保证列车的运行安全。通过互联网技术将监控中心和车站进行有机结合，保证实现数据的双向传输。同时，列车自动控制系统能够保证列车和车站之间的信息获得及时的交换，提高城市轨道监控的效果。城市轨道自动监控系统中，列车的实际运行速度必须得到合理的控制，避免列车运行时出现碰撞等问题，提高列车运行的安全性。自动控制系统能够提高列车发车与运行的精确性，保证列车能够在规定的时间内到达目的地，提高列车停靠安全性。

第二、列车自动保护系统（简称ATP）能够有效提高列车运行的稳定性，对列车的时速进行合理的控制，提高列车运行的总体安全性，降低安全事故的发生概率。列车自动保护系统在实际使用的过程中能够实现对列车运行速度的实时监督与控制，做好列车超速的保护工作。通过地面的终端系统列车能够接收到列车运行的相关信息，技术人员会在列车的相应位置安装与之匹配的控制器，从而避免出现列车过慢或者过快的问题，并对列车之间的距离进行合理的控制。与列车自动控制系统（ATS）一样，列车自动保护系统能够实现对列车上信号的接收，一旦发现信号中存在问题，就会采取必要的措施进行解决，全面提高列车运行的安全性。

四、自动控制系统在轨道交通信号中的应用

科学技术的不断进步，进一步提供了我国自动控制系统的使用效率，扩大了自动控制系统在城市轨道交通中的应用范围。近年来，我国城市轨道交通的建设力度在逐步增大，交通线路的复杂程度在不断的提高，这就很大程度上增加了城市交通运输的压力。轨道交通信号传输工作对于列车运行的安全有重要的影响，必须根据列车运行的实际情况对城市轨道交通信号进行合理的调控，保证城市轨道交通运行的安全性有所提升。城市轨道交通信号能够实现对城市轨道交通的控制和调度，保证列车运行的平稳性满足实际的要求。通常情况下根据城市轨道交通的实际情况将自动控制系统和信号控制系统进行有机融合，能够提高列车运行的总体稳定性。

1.城市轨道交通信号系统应具备的功能

城市轨道交通的整体结构比较复杂，其中信号系统是必不可少的部分。信号系统在使用的过程中表现出良好的自我控制能力，能够实现对突发问题的控制。因此，技术人员必须加强对城市轨道交通信号系统应用的重视，根据城市轨道交通结构的整体特点，对车辆进行合理的调整与控制，保证系统的各个部分能够协调运行。同时，我国城市交通轨道运行使用的过程中，必须根据车辆运行的实际情况对信号系统进行调整，从而发挥信号系统使用的作用。此外，列车运行的过程中工作人员必须做好列车的全面监督与控制，及时传达控制中心的消息，这也在很大程度上降低了工作人员的工作压力，提高了城市轨道交通的运行效率。

2.城市轨道交通信號系统存在的问题以及解决策略

由于我国城市轨道交通是上世纪后期才出现的，大部分技术的应用水平比较低，城市交通轨道的发展水平比较低，这就导致我国交通轨道信号系统实际应用的问题仍然有很多。第一、我国缺少必要的轨道交通专业的人才，导致很多工作的开展无法顺利进行。因此，相关单位必须加大人才引进的力度，提高技术人员的综合素质水平。第二、由于我国缺乏相应的管理团队，所以导致我国的轨道交通自动控制系统的维护保养和管控工作存在一定的缺陷，这就会导致自动控制系统容易受到外界因素的影响，进而影响到列车的正常运行。因此，必须加强对城市轨道交通的维护与管理力度，保证系统能够安全稳定的运行。

五、结语

总而言之，自动控制系统对于我国城市轨道交通的发展具有重要的意义，技术人员必须加强对自动控制系统应用的重视。同时，结合当前自动控制系统使用的具体情况对该技术进行合理的优化与创新。自动控制系统在很大程度上缓解了我国城市轨道交通的运行压力，提高了城市轨道交通运输的安全性，最大限度降低了安全事故发生的可能性。

参考文献

[1]潘秀丽.自动控制系统在城市轨道交通中的应用[J].通讯世界，2015（05）：75-76.

[2] 沙午阳.自动控制系统在城市轨道交通中的运用探究[J].市场周刊·理论版，2018（44）：0133-0133.

[3]高文.城市轨道交通信号自动控制系统发展现状[J].数字通信世界，2019（09）：151.

[4]阳露，张子凡.城市轨道交通列车自动控制系统国内外规范对比[J].四川建材，2017，43（04）：128+130.

作者简介：张志旺，男，1987年5月，汉族，山西 晋中 ， 本科，工程师，研究方向：轨道交通安全技术

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