城市轨道交通列车自动控制系统闭塞制式的分析

1、城市轨道交通列车自动控制系统闭塞制式的分析7:一1【voi.17n(.7轨道交通信息系统lri,rr,il1(r,i,(),1sii,i爻l编:loo5845l(2008)07(x)4903城市轨道交通列车自动控制系统闭塞制式的分析邢红霞(西安铁路职业技术学院交通运输系,西安7l0041)i2】:城市轨道交通信号系统制&a-t内外逐步呈现多样化和标准化的趋势,其制式按照闭塞方式分,有固定式,准移动式与移动式等.重点从城市轨道交通信号系统闭塞制式控制原理,枝术经济特点等方面对3种闭塞方式进行对比和分析.域市轨道交通;列争自.控制系统;闭塞方式;对比分析llj炎u231.7乏aanalys

2、isonblockingmodesofurbantransittraincontrolsystemxingh(gia.(departmentoftrafficandtransport,xianrailwayvocationalandtechaicalinstitute,xian7l0o4l,chitsignalingsystem,focusedoncontrollingprinciples,technicalandeconomiccharacteristicsofthethre.eblockingmodes.keyrds:urbantransit;aut0matictraincontm1sys

3、tem;blockingmodes;contrastanalysis城市轨道交通信号系统的自动化水平较高,系统协同性较强,其闭塞方式可分为:固定闭塞,准移动闭塞和移动闭塞.文章就固定闭塞,准移动闭塞及移动闭塞3种闭塞方式的原理及特点进行具体分析.并对3者进行技术和经济等方面的对比和分析.i定f.i;lij洲!固定闭塞式的列车自动控制系统,采用传统的多信息模拟无绝缘轨道电路,按固定方式,根据线路情况,列车特性和固定的速度等级确定闭塞分区长度,列车以闭塞分区为最小行车间隔,此种制式的列车自动控制系统采用阶梯式控制方式.该模式采用模拟信号处理技术对轨道电路信息进行处理,或者在处理过程中部率等不利条件

4、设计;(3)列车间隔为若干闭塞分区,而与列车在分区内的实际位置无关;(4)制动的起点和终点总是某一分区的边界;(5)要求运行间隔越短,闭塞分区(设备)数也越多,通常列车最小运行间隔为100s120s;(6)一般采用模拟轨道电路,轮轴传感器,信息量少.l,2.2系统构成特点硬件组成较多,软件实现的功能在系统中占少量比率,部分设备的体积和功耗较大,但由于系统技术实现相对简单,工程造价相对得到有效控制,因而造价最低.1.2.3终t蠢此制式的列车自动控制系统,是引进国外80年代技术,在我国大部分城市轨道交通上安装并开通运行.目前,通过不断地扩大国产化范围,已形成圆200807总第136瑚轨道交通信息系

5、统比较成熟的国产列车自动控制系统,系统国产化率式,降级和后备控制方式选择较多;大干95%,从而降低了系统成本.(8)系统具有断轨检测功能.2.2.2系统0成特点2准移动闭摩2.1控制原目前较为广泛采用的基于数字式无绝缘轨道电路列车自动控制系统以数字信号技术为基础,仍然利用钢轨为列车所需信息的传送载体.在信号传输,信号处理过程中均实现数字化,不但信息量大,而且抗干扰能力强,车载设备还可以实现列车的连续曲线速度控制.采用这种方式构成的列车自动控制系统,地面轨道电路可以向列车传递足够用于列车连续曲线速度控制的信息(包括目标速度,目标距离,线路状态,线路允许速度,轨道电路标号及长度等),列车仍以闭塞分

6、区为最小行车安全间隔,但根据目标速度和目标距离随时调整列车的可行车距离,该种方式后续列车所知道的目标距离是距前车或目标地点所处轨道电路区段边界的距离,不是距前车的实际距离,因此,根据目标速度和目标距离随时调整的列车可行车距离是”跳跃式”的,即在列车尾部依次出清各电气绝缘节时”跳跃式”跟随.因而,该种列车自动控制系统相对干移动闭塞系统而言也称为准移动闭塞式的列车自动控制系统.2.2技术经济特点2.2.i主术特(1)线路被划分为固定位置,某一长度的闭塞分区,一个分区只能被一列列车占用;(2)列车间隔是按后续列车在当前速度下所需的制动距离,加上安全余量计算和控制的,确保不冒进前行列车占用的闭塞分区;

7、(3)制动的起点是动态的,终点是固定在某一分区的边界(根据每个区段的坡道,曲线半径等参数,包含在报文中);(4)采用连续曲线速度控制方式,只需要具有一定长度的保护距离(距离前行列车占用闭塞分区的边界);(5)要求运行间隔越短,闭塞分区(设备)数也越多,通常列车最小运行间隔为85s90s;(6)采用报文式数字轨道电路,辅之环线或应答器,信息量较大;(7)系统具有集中和分散控制的多级控制方硬件组成较复杂,软件实现的功能在系统中占一定比率,安装较为复杂,因而对维护人员通信,信号和计算机等综合基础知识要求较高.2.2.3经济特点此种制式的列车自动控制系统,目前我国已经开发研制出来,已处于试验阶段.与之

8、相配套的列车自动控制子系统还处在研究阶段,主要还是依靠引进国外产品实现.因而系统国产化率相对固定闭塞较低,约为60%,工程造价比固定闭塞系统高,后期运营维护成本也较固定闭塞系统高.3移动闭摩3.1控制原这种列车自动控制系统能够实现车一地实时双向通信,由于没有预先设置的闭塞分区,不以固定闭塞分区为列车追踪的最小单元,而是根据实际运行速度,制动曲线和进路上列车位置,动态计算出相邻列车之间的安全距离,列车安全距离的计算是后续列车的受控停车点和前一列车尾部的确认位置之间的一段固定距离.因此,与固定闭塞相比,列车运行间隔相对减少.与准移动闭塞相比,弥补了准移动闭塞系统的”跳跃式”控制原理的目标精度缺陷,

9、具有更大运用灵活性和更小行车间隔,也因此具备了更大的运行调整能力.3.2技术经济特点3.21l恭.(1)线路没有固定划分的闭塞分区,列车间隔是动态的,并随前一列车的移动而移动;(2)列车间隔是按后续列车在当前速度下所需的制动距离,加上安全余量计算和控制的,确保不追尾;(3)制动的起点和终点是动态的,轨旁设备的数量与列车运行间隔关系不大;(4)列车最小运行间隔可做到80s85s;(5)减少了牵引回流对信号系统的谐波干扰,可靠性高;(6)可减少轨旁设备,便于安装维修,有利于紧急状态下利用线路作为人员疏散的通道,有利于降低系统全生命周期内的运营成本;i7巷7蚓城r道交通列i功控制系统闭摩制式的,析轨

10、道交通信息系统(7)支持灵活多变的运行,很容易实现双方向运行而不增加地面设备,有利于线路故障或特殊需要时的反向运行控制.3.2,2系统成特硬件组成简单,软件实现的功能在系统中占很大比率;安装简单,对维护人员通信,信号和计算机的综合基础知识要求更高.3.2.3济点目前,除基于地面交叉感应电缆的列车自动控制系统有较多的实际运用经验外,基于其它通信方式的列车自动控制系统还正处于大面积研究实际运用阶段.在我国,此种制式的列车自动控制系统也只是处在引进,试用阶段,还没有经过较长时间的实际运营维护经验.43种制式的对比分析沦4.1列1:定位式比较固定闭塞制式的列车自动控制系统和准移动闭塞制式的列车自动控制

11、系统,在列车定位方式上是相同的,都是依靠轨道电路来完成,列车的基本定位精度由轨道区段的长度决定,列车只占用部分轨道电路就认为全部占用,因而是不精确的.移动闭塞制式的列车自动控制系统在列车定位方式上不依靠轨道电路来实现,而是依靠无线通信的方式(采用地面交叉感应电缆,裂缝波导,gps或其它通信方式)来完成,定位可以更为精确.4.2迎1一111j1比较固定闭塞制式的列车自动控制系统,列车追踪最小安全间隔为一个闭塞分区长度,但由于其采用阶梯式速度控制方式,考虑到列车制动距离的需要,为保证安全,列车要在前方区段提前减速,才可能满足最小的安全追踪间隔,因而平均旅行速度会降低,而且由于出口速度控制原理特点,

12、必须增加一个有效制动长度分区作为最小安全间隔,导致列车追踪间隔相对较大,适合追踪间隔100s120s的较低密度追踪运行.准移动闭塞制式的列车自动控制系统,列车追踪运行最小安全间隔的最大值为安全保护距离,这种方式后续列车所知道的目标距离是距前车或目标地点所处轨道电路区段边界的距离,不是距前车尾部的实际距离,因而追踪间隔可以比固定闭塞制式更小,适合追踪间隔85s90s的较高密度追踪运行.移动闭塞制式的列车自动控制系统,由于没有预先设置的闭塞分区,不以固定闭塞分区为列车追踪的最小单元,这种方式后续列车所知道的目标距离是距前车尾部的实际距离,所以追踪间隔比准移动制式的还要小,适合追踪间隔80s85s的

13、高密度追踪运行.4.3传输佑息比较固定闭塞制式的列车自动控制系统和准移动闭塞制式的列车自动控制系统,由于都是采用轨道电路向列车传输信息,传输的信息量受钢轨传输介质频带限制及电化牵引回流的干扰,难以实现大信息量的实时数据传输.固定闭塞式一般采用的是移频无绝缘轨道电路,向一个区段同时只能传送一种信息,信息量最少.准移动式采用的是数字无绝缘轨道电路,采用数字编码技术可以向一个区段同时传送多个信息,信息量较固定.而移动闭塞制式的列车自动控制系统采用的是基于无线方式通信传输,随着通信编解码,纠错技术的飞跃发展,系统可控制传送的信息量会越来越大.在3种制式的信号系统中,移动闭塞式技术水平最先进,是今后列车控制技术发展的方向.准移动闭塞制式在技术水平等级上较固定闭塞制式稍高,代表着当今列车控制技术的发展水平,经济造价和移动闭塞制式相差不大.固定闭塞制式属于传统的列车控制技术,技术上安全可靠并有着广泛运用