有關地鐵信號系統中的自動信號功能分析論文

　　地鐵系統的運營具有小編組、高密度、運行間隔短等特點,因此其信號系統在實現安全防護的基礎上,必須盡可能地以提高運營效率為目標。為此,提高地鐵信號系統的自動化和智能化程度就顯得尤為重要。自動信號則是為了達到此目的而設計的,并已在地鐵信號系統中廣泛應用。

　　1自動信號功能概述

　　為了提高自動化程度,給車站的相關信號機賦予自動屬性,使得以某信號機為始端,一條或幾條進路可以根據列車的運行狀況而自動辦理出來,則稱此始端信號機具有自動功能,或簡稱為自動信號。自動信號屬于列車自動監控(ATS)系統的一部分。

　　如圖1所示,由規定的操作賦予X2信號機自動屬性后,X2為自動信號。當列車運行至軌道區段S2時,根據列車目的地自動辦理出X2～X4或X2～X6進路,區段S2、S4、S6、S8為X2的觸發區段。若將X2的自動屬性取消后,X2即成為一般信號機,不具有自動觸發功能,必須手工辦理進路。

　　2自動信號的觸發機制

　　列車運行至觸發區段時,由ATS系統根據列車目的地生成自動信號觸發命令。若車載信號和地面信號系統之間有車地通信系統(TrainWaysideCommunication,以下簡稱TWC),則通過TWC系統,ATS可以由列車發至地面的信息中獲得列車目的地;對于無TWC的系統,ATS可通過列車運行圖獲得列車目的地。為了保證命令的正確執行,在觸發命令生成前ATS還應按照以下原則進行預先檢查:

　　1.觸發進路的始端信號為自動信號。

　　2.列車運行方向處于正向,即若運行方向為反向,則不允許自動信號觸發。

　　3.所要觸發進路內的道岔、區段等基本聯鎖條件滿足。

　　4.為了防止錯辦進路,在車站同一咽喉內,同一時間只允許生成1條進路觸發命令。

　　觸發自動信號前,ATS系統會不斷檢查以上條件是否滿足,若條件滿足則生成觸發命令并發送給聯鎖系統,由其辦理出相應進路。在這里,ATS系統負責自動觸發命令的生成,而聯鎖負責命令的執行。

　　3自動信號觸發距離的確定

　　在實際應用中,觸發區的長短即在距自動信號多遠處開始發出進路觸發命令是一個值得注意的問題。距離太長則由于提前將相關道岔鎖閉,影響其他進路的辦理;太短則由于進路來不及辦理出來使得列車提前減速甚至在區間停車,影響運行效率和旅客舒適度。這部分應和列車自動防護系統(ATP)結合在一起考慮,應根據列車的ATP速度-距離曲線、聯鎖辦理進路所需時間、以及ATP系統響應時間作綜合考慮,使得列車接近該信號時,其速度-距離曲線平滑。下面予以說明。

　　自動信號X前方有N個軌道區段,沿運行方向依次為S1、S2、…Sn…SN,在ATP防護下,列車在每一區段的運行時間(這里指列車頭部占用本區段至列車頭部占用前方下一區段所經歷時間)為t1、t2、…tn…tN。為了確定觸發區段,從區段S1開始,根據列車速度-距離曲線找到因信號X不開放而導致列車開始減速的第1個區段Sn。為使列車在進入Sn后不會因信號X未開放而減速,X需在進入Sn前開放。

　　現設開放信號X的時間為T1(這里考慮最不利條件,如進路內道岔均在非期望位置等),系統響應時間為T2,列車在Sn后方區段Sn-1內的運行時間為tn-1。若tn-1>(T1+T2),即說明列車占用Sn-1時開始觸發信號X能滿足要求,因此區段Sn-1作為開始觸發區段;若tn-1(T1+T2)是否滿足;若滿足則Sn-2作為開始觸發的區段,如此不斷重復,直至找到合適的區段。

　　4自動信號的安全性前提

　　自動信號是根據列車運行狀況而自動觸發進路,在一定程度上提高了運營的自動化程度,但這種自動化是具有安全前提的,這個前提就是列車必須處于ATP系統的防護之下。若此項前提不具備(如列車ATP系統已切除),則很可能由于進路自動辦理而引發安全性事故。因此,實際運營中若列車已無ATP防護,應避免使用自動信號,采取相應的安全措施后需人工辦理進路以保證安全。

　　5總結

　　自動信號可以有效地提高地鐵運營效率,應結合聯鎖、ATP等其他信號系統綜合考慮自動信號的設置、觸發機制、觸發區段的設計。

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