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有關(guān)地鐵信號系統(tǒng)中的自動信號功能分析論文
地鐵系統(tǒng)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(tǒng)在實現(xiàn)安全防護的基礎(chǔ)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(tǒng)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(shè)計的,并已在地鐵信號系統(tǒng)中廣泛應(yīng)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(guān)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(jù)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(jiān)控(ATS)系統(tǒng)的一部分。
如圖1所示,由規(guī)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(qū)段S2時,根據(jù)列車目的地自動辦理出X2～X4或X2～X6進路,區(qū)段S2、S4、S6、S8為X2的觸發(fā)區(qū)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(fā)功能,必須手工辦理進路。
2自動信號的觸發(fā)機制
列車運行至觸發(fā)區(qū)段時,由ATS系統(tǒng)根據(jù)列車目的地生成自動信號觸發(fā)命令。若車載信號和地面信號系統(tǒng)之間有車地通信系統(tǒng)(TrainWaysideCommunication,以下簡稱TWC),則通過TWC系統(tǒng),ATS可以由列車發(fā)至地面的信息中獲得列車目的地;對于無TWC的系統(tǒng),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(zhí)行,在觸發(fā)命令生成前ATS還應(yīng)按照以下原則進行預(yù)先檢查:
1.觸發(fā)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(fā)。
3.所要觸發(fā)進路內(nèi)的道岔、區(qū)段等基本聯(lián)鎖條件滿足。
4.為了防止錯辦進路,在車站同一咽喉內(nèi),同一時間只允許生成1條進路觸發(fā)命令。
觸發(fā)自動信號前,ATS系統(tǒng)會不斷檢查以上條件是否滿足,若條件滿足則生成觸發(fā)命令并發(fā)送給聯(lián)鎖系統(tǒng),由其辦理出相應(yīng)進路。在這里,ATS系統(tǒng)負責自動觸發(fā)命令的生成,而聯(lián)鎖負責命令的執(zhí)行。
3自動信號觸發(fā)距離的確定
在實際應(yīng)用中,觸發(fā)區(qū)的長短即在距自動信號多遠處開始發(fā)出進路觸發(fā)命令是一個值得注意的問題。距離太長則由于提前將相關(guān)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(qū)間停車,影響運行效率和旅客舒適度。這部分應(yīng)和列車自動防護系統(tǒng)(ATP)結(jié)合在一起考慮,應(yīng)根據(jù)列車的ATP速度-距離曲線、聯(lián)鎖辦理進路所需時間、以及ATP系統(tǒng)響應(yīng)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(qū)段,沿運行方向依次為S1、S2、…Sn…SN,在ATP防護下,列車在每一區(qū)段的運行時間(這里指列車頭部占用本區(qū)段至列車頭部占用前方下一區(qū)段所經(jīng)歷時間)為t1、t2、…tn…tN。為了確定觸發(fā)區(qū)段,從區(qū)段S1開始,根據(jù)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(qū)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(xiàn)設(shè)開放信號X的時間為T1(這里考慮最不利條件,如進路內(nèi)道岔均在非期望位置等),系統(tǒng)響應(yīng)時間為T2,列車在Sn后方區(qū)段Sn-1內(nèi)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(fā)信號X能滿足要求,因此區(qū)段Sn-1作為開始觸發(fā)區(qū)段;若tn-1(T1+T2)是否滿足;若滿足則Sn-2作為開始觸發(fā)的區(qū)段,如此不斷重復(fù),直至找到合適的區(qū)段。
4自動信號的安全性前提
自動信號是根據(jù)列車運行狀況而自動觸發(fā)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(tǒng)的防護之下。若此項前提不具備(如列車ATP系統(tǒng)已切除),則很可能由于進路自動辦理而引發(fā)安全性事故。因此,實際運營中若列車已無ATP防護,應(yīng)避免使用自動信號,采取相應(yīng)的安全措施后需人工辦理進路以保證安全。
5總結(jié)
自動信號可以有效地提高地鐵運營效率,應(yīng)結(jié)合聯(lián)鎖、ATP等其他信號系統(tǒng)綜合考慮自動信號的設(shè)置、觸發(fā)機制、觸發(fā)區(qū)段的設(shè)計。
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