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基于阈值门限的空间调制信号检测算法研究

曹碧林

长沙市轨道交通运营有限公司,湖南长沙,410000

摘要: 在近年来我国地铁行业发展较为迅速,自动控制技术的应用有效提高了城市轨道交通控制设备运行的可靠性,尤其是在当前城市轨道交通信号设备中融入通信控制技术,能够建立更加通畅的信息流通渠道,实现列车和地面之间的双向通信目标,从而使城市轨道交通运行和维护效率能够得到全面的提升,实时的掌握轨道交通运行情况,提升安全管理的效果,基于此本文论述的城市轨道交通信号设备的自动控制技术。
关键词: 城市轨道交通;信号设备;自动控制技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157102
基金资助:
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在进行城市轨道交通信号通信控制技术实施中,要根据轨道交通运行的特点以及运营的标准化管理要求优化整体技术方案,同时还要考虑各个地区在融入城市轨道交通信号系统通信控制技术方面的一些经验,根据本城市轨道交通的运行现状优化整理技术模式,遵循适用性的工作特征,从而使自动控制技术实施效果能够得到全面提高,真正的保证城市轨道交通的安全和稳定运行。

1 城市轨道交通信号系统

1.1 城市轨道交通信号系统简介

城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全,实现行车指挥和列车运行现代化,提高运输效率的关键系统设备。城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统(AutomaticTrainControl,简称ATC)组成,ATC系统包括三个子系统:列车自动监控系统(AutomaticTrainSupervision,简称ATS)、列车自动运行系统(AutomaticTrainOperation,简称ATO)、列车自动防护子系统(AutomaticTrainProtection,简称ATP)。这三个子系统通过信息交换网络形成闭环系统,实现中央控制与现地控制的结合、车上控制与地面控制的结合,进而构成一个有设备安全为基础、集列车驾驶自动化、运行调整、行车指挥为一体的列车自动发控制系统。

1.2 城市轨道交通信号系统在生活中的作用

在实际运行中,城市轨道交通具有准点性、不间断性、舒适性的特点,因此在城市轨道交通系统中采用轨道交通信号系统能够将信号设备的作用充分发挥,达到事半功倍的效果。从世界上先进的轨道交通运营中发现,只有高水平的信号系统,才能够在交通中实现提高列车运行的效率以及安全性能。

1.3 城市轨道交通信号系统特征

(1)由干城市中列车的运行间隔比较小,因此城市轨道通信信号系统运行中所展现的规律性比较强;

(2)对城市轨道交通运输速度进行分析,城市轨道交通运行中的实际速度与铁路干线相比,数值上相差很多,所以,在实际的城市轨道交通信号系统中,不需要数据传输较快的信号系统,只需要传输速度较低的系统就可以实现信号传输功能;

(3)城市轨道交通中所承担的客流量比较多,基于安全角度考虑,对于行车之间的最小行车间距要求比较高,进而对列车的速度监控提出了较高的要求,其主要目的就是实现列车运行的安全性。

2 城市轨道交通信号系统自动控制技术

2.1 列车自动监控子系统(ATS)的功能

ATS子系统负责对列车运行的情况进行自动监控,有以下基本功能:

(1)列车识别功能。AIS人机界面的轨道显示列车识别号信息,包括列车车次号及列车运行方向,中央ATS可以自动生成列车识别号,由专业人士进行修改,或由列车向ATS发送此类信息。

(2)列车追踪功能。ATS子系统根据列车位置、操作员请求及列车调整请求来完成列车的创建、州除及移动操作。

(3)自动排路功能。ATS列车调整子系统提供自动列车进路,利用列车时刻表中的列车目的地号来自动排列列车进路,列车根据目的地号自动沿着线路运行,根据目的地号信息自动开放进路、停站以及在停靠站开/关车门。

(4)列车自动调整功能。正常运营模式下,时刻表调整能够自动控制列车运行,将列车与时刻表(由运营管理者编制)之间的偏差降至最低。

(5)列车运营时刻表管理功能。行车管理人员通过时刻表编辑软件离线编制多个列车运营时刻表,同时ATS提供在时刻表中增加车次、延长列车营运时间等在线调整功能。

2.2 列车自动防护子系统(ATP)的功能

ATP子系统控制列车在安全条件下行驶,主要包括以下基本功能:

(1)列车定位功能。通过列车提供的速度、距离以及线路等方面信息,确定列车安全位置及非安全位置,ATP系统利用安全位置对列车进行安全防护。

(2)列车追踪功能。该功能提供数据以保持安全的列车间隔,ATP子系统根据列车位置报告、道岔位置构建追踪占片地冬,通过非安全位置和位置及其不确定性计算安全的列车两端位置。

(3)列车移动授权功能。在车载控制器运行良好的情况下,利用ATP限制固定数据和ATP可变限制数据计算ATP运行曲线,此时系统将移动授权限定在前方列车尾部后面的安全间隔外方停车点。

(4)速度监督校正功能。车载控制器对速度传感器和加速计输入的速度数据一致性进行监控,记录检测到的速度或速度传感器非常规变化信息。

(5)停车位置保证功能。停车保证通过比较移动授权和当前列车位置和速度进行判断,系统接收到进路取消请求后,将延迟一段时间用以保证列车制动停车需要。

(6)溜车防护功能。车在站台区域停车时,车载控制器须确保列车处于静止状态。如果系统检测到列车在没有命令的情况下有了物理位置的移动,车载控制器将实施紧急制动。

2.3 列车自动驾驶子系统(ATO)的功能

ATO子系统控制列车自动运行。它在ATP系统的保护下,根据AIS发送的指令实现列车运行的自动驾驶、自动调整速度和控制车门,主要包括以下基本功能:

(1)自动运行功能。ATO子系统控制列车按运行图规定的区间走行时分行车,自动完成列车启动、加速、巡航、惰行、减速和停车的合理控制。

(2)列车精确停车控制功能。在ATP防护下,通过车地通信设备和轨旁设备实现自动列车精确停车控制。

(3)在线列车监控功能。ATO车载控制器将列车运行的有关信息传递至ATS子系统,实现ATS子系统对在线列车实时监控。

(4)节能舒适调节功能。ATS子系统根据高峰和非高峰运营时段的列车运营情况,通过ATO系统实施不同的节能运行方案,在不降低服务质量的前提下,采用适宜的速度曲线控制列车运行和保证乘客的舒适度。

3 通信技术的探讨

随着经济的发展,特别是都市圈和城市群的快速发展对轨道交通带来巨大压力,更加高效、智能的信号系统也被提上了日程。在轨道交通运行时需要实现不同列车和设备之间的数据沟通以及传输,融入先进的数据通信技术。根据之前所设置好的实施通信设备,获取相对应的信息之后,再以数据传输的方式传送到相对应的处理设备中。通过这一方法既可以加快信息传输的速度,还有助于避免数据之间出现相互干扰的问题。在城市轨道交通运行的过程中,通过各项数据的传输以网络技术为主要的核心,科学利用好通信技术来满足实际通信的要求以及标准。

如何在保证行车安全的前提下,更有效地利用有限的线路和车辆资源,提高运能、减少运维成本,成为新一代城市轨道信号系统所要解决的问题。基于列车运行计划和实时位置实现自主资源管理并进行主动间隔防护的列车运行系统,以车地联锁和车车协同的方式达成了更安全、更高效、更经济的目标。从整车控制出发,集成列控、牵引、制动、网络等系统,从采集感知、逻辑处理、人机界面等方面一体化融合设计,减少了关键控制系统的中间环节和硬件设备,提升列车性能,是未来车辆控制技术发展方向。

结束语:

在我国城市轨道交通行业发展进程中,实施交通信号系统自动控制技术的优势较为突出,不仅有助于促进城市轨道交通现代化发展步伐的前进,还有助于提升轨道交通当前的服务水平,因此需要相关城市轨道交通部门根据当前发展方案融入先进的信号系统自动控制技术,设置不同的子系统,搭建一体化的控制模式,从而为城市轨道交通平稳运行提供重要的基础。

参考文献:

[1] 董寅杰.城市轨道交通联络线联锁条件的设置及其对运营效率的影响分析[J].城市轨道交通研究,2018,21(S1):66-71.

[2] 魏化永.基于模糊控制算法的城市轨道交通信号控制系统设计分析[J].许昌学院学报,2018,37(06):73-76.

[3] 徐欣怡,徐永能,何舟.网络化条件下城市轨道交通信号系统应急资源优化配置研究[J].科技与创新,2018,20(12):65-66.