城市轨道交通信号系统的设计方案探讨

城市轨道交通信号系统的设计方案探讨

1统构成方案

城市轨道交通是个技术先进，具备相当程度自化水平的运输体系。其信号控制系统的构成须与整个交通运输相适应。

在《城市快速轨道交通程项目建设标准—试行本》中，信号系统划分了三个层次:第层次设备在运量较小、行车密较低的线路上，可配置联设备、自动闭塞、车信号和自动停车系统;二层次设备在运量较大、行密度较高的线路上，可配置列自动监控系统和列车自动防护系统;第三次设备在运量大、行密度高的线路上，置列车自动监控系统、列车自动防系统和列车自动运行系统。

上述一层次系统配置属最低水平等，只适于行车间隔大3min线路运用。也就是说，在行车密度较高时，这种线路面临整个系统的改造，造成量的废弃工程;另一方面，于机车信号和自动停车装置所容纳的信息量少，车运行的安全性很程度上只能依赖于司的驾驶;然而其国产化率水是最高的，工程造是最低的。应该说，该层次设备适宜在近期运量、行车密度低，而且远期运量无明显变的工程，如在中等城市或是郊区轨交通系统中运用。

第二层次信号系统配置，适于车间隔在2min以上的线路运用，行安全可以完全由列车自动护系统来保证。虽然其国产化率水降低，工程造价增，但是该层次设备技术先进，便于第三层次扩展，不存在明显的废工程，符合工程按近远期分实施、合理预留的原则，所以系的综合经济指标是合理的。这种系能适应大多数城市轨道交通运用需要，

是大运量的城市轻轨通的首选方案。

第三层次的系统配具备很高的现代化技术水平，适行车间隔小于2min的线路用，不仅行车安全可以全由列车自动防护系统来证，而且列车自动运行统还可以完成站间自动运行、定停车，接收控制中运行指令，实现列车运行自调整，使整套信号系统能够足列车高速、高密度运行的需。这种系统的国产化率水平低，工程造价高，是其工程运用中不利的一面，但系统水平的自动化程度无疑将日后的运营、管理带来巨大的济和社会效益;另外，于安装屏蔽门对列车精定位停车功能和大运量对列车折返能力等等方面的体需求，这种线路的运行要由列车自动运行系统来保证。所以只要条许可，在城市轨道通中，特别是高运量的地铁工程，该系统方案非常得推荐。

2主要技术方案

2.1设计行车间

城市轨道交通工程适应乘客运量大、行密度高的特点，往往采缩短行车间隔的办。这样一方面有利于少旅客候车时间以提高服务量;另一方面可以少列车编组辆数，节省程投资。但是由于信号ATP系统技术的制，如轨道区段的长度“车-地”通的有效速率、列车进路建立和恢复时间等等因素，正常的行车间隔不可能无限缩短。换言之，最小行间隔极大地影响着信号的ATP系统方案和程造价。确定合理的行车隔时分成为信号ATP系统方案设计的制参数。

根据一些发达国家城市轨道交通运营经验，号ATP统可按满足高峰运流量130%能力标准进行设计也就是说，如果线路的客流量某个特

殊时段增加到测高峰值的130%时，A TP统仍有能力满足运营取的临时措施，如临时增加运列车等。表1以一条线路运营方案为例予以明。种方案均可满足运量要求，但它们的运能余量，即单向输能力与高峰小时单向大断面客流量比是不同的。其方案A为1.00，案B为1.08。那么，如果按方案A实施，在高峰时间内的线运营将处于全饱和状态，按上述标准设计相应的ATP统应采用184s的设行车间隔;如果按方B实施，在高峰时内的线路运营尚有8%的调节余量，相应的ATP 系统只需采用245s的设计行车间隔。显易见，从信号系统的设计角度看，方案B优于方案A。

应该指出是，ATS系统所具的行车间隔调控能力与上述的ATP的设计行车间隔能是有区别的。ATS对列车运行调控主要是当列车运行序有紊乱时，通过控制列车停时分而使列车运行秩序尽快复的一种措施。当然，这种调能力的实现也是要现在ATP行间隔能力上的。

在实际的工程运中，应结合线路近、远期量，以及工程实施方案、ATS 调控能力等综合素，确定一个合的满足运营要求、节省工程投资设计行车间隔。

2.2ATP信息传输方式

ATP系统是确保列车运行安全的关键备，它由轨旁设备和车载设组成，列车通过地ATP设备接收运行息，实现列车的间隔控制。ATP 设备主要有两划分方式，一是按“-地”ATP信息传输方式分为连式和点式发码方式;一种是按对列车控制方式分为式曲线方式和阶梯式控制方。其中按前一种划分的两种ATP设备工程造差异大，是选择ATP

系统方案的主要比点。

免费论文载中心连续式的ATP设备一般利用轨道电路或连敷设的电缆向车载接设备连续不断地传递地信息。其特点是信息传实时性高、技术复杂造价昂贵。点式ATP设备利用地应答器或点式环线把地面息传至列车。这种方式时性较差，但技术简单、造价低廉。

控制实时较差高行车间隔大90s可小于90s自动驾驶功能尚无产品有车检测功能需另设轨道电路系统扩展对行车干较小对行车干扰大装调试周期较短周期长程造价较低高维修成本低生产厂家少多

在我国现有的铁交通中，由于运量大、行车密高、地铁隧道内驾驶条件较等特点，均采用连续发码方式的ATP系统是宜的。

随着点式ATP技术的发展，在市轨道交通工程，别是城市轻轨工程中采用点式ATP设备得越来越合理。在点式ATP系统中，以前较有代表性的西门子公ZUB120为例，其主要的技指标如下:

·传输制式移频键控，串行

·传输速率50k·-1

·传输间距130～210mm

·电码可靠性循码多次判断，海明距为4

·电码度可编程有用比特96位

机车设备平均故障间隔时间2×104h

·地应答器平均故障间隔时间9×105h对于点式统控制实时较差、缺乏急停车功能等缺点，则可以通接近连续式发码方式进弥补。上海莘闵

轻轨交通线作为我第一条城市轻轨线路就按点式ATP系统进行设计。另据西门子司介绍，目前该公司新制的点式ATP系统不仅打破了90s 行间隔的限制，也具了自动驾驶功能。

3小结

在实际的工程用中，结合工程具体况就不难设计出优秀的系统案。例如:在天津市区至滨新区轻轨工程招标中，我方依轻轨客运量近、远期分别为18.4万人次/日、28.4万人次/，列车运行近、远期3min的追踪间隔，以及列车4列、6列的不同编组，首先确定的投标方案中设计车间隔为135s，用点式ATP国产ATS，预留ATO方案;而结合本线列运行速度高达100km/h，列车制距离长的特点，从保证行车全、节省工程造价的角度出，我方又推荐了采用模拟无缘轨道电路加连续式环的ATP方案两种方案的技术论证受到了评专家组的一致好评。总之，系统构成和主要的技术方确定以后，信号系统虽基本定型，但要真正全面地设计出个良好的系统，还有许细节需要考虑。例如:发挥投资效益，根据市轨道交通工程近、远期同的建设规模和标准，信号统的配置应考虑按不阶段的运量要求分步实、合理预留，并使之容易进技术改造和升级;号系统设计方案中应充分考虑到国对机电设备国产化的要求，除某些必须引的设备外，尽量选用国产设备与引进国外技术国内组装相结的方式。

另外，城市轨交通信号系统的特殊技术指标是应在设计过程中点考虑的问题。如在长大坡道设立的保护性延续进路对列运行追踪时分的影;为缩短折返进路建立间，如何处理折返路有关的渡线道岔等术问题。