有關(guān)地鐵信號系統中的自動(dòng)信號功能分析論文
地鐵系統的運營(yíng)具有小編組、高密度、運行間隔短等特點(diǎn),因此其信號系統在實(shí)現安全防護的基礎上,必須盡可能地以提高運營(yíng)效率為目標。為此,提高地鐵信號系統的自動(dòng)化和智能化程度就顯得尤為重要。自動(dòng)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(dòng)信號功能概述
為了提高自動(dòng)化程度,給車(chē)站的相關(guān)信號機賦予自動(dòng)屬性,使得以某信號機為始端,一條或幾條進(jìn)路可以根據列車(chē)的運行狀況而自動(dòng)辦理出來(lái),則稱(chēng)此始端信號機具有自動(dòng)功能,或簡(jiǎn)稱(chēng)為自動(dòng)信號。自動(dòng)信號屬于列車(chē)自動(dòng)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(dòng)屬性后,X2為自動(dòng)信號。當列車(chē)運行至軌道區段S2時(shí),根據列車(chē)目的地自動(dòng)辦理出X2～X4或X2～X6進(jìn)路,區段S2、S4、S6、S8為X2的觸發(fā)區段。若將X2的自動(dòng)屬性取消后,X2即成為一般信號機,不具有自動(dòng)觸發(fā)功能,必須手工辦理進(jìn)路。
2自動(dòng)信號的觸發(fā)機制
列車(chē)運行至觸發(fā)區段時(shí),由ATS系統根據列車(chē)目的地生成自動(dòng)信號觸發(fā)命令。若車(chē)載信號和地面信號系統之間有車(chē)地通信系統(TrainWaysideCommunication,以下簡(jiǎn)稱(chēng)TWC),則通過(guò)TWC系統,ATS可以由列車(chē)發(fā)至地面的信息中獲得列車(chē)目的地;對于無(wú)TWC的系統,ATS可通過(guò)列車(chē)運行圖獲得列車(chē)目的地。為了保證命令的正確執行,在觸發(fā)命令生成前ATS還應按照以下原則進(jìn)行預先檢查:
1.觸發(fā)進(jìn)路的始端信號為自動(dòng)信號。
2.列車(chē)運行方向處于正向,即若運行方向為反向,則不允許自動(dòng)信號觸發(fā)。
3.所要觸發(fā)進(jìn)路內的道岔、區段等基本聯(lián)鎖條件滿(mǎn)足。
4.為了防止錯辦進(jìn)路,在車(chē)站同一咽喉內,同一時(shí)間只允許生成1條進(jìn)路觸發(fā)命令。
觸發(fā)自動(dòng)信號前,ATS系統會(huì )不斷檢查以上條件是否滿(mǎn)足,若條件滿(mǎn)足則生成觸發(fā)命令并發(fā)送給聯(lián)鎖系統,由其辦理出相應進(jìn)路。在這里,ATS系統負責自動(dòng)觸發(fā)命令的生成,而聯(lián)鎖負責命令的執行。
3自動(dòng)信號觸發(fā)距離的確定
在實(shí)際應用中,觸發(fā)區的長(cháng)短即在距自動(dòng)信號多遠處開(kāi)始發(fā)出進(jìn)路觸發(fā)命令是一個(gè)值得注意的問(wèn)題。距離太長(cháng)則由于提前將相關(guān)道岔鎖閉,影響其他進(jìn)路的辦理;太短則由于進(jìn)路來(lái)不及辦理出來(lái)使得列車(chē)提前減速甚至在區間停車(chē),影響運行效率和旅客舒適度。這部分應和列車(chē)自動(dòng)防護系統(ATP)結合在一起考慮,應根據列車(chē)的ATP速度-距離曲線(xiàn)、聯(lián)鎖辦理進(jìn)路所需時(shí)間、以及ATP系統響應時(shí)間作綜合考慮,使得列車(chē)接近該信號時(shí),其速度-距離曲線(xiàn)平滑。下面予以說(shuō)明。
自動(dòng)信號X前方有N個(gè)軌道區段,沿運行方向依次為S1、S2、…Sn…SN,在A(yíng)TP防護下,列車(chē)在每一區段的運行時(shí)間(這里指列車(chē)頭部占用本區段至列車(chē)頭部占用前方下一區段所經(jīng)歷時(shí)間)為t1、t2、…tn…tN。為了確定觸發(fā)區段,從區段S1開(kāi)始,根據列車(chē)速度-距離曲線(xiàn)找到因信號X不開(kāi)放而導致列車(chē)開(kāi)始減速的第1個(gè)區段Sn。為使列車(chē)在進(jìn)入Sn后不會(huì )因信號X未開(kāi)放而減速,X需在進(jìn)入Sn前開(kāi)放。
現設開(kāi)放信號X的時(shí)間為T(mén)1(這里考慮最不利條件,如進(jìn)路內道岔均在非期望位置等),系統響應時(shí)間為T(mén)2,列車(chē)在Sn后方區段Sn-1內的運行時(shí)間為tn-1。若tn-1>(T1+T2),即說(shuō)明列車(chē)占用Sn-1時(shí)開(kāi)始觸發(fā)信號X能滿(mǎn)足要求,因此區段Sn-1作為開(kāi)始觸發(fā)區段;若tn-1(T1+T2)是否滿(mǎn)足;若滿(mǎn)足則Sn-2作為開(kāi)始觸發(fā)的區段,如此不斷重復,直至找到合適的區段。
4自動(dòng)信號的安全性前提
自動(dòng)信號是根據列車(chē)運行狀況而自動(dòng)觸發(fā)進(jìn)路,在一定程度上提高了運營(yíng)的自動(dòng)化程度,但這種自動(dòng)化是具有安全前提的,這個(gè)前提就是列車(chē)必須處于A(yíng)TP系統的防護之下。若此項前提不具備(如列車(chē)ATP系統已切除),則很可能由于進(jìn)路自動(dòng)辦理而引發(fā)安全性事故。因此,實(shí)際運營(yíng)中若列車(chē)已無(wú)ATP防護,應避免使用自動(dòng)信號,采取相應的安全措施后需人工辦理進(jìn)路以保證安全。
5總結
自動(dòng)信號可以有效地提高地鐵運營(yíng)效率,應結合聯(lián)鎖、ATP等其他信號系統綜合考慮自動(dòng)信號的設置、觸發(fā)機制、觸發(fā)區段的設計。
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