关键词:轨道交通；通信；车载控制器
引言
轨道信号系统在轨道交通安全中起重要作用，它可以随时检测列车运行状况，对列车进行指挥，在确保运行安全的前提下最大程度提高运行速度。中国在不断发展，人口人数大量增加，列车的数量也在不断的增加，轨道列车的交通安全已经成了近期的大问题，人们对其管理的工作难度在增大，只有合理的利用更加智能化、机械化的先进系统才能有效解决这一难题。
1信号系统
轨道交通信号控制系统中的最重要的部分就是信号系统，它就是整个信号控制系统的核心，其作用是连接系统中各个部分，将它们联合在一起，共同的为系统的正常运行发挥作用。
轨道交通信号控制系统可以使列车安全地运行，保护乘客的乘坐安全，提高列车运行效率，保证列车之间的安全距离。这个信号控制系统的核心是列车的自动控制系统（简称ATC）。主要包括列车自动监控子系统（简称ATS）、列车自动驾驶子系统(简称ATO)、列车自动防护子系统(简称ATP)和计算机联锁子系统（简称CBI）。
2轨道交通信号控制系统的可靠性优点
（1）轨道交通信号控制系统是一个独立的现代信号系统，不与电路等其他设备连接，便于设备的安装与调试。
（2）轨道交通信号控制系统可以实现信息的双向传导，并且大容量的快速传导。
（3）通过移动闭塞有效的缩小列车的行车距离，提高运行效率的同时也可以有效减少交通事故的发生。
（4）轨道交通系统可以实现无人调控，完全利用机械的自动化来运行，节省了人力。
（5）轨道交通信号控制系统中列车配有控制器，列车通过控制器与旁边的轨道设备进行信息传输，包括列车现在所处位置、运行方向、速度及运行状态等信息。系统会根据接收到的信息结合列车前方道路、岔道状态、道路限速及其他障碍物等因素对列车接下来的行驶进行有效调节，既保证运行速度又保证列车之间的安全距离。
3列车自动信号控制系统的组成
3.1ATP系统
列车自动控制的过程其实是对列车信号的控制过程。其中，ATP系统是整个列车自动控制系统中的核心部分，ATP系统可以对列车的安全性进行控制，其中包括控制列车之间的距离和控制列车的速度，以防止超速情况的发生，从而可以大大提升列车的安全性，在高速运行情况下对列车的安全性进行监督。所以，ATP系统的主要功能是，对列车实行实时安全检测，保证安全行车，避免行车事故的发生。但是，该系统在应用的过程中应结合具体的实际情况，以对系统进行不断调整。虽然ATP系统是整个列车自动控制系统的重要组成部分，但其使用效率并不高，这是我们需要解决的问题之一。
3.2ATO系统
ATO系统在列车的自动控制系统中也是比较重要的子系统之一，而且其具有不可替代性。ATO系统主要由列车设备、计算机设备、列车识别系统和定位系统四个部分组成。ATO系统在整个列车自动控制系统中主要起到协调作用，以对列车在车站内的行驶情况进行调整和规划。如果列车运行过程中发生重大事故，ATO系统可以起到人员疏散，信息传输的作用，以避免更大的安全事故出现。而且ATO子系统在实际应用的过程中比ATP系统拥有更高的使用效率，在很多试用型的案例中可以发现，ATO系统可以有效的控制列车运行，从而减少很多不必要的浪费。
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3.3ATS系统
以上两个系统为列车上的系统，在整个列车自动控制系统中应用以上两个系统可以使列车运行得到比较好的效果，但为了避免轨道交通在运行过程中的问题和事故的出现，避免这些事故对人们的生命和财产造成损失，需要在ATP和ATO系统的基础上加入ATS检测系统。该系统的设计和组成是针对列车自动控制系统而设计的，相当于在原有安全监测的基础上又加了另外一层安全监测的保障，使列车自动运行系统的使用性得以增强，以提高列车行驶的安全性。
4信号控制系统可靠性方案
4.1点对点列车通信
所有列车通过无线接入点(AP)与相邻前后的两车通信,并将自身数据发送并储存在ATS。ATS将收到列车信息发送给相邻的三列列车,列车的VOBC设备然后将接收到ATS发送的数据和V2V交互的数据进一步处理,完成联锁计算任务。
其优点是在于当出现问题主要在小范围部分时,处理信息过程无需上传主控中心,通过自身VOBC就可以完成计算和调度,大幅度的降低系统的控制处理的负担,但其缺点就是只适合于小范围内使用。由于无法获得全线路的信息,因此该方法不适于全线调度操作。另外也可能会发生,当列车进行突然较大的状态改变后,易使得全线列车都受到影响,从而被迫改变行车计划,影响全线运营造成大范围晚点。
4.2全线列车通信
该方案中,全线列车的相互之间保持实时通信。每列列车通过有线或无线传输网络向其他列车和ATS广播自己的数据,同时又接收其他列车的广播数据,综合数据后进行联锁计算。但由于线路上列车数目多,广播信息数据变的尤为庞大,所以对通信技术的要求,速率快、带宽大、时延低。同时可以采用云平台技术,作为资源存取的中心。所有列车将列车实时信息上传到云平台,并且从云平台上下载所需要的信息,然后完成联锁计算,从而实现高效、快速、有保障的V2V通信的列车控制系统任务。
通过该方案,当线上某一列车出现问题时,其他相邻几列列车可根据当前实际运行情况做出运行计划修改,避免大幅度列车全部都改变运行策略;同时也保证列车运行的安全。
5列车自动控制系统的特点
自动化的发展异常的迅速，在日常生活中得到普遍应用，特别是将其应用到列车行驶中，使我国人民的出行得到了满足，减少了列车在调度等方面的时间消耗，促进出行便利性的提高。从当前的发展来看，可以将列车自动控制系统的特点概括为以下几个方面：
其一，列车可以根据其运行区段的不同，对不同区段列车的自动控制系统采取不同的闭塞控制模式，从而使该列车的自动控制模式更适用于该区间段，使列车自动控制系统得到最优利用。
其二，在应用列车自动控制系统时，可以通过对该系统进行人性化的设定，使其更适用于所服务的人群，满足人们对于交通出行的需要，在一定程度上避免传统运行模式的缺点，使列车的自动控制系统得到人们的普遍认可。其三，目前列车的自动控制系统仍处于初步阶段，有很大的进步空间，可以通过新的技术和发展理念对现有的自动控制系统行革新和再发展，使其更适用于我国交通运输。
结语
随着新技术爆炸式的出现,不断地改变着我们这个社会方方面面,针对于我们轨道交通领域,也应该积极的融入其中,建设智慧化轨道。通过实现列车之间的宽带大、时延低、速率快;“云”平台共享数据资源;自主运行和调整能力,促进现代轨道交通向智能化发展。本文简要地介绍了列车自动控制系统的组成和特点还有控制的可靠性，虽然在现有情况下列车自动控制系统并不是很完善，但其拥有非常广阔的发展前景，在其不断完善的过程中，将会给我国的列车运输带来增益。
参考文献
[1]张友鹏，高凡，赵斌.基于灰色系统理论高速列车ATO速度控制器研究[J].计算机工程与应用，2014(10)：253-259.
[2]孟强.应用RFID技术实现地铁列车精确定位的研究[J].科技信息，2010(33)：71-72.
论文作者:纪雅静
论文发表刊物:《科学与技术》2019年16期
论文发表时间:2020/1/15
标签：列车论文; 系统论文; 自动控制系统论文; 轨道交通论文; 信号论文; 控制系统论文; 子系统论文; 《科学与技术》2019年16期论文;