摘要：伴随着我国人口不断剧增，交通拥挤的现象也层出不穷。为了减轻道路拥挤的负担，减少交通堵塞，地铁的出现提供了很大的帮助，因此可以说地铁在城市交通中扮演着十分重要的角色。因此，地铁能否安然无恙没有故障，对于城市居民的生活起居、工作出行和上学等都有很大的影响。CBTC系统是地铁正常运行的主要系统之一，本文就将以CBTC系统为基础，先简要阐述其概念和技术组成，分析CBTC系统正常运行依靠的关键技术。
关键词：城市；轨道交通；CBTC系统；技术
计算机和通讯技术都在飞速进步与发展中，自动控制技术也取得有效的成绩，在广泛运用在城市轨道交通作业中的同时，也在尽力稳定着城市轨道交通的运行效率。后来，研发出的CBTC系统更为便捷，是一种以无线通信为基础的列车自动控制系统。现目前，我国都必须加大对列车自动驾驶的技术和资金投入，使系统功能提高水平，才能满足日益增长的高速高密度交通需要，使CBTC系统发挥最大的功能。
CBTC系统的概念及技术组成
CBTC系统的概念
CBTC系统信号系统依靠移动移动通信实现信号与信号之间的传递，做好科学缜密的信息化，能够有力帮助地铁位置共享的实施。设置CBTC系统在交通地铁上，能够通过信号系统和信号检测，根据实际的地铁规定运行情况和地铁站的地铁数量控制中心的数据等，最后实现地铁运行速度的调节目的，这样就能够保证地铁轨道能够畅通无阻地运行。
CBTC系统的成功设置，能够在一定程度上有效地避免地铁与地铁相互碰撞的发生，减少了事故的发生率。如果在地图与地铁的地标之间能够建立起一个CBTC系统信号系统，不仅可以实现高速、高精度的地铁来回传递，还能对车辆与车辆之间的距离进行测量，保证高精准度，最终实现地铁列车的运行速度受自动控制，也能确保两辆地铁列车之间能够有所距离。
CBTC系统的技术组成
CBTC技术是一个很大的概念，又包含了很多技术，比如移动闭塞技术和定位技术等，还有作为CBTC系统的基础的无线通信技术，可以通过这项技术完成控制列车的操作。这就致使了城市轨道交通离不开通信技术的支持。另外，无线通信的种类不仅有常见的扩展频谱通信等，还有无线局域网技术，都对列车的控制起到不小的作用。
移动闭塞技术虽然不是基础性技术，但还是CBTC系统的关键技术，与传统的技术进行比较，这一技术可以取消固定闭塞区间，不用分割信号机。列车在行使的时候，其具体的实际位置和实际速度，都可以确定列车与列车在轨道上运行时的距离。因为所谓的闭塞区间会随着列车是运行状况而不断变化当中，所以也可以称之为移动闭塞。要对列车进行定位，依靠的技术也有多种，比如说轨道计轴定位和信标定位等，信标定位又可以分为有源和无源两种情况，当然有时候既要依靠有源信标定位，也要依靠无源信标定位。
城市轨道交通CBTC系统的关键技术分析
自动驾驶功能技术
列车自动驾驶系统英文简称是ATO，可以通过现目前先进的计算机等技术清楚地计算出列车的进程，从而通过分析可获得列车操纵方案区域合理化。另外，列车自动驾驶不仅要实现满足乘客在列车上舒适度的需求，还要在降低驾驶人员工作强度和工作压力的同时，显著地降低列车运行耗费的能源，实现资源有效利用。
自动驾驶不仅可以控制运行的速度，还可以通过一些指令来调整区间运行的时间，不过这些都要依靠列车自动监控系统的调整，还要保证误差小于或等于正负百分之五。需要知道的是，自动驾驶功能的组成不是单一的，而是分为区间速度控制、列车目标制动和车站发车三个部分，依靠之间的工作来实现控制运行时间与速度，控制能源消耗情况，保证列车的安全性和舒适度等。
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区间速度控制功能技术
ATO能够通过伺服控制模块来完成对列车的速度控制，还能迫使轨道列车能够适应自动驾驶模式，平稳地运行。而伺服控制软件的核心基础内容则是比例、微分和积分等控制原理，在电流环硬件电路设施的支持下完成各项工作。本来的伺服控制模块，也包括了两个基本输入，分别是实际的速度和设定的速度。实际的速度需要依靠ATO和ATP的相互支持完成。其中，要结合ATO综合自身计算和ATP发送来的速度信息，最后实现判定，确定一个安全速度，这就是所谓的实际速度。
设定的速度则是通过固定的限速和临时的限速等信息确定，并且要根据精确的计算得来。非安全制度曲线的作用很大，既要依靠ATO，也要根据一些能量或守恒定律和原理才能实时计算。虽然设定速度只是一个函数，但关系着设定速度的计算、限速的大小和停车的位置和速度等，起到了局部设定速度的作用。不过，还是要保证整体的设定速度在所有局部设定速度中处于最低值。
允许速度控制功能技术
要研究速度，就要了解最大允许速度的符号，其中Vp是安全停车的最大允许速度，对应的P点便是安全停车点的位置。Vo则是关于非安全运营的速度，对应的也是停车点的最大允许速度。另外，V1和Va也是最大允许速度，不过分别对应的是列车限制速度点和列车限速曲线作用点的最大允许速度。所有设定速度的值进行比较，最小值的集合就可以组成一个速度曲线，这一速度曲线可以满足ATO自动控制列车的需求。
列车目标制动功能技术
要精确地控制轨道列车的速度和停靠，就要通过目标制定功能，提高精确度。关于停车，可以分为站台定点和区间信号，其中站台定点停车依靠数据库的支持。ATO根据下一个停车我位置点，分析列车此时的位置、实际速度和本身具有的特性等，然后计算出非安全制动曲线，找出最适合的停车点，确保轨道列车能够准确且稳定地停车。而区间信号停车依靠区间停车的信号的支持，要求达精确度不能低于车站停车要求的精确度。如果遇上其他情况，比如说地面设备允许列车继续前进，那列车驾驶室的司机可以不作过多的操作，只需等待列车自动控制即可，并不会引起事故发生。
自动折返技术
自动折返技术十分先进，不过也需要有专业技术的监督，比如说继电器。一般，ATO会在列车的前后，也就是车头和车尾都设置一个自动折返继电器，通过继电器控制转换，而列车的自动折返模式并不是单一的前后，而是两种模式，分别是站前和站后。站前折返和站后折返你都需要依靠司机手动操作，最终实现列车的自动。但是站前折返模式依靠得更多，先是一个方向进入站台，司机按下自动折返的按钮之后，就可以关闭驾驶室使列车折返。与此同时，司机要紧接着激活另外一个方向驾驶室，最后控制轨道列车离开这一站台。站后折返与站前折返差不多，也需要先从一个方向运行进入一个站点，按下按钮之后关闭驾驶室。这样，列车就会自动运行折返。这一系列的操作之后，轨道列车的战后折返操作算是完成了，列车下一步的运行就是自动进入下一个站点，司机也可以在此时控制驾驶室，进而控制列车稳步运行，离开这一站台。
结束语
地铁的正常运行关乎着城市居民的生活起居和工作出行，是解决城市交通拥挤的有效策略，也是避免交通事故造成人财损失的重要措施。虽然地铁在运行的时候仍然会有故障发生，但是经过检修人员的努力和CBTC系统的运行，能够及时检测到问题所在，尽快解决。通过CBTC系统的关键技术，基本能够满足地铁在城市运行的要求，也能保证居民安全舒适出行。
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论文作者:耿晓红
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
标签：列车论文; 速度论文; 系统论文; 地铁论文; 技术论文; 轨道交通论文; 区间论文; 《基层建设》2020年第1期论文;