摘要：随着城市的发展，城市轨道交通运行线路越来越长，为了减小轨道交通线路延长及列车频繁停站对客流吸引能力的影响，许多城市在市域轨道交通线路运营过程中采取了快慢车组合运营的方法[1]，提高列车运行效率，满足不同乘客的快速出行的需求，取得了良好的效果。基于此，本文对列车快慢车运营模式下ATS关键技术进行研究，以供参考。
关键词：快慢车运行；ATS系统；城市轨道交通
引言
快慢车运行模式在国外已经运行多年，是成熟的模式，但在国内与常规地铁相比还是一种新模式，目前在快慢车设计规划、运营能力分析等方面国内都没有进行系统地分析和设计。本论文着重从地铁控制系统中的列车自动监控（ATS）系统进行快慢车运行分析，通过ATS系统在列车运行时间、停站时间、进路自动办理等方面进行控制，满足快慢车运行设计要求。
1列车自动监控系统概述
列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，ATS）是ATC系统的一个重要子系统，其他组成部分有人机界面（Man Machine Interface，MMI）、运营调度室（Operation Control Center，OCC）。联锁是指为了保证行车安全，在信号机、道岔及进路之间建立的相互制约的关系。进路是指列车或调车车列在站内或区间线路上运行所经过的径路。闭塞是指按照一定的方法组织列车在区间的运行（用信号或行车凭证），一般称为行车闭塞法，简称闭塞。联锁站是指有联锁控制器的车站，该联锁控制器能够完成本联锁区（包括本联锁站和本联区的非联锁站）的联锁功能。联锁站的ATS工作站有监督和控制功能，而非联锁站ATS工作站只能监督列车运行。
2基本需求
目前采用快慢车组合运行的模式，大体可划分为4类：共线运行、分线运行、跨线运行、接线运行。其中，共线运行又可分为：共线不共轨运行和共线共轨运行[2]。
（1）共线不共轨运行：指快慢车在同一条线路上不共轨道运行；（2）共线共轨运行：指快慢车在同一条线路上同一轨道运行；（3）分线运行：指快慢车分别在各自的线路上运行，快车与慢车各行其道，但两者运营通过换乘设施间接结合；（4）跨线运行：指快车线和慢车线两者属非完全同一的轨道交通制式，但可有条件地跨入另一制式不同的线路上运行；（5）接线运行：指郊区和市区两条不同制式的轨道交通线路通过换乘连接，实现乘客市郊间乘行的快慢车运行模式，接线运行模式也可称接驳运行模式。
在现代轨道交通系统中，地铁要实现快车和慢车同时运行，可采取修建快、慢车线路的方式，或者在共线条件下设置越行站。本文描述在共线共轨方式下快慢车运行时ATS关键技术的研究和分析，其ATS系统具备的基本功能如下：
（1）满足不同时段快慢车开行比例、列车运行时间要求，能够编制计划时刻表；（2）快车越站时，慢车的停站时间可以自动调整、适当延长；（3）能够按照快慢车时刻表进行列车运行控制，例如进路自动办理、运行时间控制；（4）能够进行快慢车运行切换控制，包括：快车到慢车，慢车（之前为快车）恢复成快车；（5）列车运行过程中列车运行时间预测线，并能根据预测数据用于快慢车运行控制；；
3系统功能分析
3.1运营模式管理
系统根据编制的快慢车时刻表，为上线的列车分配快慢车车次号，运营模式管理分为：“快慢车”运营模式和“全慢车”运营模式。在采用“快慢车”运营模式时，快车在慢车停靠站台采用直股通过，不进行上下客作业，慢车采用侧股作为上下客站台。快车在快慢车停靠站台采用直股停靠及进行上下客作业。在采用“全慢车”运营模式时，线路上运营的列车自动降级为慢车，全线列车的运营采用慢车运营模式。此时列车经过慢车停靠站台时为了提高运营效率，采用直股进行上下客作业。
3.2快慢车运行显示
ATS系统根据快慢车时刻表及列车自动上线顺序对快/慢车进行识别，并对快/慢列车使用不同快/慢车车次号。主要在以下过程中为列车分配车次号：（1）列车自动上线；（2）人工车次号操作；（3）系统自动创建车次号。在实际界面显示时，快车识别号定义为“K”，慢车识别号定义为“M”，即K+车次号、M+车次号。并在ATS人机界面及大屏上进行显示。
3.3快慢车运行调整
对快慢车的运行调整提供人工和自动调整方式，通过调整停站时间、站间运行时间、扣车、越站等方法进行自动和人工调整，必要时可以进行时刻表在线修改[3]。在ATS提供的人机界面上进行相应操作，适时进行人工调整。人工调整的优先级高于自动调整，人工调整方式包括：（1）修改列车站停时间及站间运行时间；（2）通过修改目的地码改变列车运行径路；（3）扣车/越站操作（可以对特定站台或所有站台）；（4）修改列车运行模式，进行快慢车切换。自动调整的方式包括：（1）快车按照快车定义的最大、最小时间修改站间运行时间；（2）慢车按照快车定义的最大、最小时间修改站间运行时间；（3）快车按照快车定义的最大、最小时间修改站停时间；（4）慢车按照快车定义的最大、最小时间修改站停时间；（5）策略调整。
3.4快慢车时刻表
采用城市轨道交通运行图编制软件进行快慢车时刻表编制和运行仿真，该软件在windows操作系统中运行，使用Microsoft Visual Studio2008开发环境采用C++语言进行开发。根据各区间快慢车运行时间、各时间段行车量需求、快慢车停站需求、列车追踪间隔、越行站设置等要求编制快慢车计划时刻表文件,以满足不同时段不同比例的快、慢车运营要求[4]。其中，快慢车时刻表编制过程中的关键为如何确定越行时间，地铁采用共线共轨运行模式时，因慢车避让快车越行，都增加了慢车的停车时间[5]。例如上海地铁16号线、北京地铁6号线、东京地铁。图1快慢车越行时间示意图（红色为快车、黑色为慢车）中，描述了慢车等待快车考虑的时间因素。
图1快慢车越行时间示意
4ATS融入城轨新一代信息化体系趋势
4.1行车调度指挥智能化和集成化的需要
智慧交通是城市轨道交通追求的目标。在城轨调度指挥方面，智慧交通体现在智能化行车指挥调度和智能化综合监控，即形成以智能化的行车调度指挥为核心，由城轨运营生产有关方面（例如：信号、供电、机电、CCTV、PIS、FAS等）组成统一的综合调度系统，具备综合决策能力，实现资源利用的最优化和调度决策的高效化。因此，智能化和集成化是城轨行车调度指挥的未来发展方向。城轨行车调度指挥智能化期望达成的目标：当出现列车运行故障、客流突发性变化以及突发情况或灾害等非正常情况时，结合运营各方面信息以及成功处理历史案例，系统自动快速合理地确定调度方案，及时处理各种异常情况，最大限度地消除突发问题对线路运营造成的影响[5]。
4.2网络化运营的需要
对于逐渐形成网络的城市轨道交通，多条线路的运营必须协调，整个城市轨道交通体系才能更加安全、可靠，运行效率才更高。各条运营线路之间信息需要充分共享，以便统一指挥与协调。当一条线路出现突发情况时，可以启动应急预案，统一协调指挥，各线路运营相配合，使异常情景对整个线网运营影响最小化建立一个集监测、控制和管理为一体的统一的线网调度中心是城轨网络化发展的要求。
结束语
本文首先对列车自动监控系统进行了介绍，在此基础上阐述了快慢车系统基础工作需求，描述了ATS系统在快慢车运行控制中的系统功能控制要求，对ATS融入城轨新一代信息化体系趋势进行了深入分析，以期为相关从业人士提供参考。
参考文献:
[1]姜宇.沈阳地铁列车自动监控系统(ATS)故障的应急处理[J].现代制造技术与装备,2018(07):196+198.
[2]胡鑫.城市轨道交通列车自动监控仿真系统研究与设计[D].长沙理工大学,2015.
[3]侯艳霞.地铁列车自动监控系统的更新改造[J].都市快轨交通,2010,23(02):63-66.
[4]秦武.城市轨道交通列车自动监控系统[J].上海铁道科技,2006(06):33-35.
[5]余向海.城市轨道交通列车自动监控系统模块分析[J].电子工程师,2000(05):33-36.
论文作者:张烨宇
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/9
标签：慢车论文; 列车论文; 快车论文; 时间论文; 联锁论文; 模式论文; 系统论文; 《防护工程》2019年第1期论文;