引言
交通总是发展的先锋军,随着我国经济实力和综合国力的不断提升,我国的交通网络发展特别迅猛,已达到国际领先行列。但与现下的经济社会需求还存在着一些不相匹配的方面,尤其表现在网络覆盖密度、覆盖范围广度、高科技质量等方面。纵观我国社会发展历程,在未来一个阶段内,我们务必加快交通工程的进一步成熟化发展,而交通信号系统作为交通系统的核心指挥中心,是控制列车运行和防护道路运行安全的中枢系统。交通信号系统的作用主要表现在三个方面:指挥交通运行、确保行车安全、提高运营效率。其整个发展历程,是在科技进步、运行发展需求、重大交通事故等相互作用下进步发展的。铁路与城市轨道交通系统是整个交通系统的一部分,但表现在具体应用上有各有不同。
1现代铁路与城市轨道交通信号系统的发展现状
1.1现代铁路信号系统发展现况
近20年来,在运输市场竞争激烈的压力下,各国为实现提速、高速和重载运输,积极引进采用新技术,大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平,新型技术系统不断涌现。国际铁路联盟更是明确规定:列车时速超过160公里/小时,就必须以车载信号作为行车凭证。我国的铁路交通信号系统是基于我国实际国情,按照我国铁路运输需求,在国际标准下推行的。按照系统条件和功能,划分为CTCS—0、CTCS—1、CTCS—2、CTCS—3、CTCS—4五个等级。基本上可以实现适应各种恶劣环境和气候条件(例如:高温、低温、高寒、高原等)较为广泛应用的是CTCS—2和CTCS—3,CTCS—3主要使用在运行时速300公里及以上的高速铁路。另外有一条特殊路线,也是我国唯一应用ITCS列控技术的,就是青藏线。由于地理环境的特殊性,采用了这一增强型列车控制系统,同时实现自动闭塞、车站连锁、列车超速防控,极大提高安全性能。
1.2城市轨道交通信号系统发展现况
我国城市轨道交通信号系统的发展与我国历史、社会、经济等的发展基本是同步的。主要经历了三个阶段的蜕变:首先是为了军事防空防御而修建的北京1号线(我国自主独立建成);接着是引进国外先进技术,购置国外先进设备进行的城市化交通系统建设,这一阶段使得我们处于很被动的弱势地位;发展至今,我国在不断吸收学习国外先进技术同时,自主知识产权发展已初具规模,我国是世界第四个掌握CBTC核心技术的国家,自主研发的城市交通信号系统也逐步向全国各大城市推行使用。
2铁路与城市轨道交通控制系统发展的共同点
2.1对国外技术的引进创新
铁路和城市轨道交通都是从国外传入我国的。近代的中国发展比较落后,尚未实现工业化,先进的铁路和城市轨道交通概念都是由国外发达国家逐渐融入我国,很多技术也是来自于国外的技术,因此,也造成了我国在这方面的技术起步比较晚、底子比较薄的特点。针对这种情况,我国交通运输管理部门十分重视对国外先进技术的引进,这样能够为我国实现相关技术国产化提供可靠的技术引导。一直以来,我国都是处于追赶西方先进技术的状态,很多铁路信号系统都是源于西方国家技术的改进。比如计算机联锁就曾经引进过来自英国、意大利、德国等众多国家的设备。从现代的视角看来,当初引进的这些先进技术,实际上促进了我国铁路以及城市轨道交通方面技术发展的高速进步,对于我国技术研发具有不可磨灭的意义。
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2.2发展目标大致相同
纵观铁路和城市轨道交通信号控制系统的发展,其发展方向基本是一致的,甚至其中的一些技术都具有一定的通用性。我国在近些年不断加强铁路和城市轨道交通信号控制系统的研究力度,已经取得了十分优异的成绩。通过对大量技术难题的攻破,我国已经掌握了十分先进的交通信号控制系统设计和制作方案,能够有针对性地结合各种不同的应用环境进行使用,发挥出极好的效果。
2.3速度监测和超速提醒与防控
(1)交通道路安全很大程度上与列车速度关系紧密,过快或过慢都存在着安全隐患。常见的速度监控手段主要有以下两种:一是固定路段速度监控不同种类道路,不同路段的速度控制,都有明确的规定和划分。所允许的速度最大值和速度最小值取决于路线参数,包括车流量、周围环境等综合因素。列车自身的最大速度值则取决于列车本身的物理属性,无论是哪种列车,都有其固定的速度区间值,这样的限制也是为了实现交通安全,避免因超速而带来的安全隐患。二是隐蔽性随机性速度监控。这种速度监控作为辅助性手段,随机、灵活、应用范围广泛,是一种临时性的检测手段,例如,因气候、季节性变化带来交通道路安全隐患时,区间性道路维修时,临时施工点周围等等。(2)列车超速提醒是指列车上安装的专门的监控列车但是否超速行驶的系统。系统是通过计算机预先设定好的程序,当列车速度超过其安全系数上限,系统会紧急制动,发出警告信号,做出保护措施并进行相关数据记录。
3两大信号系统的不同之处
3.1信号机
在轨道当中,它的信号机通常被安装在线路的右边部分,并且使用具有红、绿、黄三个颜色的led信号灯。但是铁路系统当中,信号灯通常安装在车辆段,这样设置是为了更好的提升运输效率,实现列车的正常运行。
3.2联锁方式
通过两种交通运输方式的比较发现,城市轨道一般是没有分支的,除了少数的联锁站之外,其余地方通常不设置道岔,这样也就无需在地面装置信号灯了,这样,联锁设施的监控范围就大大的低于铁路系统的监督防卫,城市轨道是为了保证旅客更好乘降而设置的,因此工作形式以及联锁的关系非常单调。
3.3信号设备组成结构。从信号设备组成结构及其控制
功能的差异来看,铁路与城市轨道交通信号控制系统的差异主要体现在以下几各方面:(1)信号机布局,城市轨道交通的信号机通常布置在线路右侧,采用LED信号灯。而铁路信号灯设置则采取左向行车制,且采用的是色灯信号机,其组合形式多样,含义较为复杂;(2)道岔控制,铁路正线一般采用大号码的可动心轨道岔,由多点多台转辙机负责牵引,采用负荷闭锁控制技术,设置有特殊电路,可防止列车超速过道岔。城市轨道交通正线通常采用9号道岔,停车段采用7号道岔,只需设置两个牵引点,由两台转辙机负责牵引;(3)联锁方式,城市轨道交通的车站一般不设置分支和道岔,不设地面信号机,联锁设备监控对象远少于铁路车站,联锁关系较为简单。而铁路则需要设置独立的联锁系统,其控制水平低于城市轨道交通。
结语
作为当前社会非常重要的两种交通方式,我们必须高度重视铁路以及轨道的建设,在发现两者的异同的基础上,运用最为先进的高科技手段将两者进行有机的结合,积极探索,勇于创新,真正的实现我国高速铁路以及就轨道信号系统建设的进一步发展。
参考文献
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论文作者:何栋
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/27
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