摘要：近年来，我国科学技术不断发展，这不仅为我国经济发展提供了动力，同时在城市发展中发挥着重要作用。城市轨道交通信号系统是城市走向发达的重要标志，也是提升城市发展水平的重要途径。因此，研究城市轨道交通信号系统中的自动控制技术具有深刻的现实意义。
关键词：城市轨道交通；信号系统；自动控制技术
引言
城市轨道交通信号系统是其自动化系统中的关键组成部分，是保证列车和乘客安全，实现列车运行高效、指挥管理有序的自动控制系统。子系统通过信息交换网络构成闭环系统，各子系统之间相互渗透，实现地面控制与车上控制相结合、现地控制与中央控制相结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的自动控制系统。从而保证行车安全，提高运行效率，缩短行车间隔，促进管理现代化，提高运输能力和服务质量。
1 城市轨道交通信号系统
1.1城市轨道交通信号系统简介
城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统：列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS）、列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO）、列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP）。这三个子系统通过信息交换网络形成闭环系统，实现中央控制与现地控制的结合、车上控制与地面控制的结合，进而构成一个有设备安全为基础、集列车驾驶自动化、运行调整、行车指挥为一体的列车自动发控制系统。
1.2城市轨道交通信号系统在生活中的作用
在实际运行中，城市轨道交通具有准点性、不间断性、舒适性的特点，因此在城市轨道交通系统中采用轨道交通信号系统能够将信号设备的作用充分发挥，达到事半功倍的效果。从世界上先进的轨道交通运营中发现，只有高水平的信号系统，才能够在交通中实现提高列车运行的效率以及安全性能。
1.3城市轨道交通信号系统特征
1）由于城市中列车的运行间隔比较小，因此城市轨道通信信号系统运行中所展现的规律性比较强；
2）对城市轨道交通运输速度进行分析，城市轨道交通运行中的实际速度与铁路干线相比，数值上相差很多，所以，在实际的城市轨道交通信号系统中，不需要数据传输较快的信号系统，只需要传输速度较低的系统就可以实现信号传输功能；
3）城市轨道交通中所承担的客流量比较多，基于安全角度考虑，对于行车之间的最小行车间距要求比较高，进而对列车的速度监控提出了较高的要求，其主要目的就是实现列车运行的安全性。
2城市轨道交通信号系统自动控制技术
2.1列车自动监控子系统（ATS）的功能
ATS子系统负责对列车运行的情况进行自动监控，有以下基本功能：（1）列车识别功能。ATS人机界面的轨道显示列车识别号信息，包括列车车次号及列车运行方向，中央ATS可以自动生成列车识别号，由专业人士进行修改，或由列车向ATS 发送此类信息。（2）列车追踪功能。ATS子系统根据列车位置、操作员请求及列车调整请求来完成列车的创建、删除及移动操作。（3）自动排路功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆ATS列车调整子系统提供自动列车进路，利用列车时刻表中的列车目的地号来自动排列列车进路，列车根据目的地号自动沿着线路运行，根据目的地号信息自动开放进路、停站以及在停靠站开/关车门。（4）列车自动调整功能。正常运营模式下，时刻表调整能够自动控制列车运行，将列车与时刻表（由运营管理者编制）之间的偏差降至最低。（5）列车运营时刻表管理功能。行车管理人员通过时刻表编辑软件离线编制多个列车运营时刻表，同时ATS 提供在时刻表中增加车次、延长列车营运时间等在线调整功能。
2.2列车自动防护子系统（ATP）的功能
ATP 子系统控制列车在安全条件下行驶，主要包括以下基本功能：（1）列车定位功能。通过列车提供的速度、距离以及线路等方面信息，确定列车安全位置及非安全位置，ATP 系统利用安全位置对列车进行安全防护。（2）列车追踪功能。该功能提供数据以保持安全的列车间隔，ATP子系统根据列车位置报告、道岔位置构建追踪占用地图，通过非安全位置和位置及其不确定性计算安全的列车两端位置。（3）列车移动授权功能。在车载控制器运行良好的情况下，利用ATP限制固定数据和ATP 可变限制数据计算 ATP 运行曲线，此时系统将移动授权限定在前方列车尾部后面的安全间隔外方停车点。（4）速度监督校正功能。车载控制器对速度传感器和加速计输入的速度数据一致性进行监控，记录检测到的速度或速度传感器非常规变化信息。（5）停车位置保证功能。停车保证通过比较移动授权和当前列车位置和速度进行判断，系统接收到进路取消请求后，将延迟一段时间用以保证列车制动停车需要。（6）溜车防护功能。车在站台区域停车时，车载控制器须确保列车处于静止状态。如果系统检测到列车在没有命令的情况下有了物理位置的移动，车载控制器将实施紧急制动。
2.3列车自动驾驶子系统（ATO）的功能
ATO子系统控制列车自动运行。它在 ATP 系统的保护下，根据ATS发送的指令实现列车运行的自动驾驶、自动调整速度和控制车门，主要包括以下基本功能：（1）自动运行功能。ATO子系统控制列车按运行图规定的区间走行时分行车，自动完成列车启动、加速、巡航、惰行、减速和停车的合理控制。（2）列车精确停车控制功能。在 ATP 防护下，通过车地通信设备和轨旁设备实现自动列车精确停车控制。（3）在线列车监控功能。ATO车载控制器将列车运行的有关信息传递至ATS子系统，实现 ATS子系统对在线列车实时监控。（4）节能舒适调节功能。ATS 子系统根据高峰和非高峰运营时段的列车运营情况，通过ATO系统实施不同的节能运行方案，在不降低服务质量的前提下，采用适宜的速度曲线控制列车运行和保证乘客的舒适度。
3 基于LTE技术的城市轨道交通信号系统技术分析
LTE技术是现阶段城市轨道交通信号系统中的关键技术，也是应用最为广泛的技术。该项技术在实际城市轨道交通信号系统中能够实现高传输速率、低时延，并支持信号系统中的多种功能，支持广播组的播出业务，具有无线接入架构。LTE技术的主体性能为：在20MHz频谱带宽条件下，技术系统能够提供上行、下行分别为100Mb/s和50Mb/s的峰值速率。实现的城市轨道交通覆盖率达到了100Km。为了实现更加优化的功能，LTE系统中采取一种网格化结构，集成了适用于宽带移动传输的众多先进技术。LTE技术优势有很多，能够实现传输效率高、频谱使用灵活等功能叹
4结语
城市轨道交通信号系统的主要目的就是对列车进行有效控制，对自动控制技术进行分析，可以完善城市轨道交通信号系统，提高运输效率还可以确保整个列车运行的安全性及有效性，实现整个城市轨道交通信号系统的功能。
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论文作者:李东升
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/29
标签：列车论文; 系统论文; 信号论文; 子系统论文; 功能论文; 城市轨道论文; 交通论文; 《基层建设》2019年第6期论文;