铁路信号与轨道交通信号系统对比

铁路信号与轨道交通信号系统对比摘要:对铁路信号系统和城轨信号系统在发展现状、设备布局及应用、联锁方式、信息传输方式、测速测距等多个方面做了对比分析，总结了两者的异同;通过比较总结发现城市轨道交通信号技术更精尖。得出了高速铁路应在技术上借鉴城市轨道交通信号技术，并进行改造和创新的结论。关键词:铁路信号系统;城市轨道交通信号系统;控制技术;比较研究中图分类号：u284文献标识码：a文章编号：1铁路信号系统与城市轨道交通信号系统的相同点城市轨道交通和铁路交通同属于轨道交通的范畴，两者从运营形式、设备应用、控制方式等方面都有一定的联系，但也不尽相同。以下对两者在信号系统方面的异同进行对比分析。1铁路信号系统与城市轨道交通信号系统的相同点1．1城轨信号设备沿用的铁路信号的基本设备城市轨道交通和铁路交通有基本相同的信号设备，比如:信号机、轨道电路、转辙机、计轴器、应答器等，但布局方式及应用形式方面会有一些不同。1．2停车点防护安全停车点是基于危险点定义的，危险点是列车超越后可能发生危险的点。停车点有时即是危险点，通常在停车点前方设置一段防护段，atp系统计算得出的紧急制动曲线即以该防护段为基础，保证列车不超越防护段。有时也可在防护段设置一列车滑行速度值，如5km/h．根据需要，列车可在此基础上加速，或者停在危险点前方。1．3城轨沿用了铁路基本的联锁的含义联锁的含义对于铁路交通及城轨交通基本上是一致的，依然是信号设备之间相互制约的关系，在铁路上联锁往往局限在车站内部，城轨联锁一般包括正线和车辆段。1．4两者都重视速度监督与超速防护(atp)atp的速度限制分为2种;一种是固定速度限制，如区间最大允许速度(取决于线路参数)，列车最大允许速度;另一种是临时性的速度限制，例如线路维修、施工时临时设置的速度限制。atp系统始终严密监视这类速度限制不被超越，一旦超过，先做告警，后启动紧急制动，并做记录。1．5测速与测距目前高度铁路和城市轨道交通都有列车速度自动控制系统，其一个重要的功能就是测速与测距。atp系统利用装在轮轴上的测速传感器测量列车的即时速度，并在驾驶室内通过计算生成速度曲线。atp系统的列车定位是以轨道电路为基础的，而对轨道电路内的运行距离测量，则可依赖于所记录的车轮转数及预知的车轮直径加以转换。2铁路信号系统与城市轨道交通信号系统的区别城市轨道交通信号系统和铁路信号系统在基本控制原理、信息传输方式等方面都有相同或相似的地方，但两者的终极控制理念还是有很大差异:城市轨道交通更注重行车密度，把握列车的追踪间隔是控制的核心，而铁路信号系统不仅要缩短列车追踪间隔(这个间隔远比城轨的大)，更关键的是提高运行速度，增大运营能力。所以两种信号系统的区别远远多于共同点。以下作简要分析。2．1铁路信号系统和城轨信号系统的发展渊源不同铁路信号系统其起始技术大多来源于自主发展，基本设备均国产化有自己的知识产权，就是目前的高铁技术也已经通过引进—消化—改进—自主创新达到了很大程度的国产化，基本上达到了制式统一、体系完整，产品配套已经有自己独立的科研、教育、设计、生产制造、施工维护队伍，这就是具有中国特色的一整套完备的铁路信号系统。而城轨信号系统基本上都是全套引进国外先进技术，目前还没有一套具有自主产权的信号系统，也没有形成行业完备的技术规范和标准。2．2信号系统的构成方式不同城市轨道信号系统主要是atc系统和车辆段联锁系统组成，atc(ats\ato\atp三个系统组成)系统主要保证正线列车的运行控制，完成系统信息检测、运行防护和列车运行方式的控制，而城轨车辆段类似于铁路的区段站，其行车组织工作主要包括编解、接发及调车，因而，城轨交通车辆段的信号设备远多于其他车站，通常独立采用一套联锁装置。除车辆段外，其他车站的行车组织作业既单纯又简单，所以在联锁车站上的信号灯也仅有3种颜色、4种含义:红灯:停车;绿灯:前进，前方道岔再定位;月白灯:前进，前方道岔再反位;红灯+月白灯闪光:引导信号。轨交通车辆段计算机联锁与铁路车站计算机联锁通用，但结合电路与铁路控制不同。铁路信号系统包括车站联锁设备、区间闭塞设备及编组站驼峰控制系统及列车运行自动控制系统等组成，其设备的复杂性和控制的各自为政导致技术的更新达不到步调一致，使整个系统不容易整合。2．3信号设备的布局及应用的差异，导致联锁关系的难易程度不同2．3．1信号机的布局及显示在城轨中信号机一般设置在线路右侧，大都采用led信号机，列车信号基本上有红绿黄三色显示，城轨中大多数信号机均设置在车辆段。列车自动运行控制系统对于提高运输效率、保障高速铁路列车运行安全将具有非常重要的意义。2．3．2道岔控制目前高速铁路在正线上采用大号码可动心轨道岔，需要多点多台转辙机牵引，并采用复合锁闭(内锁闭和外锁闭)技术。联锁中需设有特殊电路控制，并要求列车速度控制系统应具有防止列车超速通过道岔的功能，从这一点上说，高速铁路应较城市轨道交通复杂。城市轨道交通因为对速度要求较低另外有地域范围限制，正线一般采用9号道岔，车辆段(停车场)一般采用7号道岔，如果正线上采用的是9号at道岔(弹性可弯道岔)时才需要两个牵引点，即一组道岔需要两台转辙机牵引。2．3．3联锁方式铁路与城市轨道交通信号系统相比，有一个显著的不同，那就是城市轨道交通一般车站没有分支(折返站除外)，不设道岔，从而也不设地面信号机，仅在少数的有岔联锁站和车辆段才布局道岔和地面信号机，所以联锁设备的监控对象远远少于铁路车站的监控对象，城轨车站(折返站除外)全部的作业就是旅客的乘降，作业形式单调，联锁关系简单。2．4闭塞制式不同导致地面/车上信息传输方式不同城市轨道交通目前大都采用准移动闭塞或移动闭塞的制式进行区间控制。通过音频轨道电路的发送设备向车载设备发送数字编码(报文式)信息，atp车载设备结合车辆性能数据计算出适合本列车运行的速度－距离曲线，保证列车有序运行。采用“跳跃式”连续速度－距离曲线的列控方式，列车追踪运行的最小安全间隔的最大值为安全保护距离加一个轨道区段长度，列车的最小正常追踪运行间隔为安全保护距离加一个轨道区段长度再加最高允许速度下使用常用制动直至停车的制动距离。列车追踪运行的最小安全间隔仅为一个安全保护距离，列车最小正常追踪运行间隔为在当前速度下使用常用制动直至停车的制动距离加安全保护距离，并由前后列车的动态关系确定。而铁路信号系统大多采用固定闭塞方式，设置固定的闭塞分区，根据地面/车上信息传输方式的不同，可以将列车超速防护atp系统分为点式和连续式两类。2．5车门控制城市轨道交通的车门控制比高速铁路复杂得多，车门控制的关键是要对其安全条件进行严格的监督。城市轨道交通atp系统的另一个重要功能就是要防止:①列车在站外打开车门;②列车在站内时打开非站台侧的车门;③在车门打开时列车启动。铁路信号系统对车门的控制显然要简单的多(高铁除外)。2．6中断站高速铁路由于站间距较长，无法满足信息传输的要求，往往需在区间增加设置区间信号无人值守中继站，一个中继站一般只可以管理区域内的256个环线。而城市轨道交通则不需设置。2．7行车间隔不同城市轨道交通有别于远程铁路的另一个显著特点是列车间隔时间短，目前在大城市修造的地铁与轻轨，往往都提出2min(甚至90s)的列车间隔要求。因此对城市轨道交通列车速度监控提出了极高要求，要求其能提供更高的安全保证。3结束语综上，铁路信号系统和城轨信号系统相比较，存在很多不同，但高速铁路与城市轨道交通信号系统相比，列车运行控制系统基本理念一致，目前，我国应将某些城轨控制技术移植向高速铁路，但高速铁路具有闭塞分区长，行车速度快、联锁及道岔控制复杂等特点，所以高速铁路应针对自己的特点在城市轨道交通列车运行控制系统的基础上进行改造和创新。参考文献:［1］林瑜筠．城市轨道交通信号．北京:中国铁道出版社．［2］林瑜筠．计算机联锁．北京:中国铁道出版社，2010．［3］杨光，唐侦敏．几种典型的轨道交通运行控制系统的比较研究铁道学报．