城市轨道交通工程车运行安全控制系统实施的可行性探讨

李哲

（内蒙古建筑职业技术学院 内蒙古 呼和浩特 010070）

摘 要：本文主要分析了既有信号灯和工程车运行安全控制系统，然后对信号上车对既有信号系统造成的影响进行了简单的总结。

关键词：城市轨道交通；工程车运行安全控制系统；信号上车；信号机；实施可行性

作为一种自动控制系统，城市轨道信号系统的主要目的就是为了有效的保障乘客和列车的行驶安全，一般分为工程车和运营列车两种类型。根据我国目前的轨道交通行业来看，一般只有在运营列车上才安装了车载信号系统设备，这样才能够实现指挥管理有序、运行高效。对于工程车来说，由于运行的时间是非运营时段，因此一般都没有车载设备，只是根据地面信号灯来运行，存在着一定的运行安全隐患 。

一、既有信号系统

对于城市轨道交通信号系统来说，最关键的就是ATC，即列车自动控制系统，其中主要包括CI（联锁子系统）、ATS（列车自动监控子系统）、ATP（列车自动防护子系统）、ATO（列车自动驾驶子系统）等子系统，具有自动监控功能、联锁控制功能、自动运行功能、自动防护功能等[1]。

列车自动驾驶子系统主要是用于控制列车自动运行的关键设备，在列车自动防护子系统的安全防护下，然后列车自动监控子系统就会发出列车运行的指令，进而实现列车运行。

列车自动防护子系统的主要作用就是保证列车安全、平稳的运行，其轨旁控制设备就是轨道旁的列车自动防护子系统或列车自动驾驶子系统计算机设备，其主要作用是在列车运行的过程中实时的计算其移动授权；通过联锁接口，列车位置和轨旁设备状态就能够实现数据交互；通过与列车自动监控子系统接口，这样列车的运行信息也就能够实现交互；通过无线系统，就能够与列车车载设备之间实现通信。车载列车自动防护子系统或列车自动驾驶子系统计算机设备，是列车处理信息的关键设备，通过接收轨旁无线设备以及地面应答器报文所发出的列车移动授权指令，接收列车自动监控子系统发出的列车运行调整指令，然后对列车的速度曲线进行计算，并对列车速度进行防护[2]。

联锁子系统主要是对现场的信号设备状态进行采集，然后结合操作员的操作指令来完成联锁运算，控制管辖车站进路以及信号机、轨道空闲检测、道岔等室外的设备。根据信号机控制，联锁子系统会按照信号机类型的不同，来实行差异化的信号机控制电路，信号机点灯控制主要是通过安全继电器来实现的，信号机状态是由采集继电器节点来获取的，其控制安全可靠。

二、工程车运行安全控制系统概述

通过在信号设备室设置采集装置，这样就能够实时采集信号机状态，然后把相关的信息通过无线网络将其上报到服务器；服务器对所接收的信号机状态进行解析，然后与安全控制系统发布的列车当前位置和运行方向相结合，最终向车载安全控制系统提供全部的信息，这就实现了信号上车。车载安全控制系统可以通过列车运行的信号机实时状态，来实现对列车运行的有效控制[3]。

（一）采集信号机状态原理

采集信号机状态的装置主要包括天线、无线传输主机、采集主机以及设备柜。其实现方案如下图所示：

（二）服务器信息处理原理

对于所接收到的信号机状态信息，服务器是通过与信号机类型以及编号进行对应之后实现解析。其原则是根据对应的编号和类型来查找相应的信号机状态。然后再结合安全控制系统实时发布的列车运行方向以及当前的实际位置，向工程车车载安全控制系统上报所有信息。一般信号机的数据如果呈现出非连续性，服务器都将其认定为红灯条件，这样显著的增强了列车运行的安全性。

（三）车载安全控制系统

在一般情况下，工程车的安全防护运行控制是由信号机状态信息和车载安全控制系统来共同实现的，地面信号信息状态呈现出非连续性，都是处理为心信号关闭状态。在信号关闭状态下，需要对工程车进行人工解锁，运行监测数据和司机操作都会由车载安全控制系统完整的记录下来[4]。

三、信号上车对既有信号系统的影响

将工程车运行控制系统增设在既有的线路之上，其主要功能实现就是需要将信号机状态信息上传给工程车，然后工程车对其实现运行控制，从实施角度来看，其影响主要体现在信息收集和传输这两个方面。在工程车运行控制系统中，多是采用4G完成信息传输，这样在使用的过程中只需要考虑是否对频率使用造成干扰。而在采集信号机状态的时候，则会影响既有的信号系统[5]。其中最简单的信号上车方式就是，采集信号机状态信息可以利用轨旁的动态应答器来完成，但是对于既有信号系统和实际工程状态都需要加强对安全因素的考虑，因此开放的动态应答器难以满足这一要求。

（一）信号上车实现

1、实现方案一

电路输出是通过联锁机驱动实现的，将电流互感器加装在信号机点灯输出的室外电缆源端，这样就能够对室外的信号机点灯状态进行实施监测。信号机驱动电流通过开启式电流互感器来获取，然后通过有线的方式将自定义的电流比传输到互感器的采集处理模块中。而且集中站能够对多组的信号机实现管理，这样就能够同时实现对多组信号状态信息的采集。

2、实现方案二

电路输出是通过采集信号继电器驱动实现的，可以利用ZXJ、YXJ、LXJ以及DDJ信号繼电器闭合空余接点，来采集实际继电器的工作状态，这样就能够实现分析、判断和应用室外信号机点灯逻辑电路。其点灯逻辑如下表所示：

（二）信号上车对既有信号系统影响

1、对施工工艺的影响

在施工之前需要对现场的实际情况进行详细的调查，将安装电流互感器的实际位置确定下来，比如安装在防雷分线柜位置的时候，需要对既有的防雷原件和配线不造成影响；在施工过程中的时候，需要加强控制施工工艺；在施工完成之后，还需要对信号电路是否正常进行有效验证[6]。

2、对安全认证的影响

对于城市轨道交通来说，是需要进行第三方认证的，这样才能够确保其可维护性、可用性、可靠性安全性。因此在现场应用条件改变之后，就需要再次进行安全认证，确保其有效性。

参考文献

[1]翟婉明，赵春发.现代轨道交通工程科技前沿与挑战[J].西南交通大学学报，2016，02：209-226.

[2]张文正.城市轨道交通工程线路设计内容及方法[J].隧道建设，2016，04：425-432.

[3]刘维宁，马蒙，刘卫丰，孙晓静，孙方遒.我国城市轨道交通环境振动影响的研究现况[J].中国科学：技术科学，2016，06：547-559.

[4]马建，孙守增，芮海田，马勇，王磊，刘辉，张伟伟，陈红燕，陈磊.中国交通工程学术研究综述·2016[J].中国公路学报，2016，06：1-161.

[5]史小俊.关于城市轨道交通运营维修施工计划管理模式研究[J].交通运输工程与信息学报，2014，04：72-76+84.

[6]成锦.城市轨道交通通信系统的现状及发展[J].通讯世界，2015，05：20-21.