摘要：隨著我國(guó)城市化水平的不斷推進(jìn)，我國(guó)城市人口不斷攀升，同時(shí)城市的規(guī)模也在不斷地?cái)U(kuò)大，從而導(dǎo)致城市交通出現(xiàn)了較大的變化，在一定程度給我國(guó)的城市交通帶來(lái)了較大的挑戰(zhàn)。自動(dòng)控制系統(tǒng)作為一種先進(jìn)的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于城市軌道交通并且能夠顯著緩解城市軌道交通問(wèn)題，能夠促進(jìn)城市軌道交通的健康發(fā)展。
關(guān)鍵詞：軌道交通;自動(dòng)控制系統(tǒng);實(shí)際應(yīng)用
1 自動(dòng)控制系統(tǒng)的定義
自動(dòng)控制系統(tǒng)是指用一些能夠自動(dòng)控制的裝置，使其在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中能夠?qū)δ承╆P(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制，當(dāng)受到外界的干擾時(shí)而偏離正常范圍時(shí)，不需要人為控制的條件下能夠自動(dòng)回到正常的參數(shù)范圍內(nèi)。自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是由控制器和被控制對(duì)象組成的，但在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，要完成對(duì)一個(gè)較為復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)還需要各種執(zhí)行部件、測(cè)量元件以及定值元件等等。
軌道論文范例：城市軌道交通供電系統(tǒng)電能質(zhì)量分析與預(yù)測(cè)
對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)而言，按照控制原理不同可分為開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)是指自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸出只受到系統(tǒng)輸入的影響，其控制精度比較差同時(shí)抗干擾能力也不強(qiáng)，開環(huán)控制系統(tǒng)是基于時(shí)間順序進(jìn)行邏輯控制的，因此也被稱為順序控制系統(tǒng);閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱為反饋控制系統(tǒng)，它是建立在根據(jù)系統(tǒng)反饋信息進(jìn)行綜合控制的，簡(jiǎn)言之就是根據(jù)輸出結(jié)果與理想結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行偏差控制，從而具有良好的控制精度。
2 自動(dòng)控制系統(tǒng)中的閉塞系統(tǒng)應(yīng)用分析
在自動(dòng)控制系統(tǒng)中存在固定閉塞系統(tǒng)與移動(dòng)閉塞系統(tǒng)兩種，以下分別展開分析。
2.1 固定閉塞系統(tǒng)
在列車自動(dòng)控制系統(tǒng)中，固定閉塞系統(tǒng)主要采用無(wú)絕緣性軌道電路，而用于傳輸信號(hào)的主要載體就是鋼軌，大部分模擬信號(hào)數(shù)據(jù)在這里傳播，不過(guò)它的抗干擾能力相對(duì)較差。從系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理來(lái)看，它主要通過(guò)相對(duì)固定的線路模式結(jié)合對(duì)閉塞分區(qū)實(shí)際長(zhǎng)度的有效判斷來(lái)作為最小實(shí)際行車間隔，并對(duì)應(yīng)每一段閉塞分區(qū)給出同一時(shí)間下的數(shù)據(jù)傳送信息代碼，即最大速度碼，它作為列車行車入口與出口的速度碼存在。
以閉塞分區(qū)的出口為例，它的檢查方式就結(jié)合列車速度監(jiān)控展開，考察列車的車載設(shè)備運(yùn)行能力，并對(duì)它的懲罰性制動(dòng)管理機(jī)制進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，確保列車行車絕對(duì)安全。根據(jù)實(shí)踐運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，這一固定閉塞系統(tǒng)是比較適用于>2min以上的追蹤運(yùn)行間隔列車管控任務(wù)的，而且它已經(jīng)在國(guó)內(nèi)高鐵領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，像北上廣以及大連等大型城市的軌道交通系統(tǒng)都已經(jīng)成功開通運(yùn)行該系統(tǒng)。而目前，我國(guó)國(guó)產(chǎn)的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)也已經(jīng)上線，隨著國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)化率的日益提升，我國(guó)城市軌道交通的實(shí)際投資成本也在逐年減小。
2.2 移動(dòng)閉塞系統(tǒng)
移動(dòng)閉塞系統(tǒng)并不依靠列車軌道電路實(shí)施信息傳遞工作，這一點(diǎn)與固定閉塞系統(tǒng)區(qū)別較大，它所采用的是“列車定位”與“車地通信”技術(shù)，可通過(guò)車載系統(tǒng)以及列車軌道附近所部署的通信設(shè)備完成列車自動(dòng)控制與監(jiān)督，例如遠(yuǎn)程監(jiān)控列車的實(shí)際運(yùn)行速度、制動(dòng)曲線尤其是是列車的實(shí)際位置等等。
該系統(tǒng)采用到了準(zhǔn)移動(dòng)閉塞系統(tǒng)，且彌補(bǔ)了傳統(tǒng)準(zhǔn)移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的“跳躍式”缺陷問(wèn)題，在功能應(yīng)用靈活性上表現(xiàn)突出且縮小了列車的行車間隔，保證列車運(yùn)用效率達(dá)到最高。該系統(tǒng)中的通信知識(shí)、信號(hào)管理以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等等相對(duì)成熟，且對(duì)系統(tǒng)提出了更高的功能要求，目前在我國(guó)上海、北京等城市軌道交通線路中已經(jīng)正式開通運(yùn)營(yíng)并獲得成功。
3 自動(dòng)控制系統(tǒng)中的信號(hào)控制系統(tǒng)應(yīng)用分析
在列車自動(dòng)控制系統(tǒng)中還存在一大關(guān)鍵分支技術(shù)即信號(hào)控制系統(tǒng)，它安全、可靠、先進(jìn)且能夠有效集成列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的所有子系統(tǒng)模塊，包括列車自動(dòng)監(jiān)控ATS系統(tǒng)、列車自動(dòng)防護(hù)ATP系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖故障安全系統(tǒng)以及列車自動(dòng)運(yùn)行ATO系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)就在于運(yùn)行高速率和高密度，可滿足不間斷運(yùn)行技術(shù)要求，且擁有標(biāo)準(zhǔn)化軟件設(shè)計(jì)與管理能力，滿足通信模塊器件銜接與微處理器標(biāo)準(zhǔn)化管理過(guò)程。
在列車自動(dòng)控制系統(tǒng)還囊括了故障——安全基本原則，它可實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸安全，并獨(dú)立于軟硬件開發(fā)確保軟件應(yīng)用的廣泛適應(yīng)性。在國(guó)內(nèi)，列車信號(hào)控制系統(tǒng)是完全遵循歐盟CENELEC標(biāo)準(zhǔn)的，它被定義為“面向未來(lái)的設(shè)計(jì)”，它的技術(shù)應(yīng)用擴(kuò)展能力與信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)能力都是傳統(tǒng)設(shè)備所無(wú)法比擬的。
3.1 信號(hào)控制系統(tǒng)的基本配置組成
目前國(guó)內(nèi)城市交通自動(dòng)控制系統(tǒng)所采用的是由西門子公司所生產(chǎn)的信號(hào)控制系統(tǒng)產(chǎn)品，它的基本配置包括了中央及本地操作VICOSOC系統(tǒng)、LZBATO/ATO系統(tǒng)以及連續(xù)列車控制系統(tǒng)，所有系統(tǒng)均可保證故障安全及高可用性，同時(shí)滿足微機(jī)聯(lián)鎖基本條件。就以VICOSOC系統(tǒng)為例，它專門執(zhí)行本地控制層相關(guān)功能，例如在列車運(yùn)行沿線的軌道旁層分布SICAS以及LZB系統(tǒng)，結(jié)合全部連鎖與軌旁層發(fā)揮ATP功能，同時(shí)在車載層還專門配備了LZB車載系統(tǒng)，滿足列車自動(dòng)運(yùn)行ATO及列車自動(dòng)保護(hù)ATP功能需要。
3.2 信號(hào)控制系統(tǒng)的日常應(yīng)用
信號(hào)控制系統(tǒng)是列車日常運(yùn)營(yíng)的核心系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)可保證停車精度始終控制在0.5m以內(nèi)，且擁有相對(duì)高級(jí)的速度監(jiān)督系統(tǒng)可規(guī)避越限運(yùn)行問(wèn)題，即在間隔控制作業(yè)不利情況下依然能有效控制列車不會(huì)出現(xiàn)碰撞事故，這還得益于它的自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)。從它的信號(hào)自動(dòng)化控制功能作用發(fā)揮來(lái)看，它是能夠?qū)崿F(xiàn)基于列車經(jīng)濟(jì)策略運(yùn)營(yíng)下的自動(dòng)駕駛標(biāo)準(zhǔn)的，整個(gè)控制過(guò)程可幫助列車節(jié)能至少20%，且有效減少車輛損耗以滿足優(yōu)化路線利用率的應(yīng)用目標(biāo)。同時(shí)它還能縮短列車運(yùn)行間隔，保證行車情況的動(dòng)態(tài)化精準(zhǔn)匹配，例如可保證90s以內(nèi)的列車追蹤間隔，大大降低了列車碰撞事故發(fā)生率。
從信號(hào)控制系統(tǒng)的安全保證應(yīng)用來(lái)看，它就遵循安全相關(guān)功能與非安全相關(guān)功能的情緒區(qū)分，提出了嚴(yán)格的控制層次優(yōu)化目標(biāo)，在滿足特殊要求基礎(chǔ)上還能實(shí)現(xiàn)非安全功能與安全功能的優(yōu)化聯(lián)動(dòng)。再一點(diǎn)就是對(duì)安全功能的執(zhí)行效率提升，由于該系統(tǒng)對(duì)安全相關(guān)設(shè)備故障進(jìn)行了設(shè)計(jì)原則約束，可保證在正常防護(hù)控制體系下禁用系統(tǒng)，并在非常時(shí)期對(duì)列車采用控制約束更加嚴(yán)格的人工程序，保護(hù)列車運(yùn)行安全。另外，它的聯(lián)鎖功能、ATC軌旁功能、傳輸功能以及列車自檢功能也都具有一定的安全應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，這一點(diǎn)也已經(jīng)獲得了德國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)“地鐵公共運(yùn)行安全”的官方認(rèn)證。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述，現(xiàn)代自動(dòng)控制系統(tǒng)表現(xiàn)出了它在城市軌道交通中的應(yīng)用優(yōu)越性，為列車軌道的動(dòng)態(tài)信號(hào)傳輸與安全預(yù)防管護(hù)提供了行之有效的智能化、個(gè)性化應(yīng)用功能內(nèi)容，滿足了城市軌道交通的高效化、經(jīng)濟(jì)化日常運(yùn)行技術(shù)性、實(shí)用性要求，為未來(lái)的城市軌道交通系統(tǒng)發(fā)展優(yōu)化指明了新方向。
參考文獻(xiàn)
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作者：周平
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