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城市轨道交通自动化系统再认识.docx
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城市轨道交通自动化系统再认识
摘要:本文在对城市轨道交通系统的特
点进行分析的基础上,提出了轨道交通系统
的五大技术需求,论述了城市轨道交通自动
化系统的设计开发理念和方法。通过对传统
体系结构进行分析比较,指出自律分布体系
结构是城市轨道交通自动化系统的理想结
构。最后对自律分布系统技术进行了综述,
并从技术成熟性和技术特点的角度对其进
行了分析和讨论。
关键词:城市轨道交通 自动化 体系结构 自
律分布系统
Abstract: Based on analysis of
characteristics of the urban railroad
transportation systems, the technical
requirements of railroad transportation
systems are proposed, the design
principle and method of urban railroad
transportation automation system are
also discussed in this paper. Compare
with the conventional system
architecture, we argue that the
autonomous decentralized system
architecture is an ideal architecture
for urban railroad transportation
automation system. Finally, the outline
of autonomous decentralized system was
described from technical maturity and
advantage point of view respectively.
Keywords: Urban Railroad Transportation;
Automation; System Architecture;
Autonomous Decentralized System
一、 城市轨道交通系统的特点及其技术需
求
在讨论城市轨道交通系统自动化系统之前,
对城市轨道交通系统的特点进行分析是十
分必要的。下面从七个方面逐一进行分析。
1. 城市轨道交通规划的可持续性
随着中国城市化进程的发展,主城区向外
扩展、主城区和卫星城连成一体是一个明显
的趋势。城市轨道交通系统规划要能适应这
一不断发展和扩展的需求。然而,存在的主
要问题是:准确地预测未来的发展具有很多
不确定因素。也就是说,当前的规划在将来
是要变的。这就要求我们的规划要充分考虑
系统的变化因素,反过来也要考虑现有系统
和未来系统的平滑衔接和升级。用技术的语
言讲就是系统结构的灵活性和可扩展性。
2. 城市轨道交通系统建设的阶段性
城市轨道交通系统建设受投资、征地等诸
多因素制约,不可能像大铁路那样一次设计、
一次建设,需要分阶段地建设和实施,一般
的形态是逐线建设,即使是一条线也要求分
段建设。这样的建设模式给系统运行带来很
大的挑战。对于分阶段实施的系统而言,很
明显要求系统具有扩充性。对于能够一次建
成的系统,建成后的系统升级和改造,要求
不中断系统的运行,从这个角度看,要求系
统具有在线特性,即边测试,边运行。此外,
还应考虑系统运用过程中的在线培训。系统
的扩充性和在线特性对于降低系统的开发
成本,运行成本都是有直接好处的。这一问
题也可以归结为系统结构的灵活性和可扩
展性。
3. 运输组织的多样化和高密度化
运输组织的多样化是指根据节假日和重大
活动适时地调整运输计划并付诸实施。这就
要求建立在线实时的运输计划系统,即运行
图系统,实现小时级计划的调整。
在上下班的高峰期实现列车的高密度运行
是必须的,比如 120 秒的运行间隔。高密度
运行与列车自动控制方式和行车指挥系统
密切相关。在这样的需求之下,存在两条不
同的技术路线:信息集中控制集中,信息集
中控制分散。就行车指挥系统而言,如何进
行选择可用下面的事例来说明。
日本的新干线由 JR 东日本,JR 西日本,JR
东海道等铁路公司运营。因此,新干线的运
输调度指挥系统分为二大类:其一为
COMTRAC,其二为 COSMOS。COMTRAC 采用的
是信息集中控制集中模式,而 COSMOS 采用
的是信息集中控制分散模式。
基于可靠的理由,在阪神大地震后,
COMTRAC 建有第二指令所。
需强调指出是信息集中是指列车计划信息
的集中,以及列车运行实绩的集中。控制分
散是指列车进路控制由各个车站的系统
——程序进路控制装置完成。站间协调的准
则就是列车运行图。
从上面的分析中可以看出,车站 PRC 只要
有运行图信息就可以实施进路控制。在正常
情况下,由调度中心向车站 PRC 传送运行图
信息;而在非正常情况下,由各车站 PRC 定
期保存基本运行图信息,以备紧急情况下使
用。
至于列车在线信息的集中,可以这样考虑,
在灾害时,只需收集列车运行状态的最少基
本信息,而不必建设 1:1 的备用中心。
日本东京圈自律交通运行控制系统是目前
世界上最大的自律分布系统,它管理着东京
地区的 200 多个车站和 2000 多公里线路。
实现了行车指挥、设备监控和旅客信息服务
综合自动化,实现了列车的高密度运行,实
现了系统的分阶段的建设。具有典型性和代
表性。这一系统也是采用的信息集中控制分
散模式。
就列车自动控制系统而言,有两种模式。
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