列车自动监控系统(ATC)的发展状况

列车自动监控系统（ATC）的发展状况

作者：刘桂英 刘凤凤

来源：《数字化用户》2013年第13期

【摘 要】轨道交通的发展，形成了列车运行控制系统。在过去的近200年历史中，列车运行控制系统经历了人工控制、机械控制、电气控制和电子控制的发展历程。本文概述了城市轨道信号系统的发展状况，国内外对信号系统的研究现状，以及ATC系统的发展趋势。 【关键词】城市轨道交通 列车 自动监控 系统 发展状况

随着经济社会的发展，铁路的作用越来越大，铁路运输越来越繁忙，列车速度越来越高，仅仅依靠人来指挥列车运行的话，很难满足运营和安全的要求，所以在这种情况下就产生了信号系统。轨道交通信号系统（以下简称信号系统），是城市轨道交通自动化系统中的关键部分。信号系统的核心部分是列车自动控制系统ATC（Automatic Train Control），主要由三部分组成：列车自动监控系统ATS（Automatic Train Supervision），列车自动防护子系统ATP（Automatic Train Protection），列车自动运行系统ATO（Automatic Train Operation）。 一、ATC系统在国外的发展状况

随着世界城市化的发展，为了提高载客能力，一方面是加大每列列车的承载量；另一方面是提高列车和线路的使用率。这些就要求设计出更加先进的、更加安全的ATC系统。 自70年代起，ATC系统在列车运营中开始占有一席之地。最早的ATC系统是固定闭塞ATC系统。固定闭塞ATC系统是基于轨道电路的系统，其系统的闭塞分区是确定好的固定划分的轨道电路。闭塞分区的长度是系统按照固定的方式，根据列车运行的线路情况、运行列车的特性和固定的速度等级来确定的。列车的最小行车间隔就是系统划分好的闭塞分区，根据故障-安全原则，系统还需设防护区段。为了保证安全，系统的闭塞分区必须按照制动条件最差的列车来确定。另外，由于每段还要增加保护区段，这就极大的限制了行车密度，降低了区间通过能力。

随着信息技术、计算机技术、网络通信技术的发展以及微电子元件的改进，固定闭塞ATC系统慢慢的被准移动闭塞ATC系统取代。准移动闭塞ATC系统采用轨道电路检测列车的具体位置，轨道电路的发送设备向车载设备提供目标列车的速度、距离、线路状态灯等信息。在这个系统中，列车的最小安全距离还是闭塞分区，但是列车员可以根据列车的速度和距离来调整列车的可行车距离。由于列车可以随时调整可行车距离，缩短了安全间隔，提高了区间的列车通过能力。准移动闭塞方式的ATC系统在全世界都得到了广泛的应用，典型的有德国的LZB80、日本HITACHI、WESTINGHOUSE（英国公司）等ATC系统设备。

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移动闭塞是轨道交通信号系统的发展方向。移动闭塞式ATC系统采用基于通信技术的交叉感应环线或者无线技术等通信方式实现车地间双向实时的数据传输来检测列车位置。地面信号设备获取轨道上所有列车的位置、速度等信息，并根据安全距离算出每一辆列车的限制速度，及时的进行动态更新，实时的发送给列车。列车根据接收到的地面信号设备发来的信息，结合自身的性能，计算出列车运行的速度/距离曲线，列车在车载设备的辅助下按照该曲线下运行。缩短了行车间隔和追踪距离，提高了行车密度和区间通过能力。线路上适应不同类型的列车，这对以后的扩建、技术改造等后续的发展提供了很大的兼容空间，增强了系统的灵活性。

二、ATC系统在国内的发展状况

我国的ATC系统研发比较晚，起步于北京地铁一号线。ATC系统引进了西屋（英国公司）的ATC系统设备，主要有ATS、ATP、ATO三个子系统。另外还采用了FS一2500无绝缘轨道电路，国产6502继电联锁设备。北京地铁一号线ATC系统实现了列车自动超速防护、计算机自动排列进路等功能，满足120s的运行间隔要求。广州地铁一号线ATC系统主要采用了德国西门子公司的ATC设备和SICAS微机联锁系统。上海地铁一号线采用音频无绝缘轨道电路，ATC系统主要采用了美国GRS公司的ATC系统设备，在正线道岔联锁区段和车辆段采用国产6502继电联锁设备。

由以上可以看出，我国ATC系统的研究和应用与国外存在很大的差距，我国的ATC系统的研发最初主要是引进国外先进的设备，尤其是在城市地铁建设中，轨道交通建设成本大，安全性要求高，我国的技术水平还达不到装备的要求，大部分都是以国外的先进设备为主，国内的设备为辅。目前，我国ATC系统的研发也取得了很大的成果。固定闭塞的ATC系统我国已有成熟的技术，中国铁路通信信号集团研制的继电联锁、车载ATP、计算机联锁、轨道电路等已形成完整的配套ATC系统。但是准移动ATC系统我国只有部分配套技术成熟，核心的ATP、ATO需要引进。另外，国家还制定和颁布了一系列加快国产化建设步伐的政策。比如有1999年国务院20号文要求地铁机电系统设备平均国产化率不低于70%；428号文确定了ATC系统设备国产化的定点企业等等措施，逐步提高了ATC系统的国产设备比例，从车辆段计算机连锁系统到正线ATS系统、轨道电路、准移动闭塞系统ATP系统等系统的研制成功，慢慢的缩短了与国外先进ATC系统的差距。 三、ATC系统的发展趋势

地铁信号系统日趋成熟，其主要发展趋势体现在以下三个方面： 一是在地铁信号系统中，随着通信网络技术的应用，信号基础设施的轨道电路将被现代通信技术所取代，逐渐形成了以通信为基础的AATC系统；二是在通信的安全性、通信传输速度、通信的可靠性等技术的保证下，全程无人的ATO方式将代替站间的ATO方式；三是先进的网络技术和计算机技术将在地铁信号系统中占据一席之地， 集成化的综合ATS系统将取代单一的ATS系统。