導(dǎo)語(yǔ)：無(wú)線通信列車自動(dòng)控制系統(tǒng)研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)得到進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)不斷拓展系統(tǒng)使用范圍。列車自動(dòng)控制系統(tǒng)是軌道佳通信號(hào)系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢(shì)，融合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和設(shè)計(jì)理念，有利于提高軌道交通運(yùn)行效率，同時(shí)還可以保障交通運(yùn)行的安全性。通過(guò)分析無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的施工，進(jìn)一步完善我國(guó)的軌道交通體系。

關(guān)鍵詞：無(wú)線通信；列車自動(dòng)控制系統(tǒng)；施工工藝

基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)具有先進(jìn)性，可以保障列車運(yùn)行的安全性和準(zhǔn)時(shí)性，同時(shí)還具有較快的速度，因此需要加強(qiáng)研究基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)。這一系統(tǒng)利用列車定位技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)等創(chuàng)新傳統(tǒng)的信息傳輸方式，利用雙向傳輸模式，保障信息傳輸?shù)倪B續(xù)性。當(dāng)前軌道交通發(fā)展的主要方向就是基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)，因此這一系統(tǒng)在我國(guó)具有良好的發(fā)展前景，通過(guò)利用這一系統(tǒng)可以提高城市化發(fā)展進(jìn)程，有效緩解城市交通擁堵問(wèn)題，提高城市居民生活的便利性。

1基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理和特點(diǎn)

1.1工作原理

基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行階段，啟動(dòng)軌道旁接入點(diǎn)之后，將會(huì)和無(wú)線接入控制器交換數(shù)據(jù)信息，以此作為軌旁接入點(diǎn)的運(yùn)行內(nèi)容，如果出現(xiàn)非法侵入的無(wú)線接入控制器和軌旁接入點(diǎn)，系統(tǒng)可在完成識(shí)別工作之后停止運(yùn)行。在實(shí)際工作過(guò)程中，軌旁接入點(diǎn)可以利用天線發(fā)送信息，車載移動(dòng)終端接收信息之后，同時(shí)保障信號(hào)強(qiáng)度在車載移動(dòng)終端接入閾值以上，移動(dòng)終端將傳輸有關(guān)軌旁接入點(diǎn)的信息，此外軌旁接入點(diǎn)也會(huì)發(fā)送認(rèn)證信息，完成并聯(lián)接入之后即可實(shí)現(xiàn)通信。另外，利用基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)，車載控制單元利用數(shù)據(jù)庫(kù)信息數(shù)據(jù)，可以確定列車的實(shí)際位置，同時(shí)利用速度傳感器計(jì)算列車行駛距離等；利用軌旁區(qū)域控制器可以接收列車運(yùn)行請(qǐng)求，根據(jù)列車實(shí)際位置發(fā)布工作命令。軌旁區(qū)域控制器接收工作指令之后，將會(huì)向軌旁連鎖裝置發(fā)送工作命令信息，轉(zhuǎn)變信號(hào)機(jī)工作狀態(tài)為允許信號(hào)[1]。深入研究基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理，掌握相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，有利于開展基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)施工和調(diào)試工作。管理人員深入掌握基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)原理性知識(shí)，有利于進(jìn)一步理解施工和調(diào)試工作，更加合理地安裝相關(guān)設(shè)備，同時(shí)還可以提高設(shè)備調(diào)試效率。管理人員可以勇于創(chuàng)新，增加工藝的多種造型，以提高工藝的美觀性，如果工作現(xiàn)場(chǎng)存在較多的不確定因素，則需要合理調(diào)整工作方案，以便管理人員可以更加快速地處理問(wèn)題。熟練掌握基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理性知識(shí)和硬件設(shè)備，提高設(shè)備安裝和聯(lián)調(diào)聯(lián)試的效率，不僅可以節(jié)省工作時(shí)間，而且還可以減少財(cái)力和物力的投入量。

1.2特點(diǎn)

近些年，我國(guó)不斷發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)，并且在人們的日常生活中廣泛應(yīng)用，在列車行駛過(guò)程中應(yīng)用，其可以提高人們出行的安全性，減少列車調(diào)度時(shí)間，提升整體工作的便利性。以下是基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：1.2.1列車可以根據(jù)不同的運(yùn)行區(qū)段采取不同的閉塞控制模式，保障列車自動(dòng)控制模式符合該區(qū)段的特點(diǎn)，最優(yōu)化利用列車自動(dòng)控制系統(tǒng)[2]。1.2.2在利用列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)程中，可以人性化地設(shè)定系統(tǒng)，為人們提供針對(duì)性的服務(wù)內(nèi)容，最大程度地滿足人們的出行要求，規(guī)避傳統(tǒng)運(yùn)行模式的不足，促使更多的人認(rèn)可列車自動(dòng)控制系統(tǒng)。1.2.3列車自動(dòng)控制系統(tǒng)在我國(guó)處于初期發(fā)展階段，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γㄟ^(guò)利用新技術(shù)和新理念，可以創(chuàng)新改革列車自動(dòng)控制系統(tǒng)，促使列車自動(dòng)無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)施工研究吳永深（中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東青島266111）摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)得到進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)不斷拓展系統(tǒng)控制系統(tǒng)更加符合我國(guó)交通運(yùn)輸特征[3]。

2基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

2.1安全性

基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)利用傳統(tǒng)信號(hào)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，同時(shí)堅(jiān)持安全性和可靠性的設(shè)計(jì)原則，將安全網(wǎng)關(guān)設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)入口部位，進(jìn)而提高整體網(wǎng)絡(luò)的安全性。通過(guò)發(fā)送認(rèn)證信息，有效隔絕非法信息，提高整體系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，利用動(dòng)態(tài)加密措施，避免泄漏重要的信息。利用調(diào)頻技術(shù)，在車場(chǎng)和線路交叉部位可以產(chǎn)生多個(gè)頻率，避免各個(gè)頻率之間相互干擾。通過(guò)總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，利用IEEE無(wú)線數(shù)據(jù)通信控制系統(tǒng)，Wi-Fi和藍(lán)牙設(shè)備之間不會(huì)相互干擾[4]。

2.2兼容性

在實(shí)際工作中，利用開放式信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)可以降低通信成本，實(shí)現(xiàn)兼容性目標(biāo)。當(dāng)前主要是利用IEEE標(biāo)準(zhǔn)，在連續(xù)傳輸數(shù)據(jù)包的過(guò)程中，可以提高組合和無(wú)縫拆封的便利性。當(dāng)前也可以兼容信號(hào)開放標(biāo)準(zhǔn)和IEEE標(biāo)準(zhǔn)，利用IEEE媒體接入控制層可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線移動(dòng)，同時(shí)還可以高效地連接移動(dòng)無(wú)線信號(hào)?；跓o(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是利用IEEE自有頻段，另外也可以利用其他頻段。

2.3靈活性

基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)利用列車定位技術(shù)，無(wú)須利用軌道電路，可以節(jié)省列車運(yùn)行過(guò)程的間隔時(shí)間，降低設(shè)備工作壓力，減少設(shè)備使用量，提高列車定位的精確性，同時(shí)運(yùn)行不同模式的列車；簡(jiǎn)化無(wú)線設(shè)備安裝、部署工作，將移動(dòng)無(wú)線設(shè)備安裝在每臺(tái)列車上，實(shí)現(xiàn)車與地的通信。雖然需要定制一部分特殊設(shè)備，但是其他的設(shè)備購(gòu)買都十分方便。另外，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)具有較大的容量，在實(shí)際工作中可以全面滿足信息傳輸要求，為企業(yè)IP或者媒體IP提供數(shù)據(jù)[5]。

3基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成部分

3.1ATP系統(tǒng)

在列車自動(dòng)控制列車信號(hào)的過(guò)程中，ATP系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用。ATP系統(tǒng)可以控制列車運(yùn)行的安全性，控制列車的速度和列車之間的距離，避免發(fā)生超速問(wèn)題，提高列車運(yùn)行的安全性，在高速運(yùn)行階段監(jiān)督列車運(yùn)行的安全性。另外，ATP系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)開展安全檢查工作，避免發(fā)生安全事故。與此同時(shí)，利用ATP系統(tǒng)的過(guò)程中需要結(jié)合實(shí)際情況，不斷調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)。雖然在列車自動(dòng)控制中ATP系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，但是ATP系統(tǒng)的使用效率相對(duì)較低，在后續(xù)發(fā)展過(guò)程中需要解決這一問(wèn)題。以下是ATP系統(tǒng)的詳細(xì)功能：3.1.1速度監(jiān)督：ATP系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)比較分析列車實(shí)際運(yùn)行速度和限制速度，如果列車實(shí)際速度超過(guò)了限制速度，系統(tǒng)將會(huì)發(fā)出警報(bào)，同時(shí)發(fā)出制動(dòng)工作指令，并且啟動(dòng)制動(dòng)器制動(dòng)列車，保障列車在允許的行駛速度范圍內(nèi)[6]。3.1.2超速防護(hù)：發(fā)揮出超速防護(hù)功能，有利于保障列車運(yùn)行的安全性，在限制速度范圍內(nèi)安全的運(yùn)行。列車限制速度包括臨時(shí)限速和固定限速兩種類型，固定限速信息包括列車最大運(yùn)行速度允許值和區(qū)間最大勻速允許值，通常是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)置。在特殊情況下，例如：在施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生臨時(shí)性危險(xiǎn)，則可以利用臨時(shí)限速的方式適當(dāng)降低列車運(yùn)行速度。3.1.3測(cè)速、測(cè)距：利用ATP系統(tǒng)可以測(cè)定列車實(shí)際運(yùn)行速度和距前方目標(biāo)點(diǎn)距離。ATP系統(tǒng)在測(cè)速階段主要是利用車載設(shè)備自測(cè)和系統(tǒng)測(cè)量，以此測(cè)定列車即時(shí)速度。其中，車載設(shè)備自測(cè)主要是利用路程脈沖發(fā)生器和測(cè)速發(fā)生器等，系統(tǒng)測(cè)量是利用雷達(dá)測(cè)速和衛(wèi)星測(cè)速等方式[7]。

3.2ATO系統(tǒng)

在列車自動(dòng)控制中，ATO系統(tǒng)也發(fā)揮著重要的作用，ATO系統(tǒng)包括列車設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備以及列車識(shí)別系統(tǒng)等部分。在列車自動(dòng)控制過(guò)程中，ATO系統(tǒng)主要發(fā)揮著協(xié)調(diào)作用，有利于調(diào)整和規(guī)劃列車形式情況。如果列車發(fā)生事故，ATO系統(tǒng)可以疏散人員，快速地傳輸信息，避免發(fā)生更加嚴(yán)重的安全事故。在實(shí)際應(yīng)用階段，ATO系統(tǒng)的使用率更高一些，利用ATO系統(tǒng)可以高效地控制列車，避免浪費(fèi)資源。ATO系統(tǒng)詳細(xì)功能分析如下：3.2.1列車自動(dòng)駕駛：利用ATO系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)比較列車即時(shí)運(yùn)行速度和列車最大允許運(yùn)行速度等，從而實(shí)時(shí)調(diào)整列車在線運(yùn)行速度，保障列車運(yùn)行的安全性，避免相互轉(zhuǎn)換牽引和制動(dòng)等模式。通過(guò)ATO系統(tǒng)檢測(cè)，如果列車安全條件符合標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)將會(huì)發(fā)出啟動(dòng)命令，轉(zhuǎn)入列車的牽引驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)列車加速[8]。3.2.2列車無(wú)人自動(dòng)折返，這是ATO系統(tǒng)一種特殊的駕駛模式，列車處于這一工作模式，將鎖閉列車所有控制臺(tái)，在這一工作過(guò)程中司機(jī)無(wú)須干預(yù)，處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。

4ATS系統(tǒng)

在列車自動(dòng)控制中，可以利用上述兩個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化列車運(yùn)行，為了避免發(fā)生安全問(wèn)題，保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)還需要利用ATS系統(tǒng)。根據(jù)列車自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)ATS系統(tǒng)，以原有的安全監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，再設(shè)置安全監(jiān)測(cè)屏障，可以進(jìn)一步增強(qiáng)列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的使用性能，使列車運(yùn)行的安全性得到提高[9]。

5基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心內(nèi)容

5.1基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理和功能

基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的最小單元并不是閉塞分區(qū)，其主要是利用新型移動(dòng)閉塞技術(shù)。這一技術(shù)在指令信息傳輸階段無(wú)須利用軌道電路，可以直接利用無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)車地通信。列車在運(yùn)行階段可以實(shí)時(shí)傳輸列車的位置信息，方便控制中心操控?；跓o(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)時(shí)控制列車的過(guò)程中，需要綜合利用列車自動(dòng)監(jiān)控和自動(dòng)運(yùn)行以及自動(dòng)防護(hù)等子系統(tǒng)。CI系統(tǒng)指的是連鎖子系統(tǒng)，連鎖子系統(tǒng)可以保障列車通信設(shè)備運(yùn)行的安全性，在列車行駛階段可以準(zhǔn)確地連鎖軌道和信號(hào)機(jī)等區(qū)段。ATO系統(tǒng)指的是最高層次環(huán)節(jié)，有利于提高列車運(yùn)行效率和安全性，保障列車運(yùn)行的綜合效益。ATS系統(tǒng)指的是列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，可以保障列車運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高整體服務(wù)水平，保障列車運(yùn)輸?shù)男省?/p>

5.2車地?zé)o線通信

首先需要建立車地?zé)o線通信方案，車地通信關(guān)系到列車運(yùn)行的安全性，為了保障技術(shù)應(yīng)用效果，在車地通信中可以利用WLAN技術(shù)，根據(jù)ATC系統(tǒng)構(gòu)建車地通信的局域網(wǎng)，開放公共信號(hào)之后，可以實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行信息的雙向傳輸。因?yàn)槔玫脑O(shè)備具有較小的體積，同時(shí)可以控制整體建設(shè)成本，因此其得到廣泛利用；但是這種方式的覆蓋難度較大，同時(shí)缺乏安全性。除此之外，還可以利用TD-LTE技術(shù)，這種技術(shù)主要是利用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)下載速度非?？?。TD-LTE技術(shù)中融合各種先進(jìn)的技術(shù)，可以更加高效地傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)具有很強(qiáng)的抗干擾性，可以保障無(wú)線通信運(yùn)行的安全性。通過(guò)對(duì)比我們可以明確得知，TD-LTE技術(shù)可以更好地滿足車地通信的需求，在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中我們要不斷完善這項(xiàng)技術(shù)，在城市軌道交通建設(shè)中推廣利用。

5.3車地?zé)o線通信傳輸方案

基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)利用單獨(dú)天線方式和漏泄同軸電纜方式以及波導(dǎo)管方式傳輸無(wú)線信息，同時(shí)也可以組合其中兩種方式。利用天線天臺(tái)，輻射符合標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線接入點(diǎn)信號(hào)，保障天線信號(hào)傳播特性滿足自由空間要求。天線方式傳輸距離可以達(dá)到400m以上，但由于軌道交通路線將會(huì)穿越不同的區(qū)域，涉及較多的彎道和坡道，無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋難度因此增加。另外，無(wú)線電臺(tái)具有較小的體積，可以更加靈活地安裝無(wú)線電臺(tái)，但是其也存在干擾問(wèn)題，需要加強(qiáng)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)。利用漏泄同軸電纜方式，在漏泄同軸電纜內(nèi)傳輸AP發(fā)出的無(wú)線信號(hào)。利用漏泄同軸電纜方式，可以保障傳輸特性和衰減特性，同時(shí)整體傳輸距離比較遠(yuǎn)，可以均勻地覆蓋沿線無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)，利用方向性分布方式。另外，安裝漏泄同軸電纜的過(guò)程中并沒(méi)有提出較高的要求，完成安裝調(diào)試工作之后整體維護(hù)工作難度比較低，整體工作量也比較少[10]。利用波導(dǎo)管方式，在波導(dǎo)管內(nèi)傳輸AP發(fā)出的無(wú)線信號(hào)，在波導(dǎo)管上開孔，在開孔中泄漏無(wú)線信號(hào)，以此和車載無(wú)線設(shè)備通信。波導(dǎo)管具有良好的波導(dǎo)管物理特征和衰減特征，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，均勻地覆蓋沿線無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)，利用方向性分布方式，提高整體抗干擾能力。波導(dǎo)管傳輸距離要優(yōu)于漏泄同軸電纜，列車無(wú)須切換各個(gè)AP，可以保障無(wú)線傳輸?shù)倪B續(xù)性和可靠性。

6結(jié)語(yǔ)

研究應(yīng)用基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以保障列車的綜合效益，對(duì)比傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)，基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的施工成本比較低，維護(hù)管理工作難度也比較低，同時(shí)可以高效地傳輸數(shù)據(jù)，并且不斷改進(jìn)和發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)，在社會(huì)發(fā)展過(guò)程中將會(huì)不斷拓展基于無(wú)線通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展空間，促進(jìn)我國(guó)城市軌道可持續(xù)發(fā)展，滿足人們的出行要求，緩解當(dāng)前城市的交通壓力。

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作者：吳永深 單位：中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司