轨道交通运行控制系统（共12篇）
轨道交通运行控制系统 篇1
1 概述
城市轨道交通是由多个专业系统组成的一个庞大的复杂系统,给排水系统作为城市轨道交通系统的一个组成部分,其设备是否能安全、高效运行,也直接影响着轨道交通系统的运营安全、服务质量、运营成本。
车站给水系统包括消防给水系统和生产生活给水系统。水源采用城市自来水作为供水水源。车站通常采用消防用水与生产生活用水分设的给水系统。消防给水系统分别从城市自来水管网中的两条不同干管引入。地下车站及区间隧道的消防给水系统为环状管网。高架车站消防给水系统在站厅层水平成环,站台层竖向成环。为保证车站及区间消防管网的给水压力要求和满足火灾时的用水要求,在供水压力不足的车站设有消防增压泵房。在设有地下商铺的车站通常设水喷淋系统,设有喷淋泵房。生产生活给水管进入车站后呈枝状分布,主要供给车站工作人员饮用水、盥洗水、厕所用水及站台、站厅层冲洗用水及冷却塔补给水。
车站排水系统主要由污水排放系统、废水排放系统和雨水排放系统组成。污水排放系统主要排除车站内厕所、盥洗室、茶水间等生活场所的生活污水;废水排放系统主要排除车站内冲洗废水、消防废水、结构渗水及其他生产废水;雨水排放系统主要排除车站出入口、风井、隧道洞口等处所汇集的雨水。
2 主要设备的控制方式
消防水泵、喷淋水泵通常采用控制柜面板的就地手动控制、由稳压装置执行的自动控制、消防控制中心执行的远程控制、消火栓箱按钮执行的远程控制等几种控制方式。
排水泵通常采用控制箱面板的就地手动控制和由液位浮球开关执行的自动控制方式。同一集水井内的排水泵具有自动切换的功能,若工作泵故障,备用泵能自动投入运行。设备监控系统(BAS)能对排水泵启停状态、集水井水位进行集中监视。
区间电动蝶阀通常采用就地按钮箱手动控制和火灾报警系统(FAS)执行的远程控制方式。
3 主要故障分析及解决措施
3.1 消防用水计量
3.1.1 故障分析
地下车站及区间消防给水管网见图1。
由于不同的市政供水管网供水压力相差很大,造成相邻车站消防给水压力有所差异。目前,地下车站及区间隧道消防给水模式通常是在正常运行情况下使区间联络通道处消防管道上的电动蝶阀处于开启位置,当发生火灾时,由FAS系统发出指令,将其关闭,保证火灾时由两路消防水源供水。在此给水模式下,相邻地下车站消防水会发生串流及水锤现象,此时,如果安装在水表后的止回阀或倒流防止器出现故障,极易造成车站消防给水管网中的水倒流到市政供水管网中,造成水表计量不准确。
3.1.2 解决措施
平时该电动蝶阀应处于关闭状态,当发生火灾时,则将其打开,这样,可以保证有四路消防水源供水,而当发生区间消防管道漏水或爆管时,则可通过关闭该区间相邻两个车站上行或下行区间隧道口的电动蝶阀来控制漏水。采用此运行模式的优点是:1)可以减少水锤现象的发生,保障了区间消防管道的安全,减少故障处理对行车造成的影响;2)可以快速消除消防管道漏水;3)可以缩小停水范围;4)可以防止相邻地下车站消防水的串流,保证其计量正确。
在车站消防给水管网与市政供水管网接入口处应设置安装安全可靠的倒流防止器或止回阀。在选择倒流防止器或止回阀时应选择质量可靠、美誉度高、正规厂家生产的产品。
加强对消防给水管网上自动排气阀的维护,保证其排气管路通畅,以避免或减少气囊,减少水锤现象的发生。
通过采取以上措施,可防止车站及区间消防用水倒流到市政供水管网,保证消防用水计量准确,减少水费支出,降低运营成本,同时,可减少区间消防管道漏水等故障处理对行车造成的影响。
3.2 排水泵控制
3.2.1 故障分析
目前,在排水泵的电气控制原理存在不足之处,一方面在排水泵的电气控制回路中,控制低水位浮球开关和高水位浮球开关的控制回路在任何原因下发生失电故障,如控制回路熔断器烧断,BAS系统就监测不到集水井的实际水位,不能及时报警,而且无法自动启动水泵;另一方面,排水泵启动方式采用低水位浮球保护方式,在低水位浮球故障或卡住的情况下,即使水位处于高水位情况下水泵也无法启动。上述两种故障现象经常发生。尤其是区间排水泵不能及时启动排水,将直接造成区间轨道积水,从而水淹轨道,形成红光带,影响列车的正常运行。
3.2.2 解决措施
对排水泵的电气控制线路进行局部改进,增加一个中间继电器KA9,直接接在控制电源回路中,其辅助常闭触点接到故障报警端子上,通过BAS系统实现控制回路电源在线监测功能。一旦控制回路失电,其辅助常闭触点吸合,BAS系统就能进行及时报警,以便设备检修人员进行及时检修,减少对行车的影响。图2,图3分别为改进前、改进后的电气控制原理图。
对水泵的控制回路进行调整,在高水位输出启动排水泵信号点处并联一个中间继电器及时间继电器。
在选用浮球开关时,应选择质量可靠的产品,同时,水位浮球开关的安装应绑扎在浮球专用的固定支架上,不能随意绑扎。
加强对设备的巡视检查,定期对浮球开关等关键部件进行功能验证。
通过采取以上措施,可以大大降低排水泵控制部分的故障,保证运营安全,提高服务质量。
3.3 排水止回阀
3.3.1 故障分析
止回阀作为排水泵机组正常安全运行的一个不可缺少的重要部件。由于车站排放的污水、废水中经常含有大量的悬浮物,在日常的运行过程中,经常会发生悬浮物卡在止回阀的阀瓣与阀座之间的密封面上,导致止回阀发生关不严的故障,出现打回水现象,严重影响车站及区间排水安全。
3.3.2 解决措施
正确选用止回阀。止回阀按结构划分,可分为升降式止回阀、旋启式止回阀、蝶式止回阀、隔膜式止回阀等几种。笔者在日常的运行检修管理工作中发现球形止回阀(升降式类)比其他类型的止回阀故障要少,且出现故障后检修方便。因此,建议在轨道交通排水系统中尽可能采用球形防堵型止回阀。该球形止回阀工作原理见图4。
在设备的巡视检查中,也应加强对止回阀的检查,发现卡、堵应及时进行拆检,确保止回阀能正常工作。
4 结语
上述给排水系统设备运行问题的存在有设计方面的原因,有安装方面的原因,也有运行管理的原因,有些问题看起来是小问题,却直接或间接影响着给排水系统设备的正常运行,影响着轨道交通运营安全及服务质量。
摘要：简要介绍了轨道交通的给排水系统概况,对给排水系统设备运行中常见的影响运营安全及服务质量的故障进行了分析,提出了相应的技术解决措施,并对设备检修管理工作提出了建议。
关键词：轨道交通,给水排水系统,故障,技术解决措施
参考文献
[1]GB 50157-2003,地铁设计规范[S].
[2]GB 50015-2003,建筑给水排水设计规范[S].
[3]曹彬.就供水管线在安全、节能方面的探讨———止回阀的评析[R].上海冠龙阀门公司,2004.
[4]庞传贵,李陆峰.建筑工程各类水泵电气控制图集[M].北京:中国水利水电出版社,2000.
轨道交通运行控制系统 篇2
目资金申请报告
项目编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司
资金申请报告编制大纲（项目不同会有所调整）
第一章 城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目概况 1.1城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目概况
1.1.1城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目名称 1.1.2建设性质
1.1.3城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目承办单位 1.1.4城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目负责人
1.1.5城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目建设地点 1.1.6城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目目标及主要建设内容
1.1.7投资估算和资金筹措
1.2.8城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目财务和经济评论
1.2城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目建设背景
1.3城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目编制依据以及研究范围
1.3.1国家政策、行业发展规划、地区发展规划
1.3.2项目单位提供的基础资料
1.3.3研究工作范围
1.4申请专项资金支持的理由和政策依据
第二章 承办企业的基本情况 2.1 概况 2.2 财务状况
2.3单位组织架构
第三章 城市轨道交通全自动运行系统示范工程产品市场需求及建设规模
3.1市场发展方向
3.2城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目产品市场需求分析
3.3市场前景预测
3.4城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目产品应用领域及推广
3.4.1产品生产纲领
3.4.2产品技术性能指标。
3.4.3产品的优良特点及先进性
3.4.4城市轨道交通全自动运行系统示范工程产品应用领域
3.4.5城市轨道交通全自动运行系统示范工程应用推广情况
第四章 城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目建设方案
4.1城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目建设内容
4.2城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目建设条件 4.2.1建设地点
4.2.2原辅材料供应
4.2.3水电动力供应
4.2.4交通运输
4.2.5自然环境
4.3工程技术方案
4.3.1指导思想和设计原则
4.3.2产品技术成果与技术规范
4.3.3生产工艺技术方案
4.3.4生产线工艺技术方案
4.3.5生产工艺
4.3.5安装工艺
4.4设备方案
4.5工程方案
4.5.1土建
4.5.2厂区防护设施及绿化
4.5.3道路停车场
4.6公用辅助工程
4.6.1给排水工程
4.6.2电气工程
4.6.3采暖、通风
4.6.4维修 4.6.5通讯设施
4.6.6蒸汽系统
4.6.7消防系统
第五章 城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目建设进度
第六章 城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目建设条件落实情况
6.1环保
6.2节能
6.2.1能耗情况
6.2.2节能效果分析
6.3招投标
6.3.1总则
6.3.2项目采用的招标程序
6.3.3招标内容
第七章 资金筹措及投资估算 7.1投资估算
7.1.1编制依据
7.1.2编制方法
7.1.3固定资产投资总额 7.1.4建设期利息估算
7.1.5流动资金估算
7.2资金筹措
7.3投资使用计划
第八章 财务经济效益测算
8.1财务评价依据及范围
8.2基础数据及参数选取
8.3财务效益与费用估算
8.3.1年销售收入估算
8.3.2产品总成本及费用估算
8.3.3利润及利润分配
8.4财务分析
8.4.1财务盈利能力分析
8.4.2财务清偿能力分析
8.4.3财务生存能力分析
8.5不确定性分析
8.5.1盈亏平衡分析
8.5.2敏感性分析
8.6财务评价结论
第九章 城市轨道交通全自动运行系统示范工程项目风险分析及控制
9.1风险因素的识别
9.2风险评估
9.3风险对策研究
第十章 附件
10.1企业投资项目的核准或备案的批准文件； 10.2有贷款需求的项目须出具银行贷款承诺函； 10.3项目自有资金和自筹资金的证明材料； 10.4环保部门出具的环境影响评价文件的批复意见；
10.5城市规划部门出具的城市规划选址意见（适用于城市规划区域内的投资项目）；
10.6有新增土地的建设项目，国土资源部门出具的项目用地预审意见；
10.7节能审查部门出具的节能审查意见； 10.8项目开工建设的证明材料；
轨道交通运行控制系统 篇3
关键词：城市轨道交通；列车运行图；编制方法；列车区间；折返时间；行车间隔
中图分类号：U239 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）26-0143-03
我国城市轨道交通的网络建设的速度正在不断加快。城市交通系统的建设是为了给乘客提供高质量的出行服务。而列车运行图作为列车运行的计划指导，它不仅是轨道交通系统各部门协同工作、维系列车和乘客秩序的保证，也在列车运输安全、快速、准确性等各方面起到了重要作用。尤其在运行环境复杂、线路客流波动较大的城市中，城市轨道交通列车运行图的正确编制和实现方法对于提高城市交通质量和保证城市交通安全具有重要的现实意义。本文以某地铁线路的编制为例，详细介绍了列车运行图的编制方法和编制技巧，为城市轨道交通列车运行图的编制提供了理论指导。
1 列车运行图
1.1 列车运行图概述
列车运行图是运用坐标原理来表示列车在铁路各区间的运行时刻以及在各车站停车和通过时刻的线条图，是铁路运输工作的综合计划和行车组织的基础，是协调铁路各部门和单位按一定程序进行活动的工具。它规定各车次列车占用区间的程序，列车在每个车站的到达和出发（或通过）时刻，列车在区间的运行时间，列车在车站的停站时间以及机车交路、列车重量和长度等。它是列车安全、正点运行和有效组织交通运输工作的综合性生产计划，是全路组织列车运行的基础。
1.2 列车运行图基本要素
列车运行图的编制必须遵守严格的时间标准和具备一些基础数据。这些就是列车运行图的基本要素。它主要包括列车区间运行时分、停站时间、折返时间、行车间隔、运行交路、全天运营时间、运用车辆数目、列车出入库方式及时间以及高平低峰时段等数据。
2 列车运行图编制原则、步骤和检查内容
2.1 列车运行图编制原则
列车运行图的编制要遵循以下基本原则：首先，在保证安全的前提下，提高列车运行的速度。因为列车运行速度是城市轨道交通的优势，但提高速度的同时必须首先保证乘客安全，这样就可以压缩折返时间，减少出入库时间。其次，要为乘客提供方便。城市轨道交通是为广大乘客服务的，所以，运行图的编制要努力提高服务水平，为乘客提供优质便捷服务。再次，要充分利用线路和车辆的能力，要精确计算折返时间，尽量安排平等作业，合理安排车辆解决高峰客流问题。最后，在保证运行需求的前提下，减少运营车底组数。综合考虑高峰时段的列车运行情况，进而减少运营车底组数，就可以降低运营成本。
2.2 列车运行图编制步骤
列车运行图的基本编制步骤如下：首先，收集编制资料，对相关问题进行调研和实验，从而确定全日行车计划和行车运行基本方案。其次，编制列车运行图和运行指标分析，征求调度部门、客运部门和车辆部门建议，并对行车方案进行调整。再次，根据列车运行方案设计详细的列车运行图、时刻表和编制说明，同时计算所需车底数。最后，对运行图进行全面检查，计算运行图的相关指标，并报请相关部门审核批准。
2.3 列车运行图检查内容
列车运行图检查主要内容包括：乘务工作方案是否符合标准；运行图执行所需要的车底数目；列车到达车站时的均衡性和调试列车的铺设情况等。
3 列车运行图编制方法和技巧
3.1 运行图基本参数的确定
在列车运行图的编制过程中，首先要确定列车运行图的基础参数。其确定方法如下：
列车区间运行的确定：它是指列车在两个相邻车站之间的运行时间标尺。这一标尺是由运营线路信号系统投入正常使用后由专业人员提供或者采用牵引计算和现场查标相结合的方法进行查定。
中间站停站时间的确定：它是指列车在中间站进行开/关车门、乘客进行乘降等作业时所需要的时间。根据各车站实际客流情况、车站换乘等因素，采用分析计算和现场查标相结合的方法进行查定。
折返时间的确定：它是指列车在折返站进行到/发、换端等作业所需要的时间标准列车的折返时间。主要根据该折返站的到、发时间，在折返线里的作业时间以及司机换乘时间并结合实际轨道线路状况经过实践检验来确定折返时间。
行车间隔的确定：它是指两相邻列车在同一运行方向经过同一地点的时间差。一般是根据市民的出行习惯和上、下班时间，在各个时间段的不同客流来制定不同的行车间隔时间，越小的行车间隔，需要越多的列车投入服务，其运输能力越大。
3.3 列车出入库运行线的编制
3.4 行车间隔与车底数条件的满足
由于车底成本较高，添置时间长，列车的运行间隔会受车底数量的限制。要使车底数为整数，有两种方法来处理：第一种方法是适当放大运行周期，放大到运行间隔的整数倍；另一种方法是保持车底运行周期不变，缩小运行间隔。
3.5 列车开行交路的处理
常见的交路形式有单一交路、分段交路、交错运行交路、环线列车交路、直线加环形交路等。由于交路形式增加了运输组织的复杂度，所以要合理匹配运行间隔，大小交路列车开行数量保持一定比例，同时要排除中间折返与正线行车的交叉干扰。
4 结语
在城市轨道交通网络建设中，很多线路的结构形式变得越来越复杂。所以，建立健全良好的运输组织是实现优质高效交通服务的前提。而列车运行图作为列车运行的计划指导，在编制中需要顾全大局，统筹兼顾，正确处理列车运行、车站作业、列车交路、运输施工等各方面的关系，从而改善运输组织服务水平。同时，要及时总结经验，为提高列車运行图的编制水平奠定基础。
参考文献
[1]许红，马建军，龙建成，等.城市轨道交通列车运行图编制的数学模型及方法[J].北京交通大学学报，2006，（3）：10-14.
[2]史小俊.关于城市轨道交通列车运行图编制的探讨[J].城市快轨交通，2008，（2）：24-27.
[3]王川.城市轨道交通列车运行图编制模型和算法研究
[D]西南交通大学，2008：12-13.
[4]高强周.城市轨道交通列车运行图设计实现与评价
[D]北京交通大学，2008：24-25.
作者简介：韩嘉（1981-），男，黑龙江佳木斯人，深圳市地铁集团有限公司工程师，研究生，研究方向：交通运输工程。
轨道交通运行控制系统 篇4
为实现在轨道交通地下铁路系统联网运营中,正常情况下为乘客提供售、补、检票等服务,及各种异常情况下采取针对性措施保障运营商、乘客的权益和安全,AFC系统定义了内部统一的系统运行模式及相应的处理办法,以满足AFC系统运营的要求(如客流环境、安全环境、运营截止环境等其他异常运行环境的要求)。
AFC系统可实现不同的运行模式,在不同的运行模式下可对某线路、某车站、某组、某类设备的运行方式、车票处理方法等进行灵活定义,以达到在各种运行模式下,减少工作人员对设备的操作,快速响应地铁不同运行模式的目的。运行模式下发采用实时下发方式,各个线路和车站接受到运行模式后把结果反馈给线路中心或清分中心,线路中心或清分中心根据反馈结果采取相应的措施。
2 运行模式定义和分类
AFC系统的运行模式是指AFC系统为满足轨道交通人性化运营管理需求而采取的针对系统、车站和终端设备的不同控制策略,包括系统运行模式、车站运行模式和设备运行模式3类。
2.1 系统运行模式
系统运行模式是指整个线网AFC系统根据不同的系统运行环境(如客流环境、安全环境、运营环境等)而制定的运行对策方案。
2.2 车站运行模式
车站运行模式是指某一车站内部对所有设备运行模式的组合。如双向检票机检票方向预先设定等。车站运行模式不影响线网AFC系统中其他线路或车站的运行。
2.3 设备运行模式
设备运行模式是指某一车站内设备各功能模块运行模式的组合。如单个设备的孤岛运行模式、TVM非找零模式、闸机的只接收储值卡模式等。该模式不影响整个线网AFC系统的其他线路或车站的运行。
AFC系统的运行模式详细分类结构图如图1所示。
3 系统运行模式
系统运行模式规定了各种运营情况下模式执行对象、模式执行时间和模式履历。
系统运行模式执行对象为车站。模式执行的时间指模式执行的开始时间和结束时间,也可称为模式变更的时间。为了保证所有车站对在非正常模式下使用的车票进行后续处理,线路中心或清分中心需记录非正常模式的模式类型、日期和所影响的车站。清分中心使用EOD (设备运营参数数据)将模式履历下发到AFC线路中央计算机,经AFC线路中央计算机下发到车站,最后到设备。履历日期以运营日为单位。
系统运行模式可分为3类:正常运行模式、降级运行模式和紧急放行模式。
3.1 正常运行模式
正常运行模式是系统默认模式,该模式处理正常状态下的售补票及检票等。系统正常运行模式包括:正常服务模式、关闭模式、暂停服务模式、设备故障模式、维修模式和离线运行模式。
3.2 降级运行模式
当线网AFC系统运行过程中出现一些特殊情况,在不影响人员安全的前提下,系统不能正常对乘客提供完全服务时,经清分中心批准车站可启动降级运行模式。清分中心向关联线路中央计算机转发降级运行模式指令,关联线路中央计算机向本线路车站计算机下发并启动相应的联动模式。模式执行对象接收到不同的模式指令时产生模式组合,模式组合以最低车费、最有利乘客为执行原则。线网环境中的降级运行模式包括:进站免检模式、出站免检模式、时间免检模式、日期免检模式、车费免检模式和列车故障模式。
3.3 紧急放行模式
当发生紧急情况需要乘客紧急撤离车站时,经事发车站的车站计算机设定或接获控制命令启用“紧急放行模式”。进入紧急放行模式后,闸机处于全开状态,乘客出站不检票。在该模式下,回收票不可再次使用,在一段时期内可按规定退票;非回收票下次进站时补齐出站记录,不收取上次乘车费用。紧急放行模式具有最高级的模式执行优先权。
系统运行模式可根据条件、参数设置组合形成。线路系统还应依据需求具备多种自定义的运行模式,以满足运营拓展的需要。
4 车站运行模式
所有车站设备可根据时间设定,按顺序开启和关闭(或待机),能工作在正常服务模式、关闭模式、紧急模式、降级模式及离线模式下。
4.1 正常服务模式
在正常服务模式下,车站设备应能处理乘客车票、发售车票和处理现金,各设备的乘客显示器应显示允许使用的信息。
4.2 关闭模式
通过中央计算机、车站计算机及本地控制应可将车站设备设置为关闭模式。在运营时间内,停止单台或部分终端设备的工作可通过操作中央计算机、车站计算机及本地控制实现。在关闭模式下,所有售票设备应停止发售车票,所有检票设备只允许乘客持票出站。
4.3 紧急模式
当发生紧急情况需要乘客紧急撤离车站时,可通过事发车站的车站计算机或者EB (紧急按钮)启用紧急模式。进入紧急模式后,所有闸机打开扇门,乘客出站不检票。车站紧急模式具有最高级的模式优先权。在启用紧急模式后,车站计算机将自动向中央计算机传相关信息。
4.4 降级模式
当系统运行过程中出现一些特殊情况,在不影响人员安全的前提下,系统不能正常对乘客提供完全服务时,经设定后进入降级运行模式。根据不同的降级模式定义,系统进入不同的运行状态。模式执行对象接收到不同的模式指令时产生模式组合,模式组合以最低车费、最有利乘客为执行原则。降级运行模式包括:进站免检模式、出站免检模式、时间免检模式、日期免检模式、车费免检模式和列车故障模式。
4.5 离线模式
当车站计算机与中央计算机通信中断时或无网络连接时,设备可工作在离线模式下。在该模式下,设备应能保存7天的数据,车站计算机应能保存1个月的数据,并可通过外部专用设备上传数据和下载参数。当恢复通信时,可自动检测未上传的数据,并自动上传;可自动检测未下载的参数,并自动下载。
车站运行模式应可根据条件、参数设置组合形成。车站应具备多种自定义的运行模式,以满足运营拓展的需要。
5 设备运行模式
5.1 自动售票机
自动售票机除满足地铁运营的各类运行模式外,还根据设备本身特点具有无找零、只接收硬币、只接收纸币和孤岛运行等模式。在各运行模式下,自动售票机均应对乘客有相应的提示。
5.2 自动检票机
自动检票机除满足地铁运营的各类运行模式外,还根据设备本身特点具有只接收储值卡、只接收单程票和孤岛运行等模式。在各运行模式下,自动检票机均应对乘客有相应的提示。
5.3 票房售票机
票房售票机为功能较全面的终端设备,根据所布置的位置不同,可有售票模式、补票模式、售补票模式和孤岛运行等模式。在各运行模式下,票房售票机均应对乘客有相应的提示。
6 模式管理
模式管理应至少包括以下功能:
(1)线路AFC系统应接受清分中心下发、转发的降级模式启用/解除命令和紧急模式启用/解除命令。
(2)设备、车站计算机、中央计算机须应答清分中心下达的总体运行状态查询命令。
(3)不同的运行模式可由线路中心、车站、设备本地启用/解除。关闭模式(适用于整座车站关闭情况)启用/解除、降级模式启用/解除、紧急模式启用/解除等的命令须逐级上传至线路中心和清分中心,并由线路中心向本线其他车站转发,由清分中心向其他线路转发。
(4)系统应可对接收到的AFC系统模式信息进行分类告警,告警信息分类可通过用户自定义参数编辑。
(5)系统应可对AFC系统的模式进行记录和统计报表。
7 小结
以上详细介绍了轨道交通地铁自动售检票(AFC)系统的运行模式。自动售检票系统运行模式可分为系统运行模式、车站运行模式和设备运行模式3类。系统运行模式包括正常运行模式、降级运行模式和紧急放行模式。通常情况下,自动售检票系统在正常运营模式下自动运行。正常运营模式主要包括正常服务模式、关闭模式、暂停服务模式、设备故障模式、维修模式和离线运行模式等。当地铁车站出现突发客流、列车运行中断等特殊状况,AFC系统不能完全正常运行和对乘客提供完全有效服务时,经设定后系统进入降级运行模式。当地铁车站发生紧急情况时,可通过线路中央计算机、车站计算机及紧急按钮启动紧急放行模式,紧急放行模式具有最高优先级。车站运行模式是指某一地铁车站内部对所有设备运行模式的组合,车站运行模式不影响线网AFC系统中其他线路或车站的运行。设备运行模式是指某一地铁车站内设备各功能模块运行模式的组合,该模式不影响整个线网AFC系统的其他线路或车站的运行。自动售检票系统运行模式的转换可通过清分中心、线路中央计算机、车站计算机系统下达的命令、设备本身或就地控制等方式实现。
摘要：文章介绍了轨道交通地铁自动售检票(AFC)系统的运行模式,包括系统运行模式、车站运行模式和设备运行模式等。
关键词：运行模式,自动售检票,地铁
参考文献
城市轨道交通牵引供电系统 篇5
2杂散电流：绝大多数电力牵引轨道交通线路是以走行轨为其回路的，由于钢轨大地之间不是绝缘的，因此回流电流必有部分经大地回牵引所，这部分电流因土壤的导电性质，地下管道位置不同，可以分布很广，故称杂散电流。
3.GIS：六氟化硫全封闭组合电器，它是在六氟化硫断路器的基础上把各种控制保护电器全部封装的组合电器设备。
4远动控制：又称遥控即在远离变电所（执行端）的电气设备进行控制。
5距离控制:即在主控制室内对变电所的一次设备集中进行控制监测，开关位置信号-中央信号以及继电保护装置等都配置在主控制室的屏台上，便于监视和管理运行。
6安装接线图：为二次设备的制造安装或调试检修而专门绘制的安装图
7二次原理图：也称归总式原理图，用来表示二次设备中的监视仪表，控制与信号，保护和自动装置等的工作原理图。
一．简述断路器的主要功能？答：断路器又叫高压开关，断路器不仅可以切断和闭合高压电路的空载电流和负载电流，而且，当系统发生故障时，它与保护装置相配合，可以迅速地切断故障电流，以减少停电范围，防止事故扩大，保证系统的安全运行。二．简述地铁动力照明结构及功能？答：
三．简述直流牵引所的保护？答： 四．接触网设计过程中应满足什么要求？答：1.接触网
悬挂应弹性均匀高度一致，在高速行车和恶习的气象条件下，能保证正常取。2.接触网结构应力求简单，并保证在施工和运营检修方面具有充分的可靠性和灵活性。3.接触网寿命应尽量长，具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力。4.接触网的建设应注意节约有色金属及其他贵重材料，以降低成本。五．简述地面架空接触网组成及功能？答：架空式接触网由接触悬挂，支撑装置，支柱与基础设施几大部分组成。接触悬挂是将电能传导给电动车组的供电设备。支持装置用来支持悬挂，并将悬挂的负荷传递给支柱和固定装置。支柱与基础用以承受接触悬挂和支撑装置所传递的负荷（包括自身重量），并将接触线悬挂固定在一定高度。
六．简述地下迷流防护措施？答：在电力牵引方面：提高供电电压，减小牵引所距离，采用双边供电，减小钢轨电阻，增加回流线减少回流电阻，增加到道泄漏电阻，定期检测。在埋设金属管方面:尽量远离，在金属表面或接头处采用绝缘，采用防电蚀电缆线路，在电缆上包铜线套钢管，在地下管道涂沥青包油毡，设排流装置。七．牵引变电所计算需要的参数有那些？答：1.馈电线及牵引变电所的平均电流，有效电流，最大电流；2.电动车辆或机车在供电区段内运行时的平均电压损失及最大电压损失；3.接触网中平均功率损失等 八．高压控制电路构成及作用？答：主要由控制元件，中间放大元件与继电器以及操作机构等几部分组成。1控制元件：运行人员用来
轨道交通牵引供电系统综述 篇6
关键词：轨道交通；牵引供电；供电系统
中图分类号： U223 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）22-174-2
1 牵引变压器
1.1 普通铁路牵引变压器
普通铁路牵引变电所内的牵引变压器设置了两台，一旦其中一台出现故障那么另一台将启动保证正常供电。原变压电压等级主要是以110kv为主，电气化铁路牵引变电器多选择V/v接线的方式，有时在交大外部电源容量时会采用单相接线形式变压器。
1.2 高速铁路牵引变压器
我国的高速铁路通常采用的是V/x接线牵引变压器。这种牵引变压器方式的构成主要是两台单相变压器，变压器分别和接触网和负馈线连接，中间抽头和钢轨连接。
2 牵引供电系统
2.1 牵引变电站
2.1.1 牵引变电站位置确定
牵引变电站与车站内的降压变电站一起组成牵引降压混合变电站，然而并不是每个车站都是牵引降压混合变电站。它的设置取决于牵引系统网络结构、牵引网电压等级、牵引网电压损失、供电质量，并涉及到杂散电流防护、线路能耗、土建造价及运营维护等因素。
2.1.2 牵引变电站设备
牵引变电站的主要设备是27.5kV开关柜、整流变、整流器、直流1500V正负母排、直流高速开关。27.5kV开关柜应选用SF6绝缘全封闭组合电器，以减少占地面积。27.5kV开关柜进线还配有避雷器，防止雷电波入侵。整流器组由24个整流二极管与24个保护二极管组成，每个牵引变电站有两套整流器组，每套整流器为6相12脉波整流，单独运行时输出的为12脉波的脉动电流，两套并列运行时输出的为24脉波的脉动直流电。
2.1.3 牵引变电站电气主接线
牵引降压混合变电站采用27.5kV单母线分段运行。从主变电站或上一座变电站引进的两路27.5kV交流电源分别送至27.5kV一/二段母线。每座牵引降压混合变电站有两组整流器组，设置在同一27.5kV母线上并联运行，这种接线保证两套整流器组输出功率均匀，等效24脉波整流，利于谐波治理。当牵引降压混合变电一台整流机组解列时，由另一台整流机组在允许过载的条件下继续运行。两座牵引降压混合变电站各引一路直流馈线对同一个区段的触网进行双边供电。当一座牵引降压混合变电站两组整流器组都退出运行时，允许触网单边供电。
整理器组由27.5kV整流变开关、整流变压器、整流器、正负极闸刀组成，整流变将27.5kV交流电降压并整流为1500V直流电。鉴于两套整流机组接于同一段母线上，所以直流母线采用不分段单母线接线。整流机组正极通过正极闸刀与正母线相连，整流机组负极通过负极闸刀与负母线相连，直流正母线设四路直流高速开关馈出线，负母线通过回流线与走行轨相连，这样通过电动列车的受电器与接触网的接触滑行，就构成了一个完整的直流牵引电动机受电回路。馈出回路通过直流高速开关分别向左右两个方向的上、下行牵引网供电。线路末端站可能只有两路馈出线，车辆段馈出线数量要根据需求设置。馈出线的直流高速开关至正线触网间设触网闸刀，在上行、下行同一供电分区绝缘分段处设有接触网联络闸刀。
2.1.4 牵引变电站继电保护配置
2.1.4.1 整流器组继电保护配置
牵引变压器电流速断保护：整流机组主保护，保护1500V母线至馈出线之间的相间短路故障，同时也是整流器本体保护的后备保护。
牵引变压器反时限过电流保护：保护动作时间随短路电流的增大而减小，电流越大，保护越快。
牵引变压器定时限过电流保护：反时限过电流保护的后备保护，动作时间小于反时限。
牵引变压器零序电流保护：主保护，利用接地时产生的零序电流使保护动作。
牵引变压器温度保护：变压器正常运行温度为70～90℃。127.5℃报警，150℃跳闸。
整流二极管保护：整流器内一个二极管故障时发出报警，两个二极管故障开关跳闸。正负母排温度80℃报警，90℃跳闸；散热器温度140℃报警，150℃跳闸。
整流器过电压保护：整流器交直流侧均设有过电压保护，交流侧采用RC回路，直流侧采用RC回路加压敏电阻，保证两侧的过电压被吸收。
2.1.4.2 直流1500V系统继电保护配置
1500V直流高速开关的大电流脱扣保护：开关本体自带保护，无延时跳开1500V直流高速开关。
电流增量保护ΔI与电流上升率di/dt保护：电流增量保护ΔI是接触网主保护，其保护范围是该牵引降压混合变电站的近、中端，也能切除大电流脱扣保护范围内的较小的远端短路故障。
Imax正向过电流保护：作为中、近端短路故障的后备保护。整定要求小于大电流脱扣保护的整定值，大于电流增量ΔI值。接触网热过负荷保护：根据电缆电流及接触网的发热量等推算出电缆温度，当电缆温度超过整定值时，同一供电区域两个直流高速开关跳闸。
双边联跳保护：故障情况下，为确保相邻牵引降压混合变电站向同一故障区间供电的断路器可靠跳闸而增设的后备保护。
框架泄漏保护：是切除直流设备正极对机壳（大地）发生短路故障，接触网对架空线发生短路故障而设置的保护。电流型框架保护是直流系统主绝缘击穿，故障站及相邻车站同一供电区域共八台直流高速开关、两台整流机组27.5kV开关跳闸。电压型框架保护其时间整定要迟于钢轨电位限制装置，故障站四台直流高速开关、两台整流机组27.5kV开关跳闸。直流高速开关自动重合闸：当线路持续短路故障时，直流高速开关会检测3次后闭锁，否则直流高速开关会自动重合闸。
2.2 接触网
2.2.1 接触网的作用及特点
接触网是电力牵引系统的重要组成部分，机车通过受电弓或受电靴从接触网中得到电能，接触网保证了列车安全、可靠、快速运行。接触网具有以下特点：
①接触网由于与电动车组在空间上的关系，和轨道一样无法采取备用措施。所以一旦接触网发生故障，整个供电区间即全部停电。
②接触网下有许多电动车组在高速运动，运行中不可避免地会产生受电弓离线而引起的电弧。再加上处于露天环境，其发生故障的可能性较电力电缆线路要大得多。
③为了保证电动车组安全、可靠、质量良好地从接触网取流，对接触网导线的高度、拉力值、定位器坡度，接触网弹性、均匀度等都有定量要求。
2.2.2 接触网的分类
2.2.2.1 柔性架空接触网
柔性架空接触网由带张力的柔性金属导线组成。在运行过程中，受电弓与接触线保持可靠的弓网张力，并进行取流。其主要特点是以线索形式存在，隧道净空要求较大，运营维护的工作量也较大，但在露天可靠性较高。上海轨道交通地面及高架线路绝大部分采用柔性架空接触网。
2.2.2.2 刚性架空接触网
刚性架空接触网将传统的接触线夹装在汇流排中，靠其自身的刚性保持接触线的固定位置。
2.2.2.3 接触轨式接触网
接触轨式接触网是沿线路敷设的与轨道平行的附加轨，又称为第三轨，电动车组由伸出的受电靴与之接触而接受电能。接触轨式接触网具有构造简单、安装方便、维修性好、投资省、寿命长等优点。
3 结束语
本文介绍了牵引变压器和牵引供电系统，希望本文的提出具有一定的参考价值。
参 考 文 献
[1] 李群湛.城市轨道交通交流牵引供电系统及其关键技术[J].西南交通大学学报，2015，02：199-207.
[2] 张明锐，龚晓冬，李启峰.基于故障树法的城市轨道交通牵引供电接触网可靠性分析[J].城市轨道交通研究，
2015，03：6-12.
[3] 常国兰.城市轨道交通牵引供电整流机组的技术探讨[J].现代城市轨道交通，2015，03：17-20.
城市轨道交通Y型运行交路研究 篇7
Y型运行交路的部分车站形成共线运营, 列车运行相互影响大, 同时列车交路及其组合方式多, 运营组织具有较大的难度。因此, 研究Y型运行交路的运输组织, 对于提高Y型交路运营组织水平、运输能力和可靠性, 满足市民出行需要具有重要的工程意义。
一、Y型线路典型交路类型
所谓Y型线路, 即两条线路在某一节点站合二为一, 成为一条线路。Y型线路典型交路类型可分为两种, 独立分段运营和贯通运营, 如图1、图2所示。若支线与主线间客流交换较少, 应在支线单独开行小交路;若支线和主线间客流交换较多, 则应开行贯通式运营来满足客流需求。
1.独立式运营模式
独立运营模式是指主、支线各成交路开行独立运营, 跨区域的客流全部在节点站进行换乘。因此, 独立运营可以理解为主线和支线是两条独立的线路。它的优势在于主、支线形成独立交路充分利用各区段运输能力。缺点主要有:第一, 主、支线独立运营, 不利于支线与共线间直达客流出行;第二, 导致节点车站换乘客流增多、乘客等待时间增加、车站运营组织强度增大等问题;第三, 增加列车数, 列车走行线路变长, 全线满载率偏低, 运营经济性降低。
2.贯通式运营模式
贯通式运营模式是指全线采用大交路套跑, 多采用1∶1的发车比例。贯通式运营模式利于支线与共线间直达客流出行, 减少乘客等待时间, 运用列车数较少, 全线满载率较高, 运营经济性较好。该模式的不足之处在于, 共线段发车间隔较小, 对线路通过能力、起点站折返能力要求较高。
二、Y型线路交路方案影响因素
(一) 节点车站配线设置
Y型线路大多采用独立运营和贯通运营两种, 节点站的站型直接决定着全线的列车开行交路模式。若节点站未设置折返线或前后渡线, 或者该节点站因折返线设置过于简单, 无法进行过多的列车折返, 则该线路只能进行贯通式运营而无法进行独立式运营, 非共线段也无法进行小交路列车开行;若节点站站台和折返线设置能让分支线路的列车进行站内折返, 则该线路可以采用独立式运营。
上海地铁10号线Y型运行交路的节点站是龙溪站, 主线为虹桥火车站至新江湾城站, 支线为航中路至新江湾城站, 其站台设置为一岛一侧3线, 如图3所示。站内有折返线和其他渡线, 全线主要采用贯通式的运营模式。虹桥站是长三角地区最繁忙的车站之一, 因此, 10号线的客流主要为虹桥站往返于市内的乘客。为了解决该区段骤增的断面客流需求, 可在虹桥火车站站后加设折返线, 这样便可加开该区段的小交路以满足来自虹桥站方向的客流, 同时也可灵活转换运营模式, 在高峰和平峰采用不同比例的支线车次。
杭州地铁1号线的节点站是客运中心站, 线路九堡站至下沙西站区段为主线, 九堡站至乔司南站区段为支线, 如图4所示。这是一个典型的既可以独立运营又可以采用贯通式运营的车站。若采用贯通式运营, 临平方向列车进入客运中心站上下客后, 由站后渡线进入主线;若采用独立式运营, 列车由临平方向进入客运中心站上下客后进行站后折返回临平方向。在杭州地铁1号线的车辆运作技术成熟和工作人员的熟练程度提高后, 可采用贯通加小交路折返式的运营模式, 如图5所示。若在支线沿线部分区域有突发大量客流, 如春运期间大量客流前往杭州东站, 则可在支线单独增加小交路列车, 以满足突然增长的客流需求, 该运营模式既满足激增的客流需求, 又不会影响到共线段原有列车开行方案。
(二) 客流特征
城市轨道交通沿线的客流分布和车站客流的时间分布, 可以反映出该城市的社会经济活动和生活方式以及城市轨道交通系统本身特征。列车开行交路方案根据线路客流分布情况确定。客流分布特征分为空间分布特征和时间分布特征。
1. 客流空间分布特征
Y型交路有两条分支线路, 客流空间分布特征主要考虑OD客流和高峰断面客流。Y型线路运营中, 共线段与支线段的OD客流量对交路类型影响较大。若采用独立式运营, 节点站换乘量过大导致节点站站内拥堵, 则不宜采用。节点站不宜设在市区内大客流断面位置或支线区段高峰断面客流小于全线高峰小时单向最大断面客流1/4的位置。若节点站的换乘量超过支线区段内高峰断面客流的1/4, 则该线路不宜采用独立式运营。高峰断面流量有两种情况:第一种是1+1≤2型, 即两条支线高峰断面流量之和小于等于主线峰值时, 应采用贯通式运营模式;第二种是1+1>2型, 即两条支线高峰断面流量之和远大于主线峰值, 采用独立式运营模式。
2. 客流时间分布特性
城市轨道交通线路客流在全天不同时间上分布的影响因素主要有城市轨道交通的运能、线路走向以及车站所处区位的用地性质等。根据客流时间分布特征, 主要有单向峰型、双向峰型、全峰型、突峰型和无峰型。
(三) Y型线路通过能力
线路通过能力是指在采用一定的车辆类型、信号设备和行车组织方法的条件下, 城市轨道交通线路的某一断面在单位时间内 (通常是高峰小时) 所能通过的列车数, 主要取决于车站折返能力和线路区间通过能力。
1. 车站折返能力
城市轨道交通车站的折返能力由折返站的最小折返时间决定。影响折返能力的主要因素是折返站折返线的布置形式。根据折返方式划分, 折返线主要分为站前折返和站后折返两种。
站前折返, 是指列车在中间车站或终点站利用站前折返线进行折返作业, 站前布置的折返线如图6所示。站前折返的列车空走距离短, 折返时间短, 一定程度上减少线路的基础建设投资。但列车在折返过程中占用轨道, 从而影响后续列车行车安全。行车组织中较少采用站前折返, 特别是列车开行密度高、运行间隔短的条件下, 一般不采用站前折返方式。
站后折返, 是指列车在中间站、终点站利用站后折返线进行折返作业。站后布置的折返线如图7所示。站后折返不存在进路交叉, 可同时进行折返和发车工作, 安全性能好, 而且站后折返进出站速度高, 利于提高列车开行速度。但列车折返走行距离较长, 折返时间长, 增加基础建设投资。站后折返是国内外城市轨道交通线路最常见的折返方式。
Y型线路共线段发车间隔较小, 开行速度要求较高, 因此, 站后折返较为适用。
2. 线路区间通过能力
Y型线路采用部分共线运营的方式, 共线段的列车开行数等于分支线路的列车开行数之和, 共线段的通过能力将决定整条线路的通过能力。因此在共线运营条件下, 车站和线路的配套设施的配置优化, 对于线路区间通过能力的提高具有非常重要的意义。
三、Y型线路主线与支线开行比例
Y型线路的主、支线列车开行比例主要由两个因素决定, 分别是客流分布和列车保有量。根据支线的用地情况和客流分布, 确定线路列车开行比例。如南京地铁1号线, 共线区段为主城区, 周边商业发达、小区成熟、客流相对充裕且稳定, 南延线为江宁经济开发区, 是南京的副城区, 居民区较多, 西延线为河西奥体中心, 以大型活动、突发型客流为主, 总体客流不大。运营初期采用1∶1的开行比例模式, 高峰时段南延线开行列车数量不能满足通勤客流需求, 而开行比例改为2∶1的情况下, 基本上能满足各线出行需求, 如表1所示。
四、结论
Y型运行交路在运营组织管理中存在客流组织具有多方向性、非共线段运输能力低、乘客易上下错列车等问题, 必须有长期的经验积累才能充分发挥Y型交路的优势。Y型交路设计应结合客流特征灵活运用不同运营模式, 并合理布置节点车站配线、确定主线与支线的开行比例。
轨道交通运行控制系统 篇8
列车运行仿真系统可以快速、准确地计算列车运行过程, 为线路工程设计、运营管理人员提供强有力的辅助分析、设计与决策工具, 具有重要的现实意义。现有的城市轨道列车运行仿真系统主要是针对单列车的牵引计算, 用于分析列车区间运行的时间、状态和能耗等数据, 部分研究涉及了多列车运行过程的模拟, 但对于由多交路、多种发车间隔、多种停站方案所构成的列车开行方案运行过程仿真却很少涉及。然而, 城市轨道交通的开行方案会随城市客流量及客流特征的时段变化而调整, 运营管理人员更注重分析开行方案的效率及其与客流特征的匹配情况, 因此, 简单的仿真单列车或多列车的运行过程已经不能满足实际要求, 需要针对开行方案时段内的列车运行仿真问题展开研究。
国外的列车运行仿真系统已经比较成熟, 如德国的RailPlan[1], 瑞士的OpenTrack[2], 日本的UTRAS[3]等, 这些系统已成功应用到这些国家的铁路运输部门中, 取得了良好的效果。国内方面, 刘剑锋、刘海东等[4,5]研究了城市轨道交通多列车运行模拟的关键问题, 开发了可用于多列车运行模拟、牵引计算、方案评价的模拟系统, 该系统可用于分析不同闭塞方式对列车运行的影响, 计算列车安全间隔和线路通过能力等。
本文介绍了列车开行方案的构成要素, 讨论了单交路计算情况、多交路计算情况、发车时间协调控制、变发车间隔时间的仿真和开行方案间的平滑过渡等问题, 以此为基础, 设计了仿真系统的总体流程, 并通过算例验证了系统的有效性。仿真列车开行方案的运行过程, 可优化城市轨道交通系统的运输组织方案, 对提高运营的安全性、可靠性和合理性具有重要意义。
1 问题分析
列车开行方案包括列车编组方案、列车交路方案、列车停站方案和行车间隔4部分内容。列车编组方案规定了列车的编组辆数和编组形式;列车交路方案规定了列车的运行区段与折返车站;列车停站方案规定了列车是站站停车还是非站站停车, 以及非站站停车的方式;行车间隔规定了按不同编组、交路和停站方案开行列车的行车间隔时间。可用表1来表示列车开行方案的组成。
为满足客流特征在1 d内不断变化的实际情况, 城市轨道交通在1 d内往往采用多个开行方案来满足不同时段的客流特征需要, 因此, 轨道交通的日开行方案实际是由多个按时间顺序先后执行的列车开行方案组合而成, 见图1。
全天列车开行方案运行仿真问题, 就是按时间先后顺序执行不同的开行方案, 并考虑每个开行方案中多种交路、多种行车间隔、多种停站方案情况下的各次列车的完整运行过程。考虑到列车编组方案对列车运行仿真影响不大, 故而在此进行了忽略。
2 多列车追踪运行的计算模型
牵引计算理论是列车运行仿真的基础, 在仿真列车开行方案前, 有必要先建立多列车追踪运行的计算模型。为提高计算精度, 这里采用文献[6]中所述的多质点优化模型来计算列车运行过程中的单位合力ci, 然后根据牛顿定律, 得到如下基本迭代计算公式:
考虑到乘客乘座的舒适性, 计算过程中设置了最大允许加速度、最大允许减速度和加速度最大允许变化率等3个参数来限制列车的变速过程, 防止列车速度在短时间内剧烈变化。即
式中:aadd为最大允许加速度;aminus为最大允许减速度, Wpermit加速度最大允许变化率。
另外, 根据移动闭塞下的列车运行控制原理可知, 前后列车之间的间隔必须满足安全距离要求, 即:S
同时, 考虑到行车安全, 若前行列车因故在区间内 (未到达车站处) 停车, 则后行列车不得再向该区间发车, 直到前行列车重新启动时为止, 即:若v
综合以上讨论, 以最快速控制策略为基础, 本文建立的多列车追踪运行计算模型如下:
目标函数:
约束条件:
式中:k为第k列车;Δtk为第k列车的步长时间, s;v
3 单方案运行情况分析
单方案运行情况如图1所示, 每个列车开行方案由n (n≥1) 个交路组成, 每个交路规定了其运行区间、编组方案、停站方案和行车间隔时间, 因此, 单方案情况下需要仿真线路上按不同交路要求开行的列车运行过程, 并处理好不同交路列车在运行时的相互协调问题。
3.1 单交路情况
单交路情况时, 列车运行除需要满足上述多列车追踪运行的各项约束条件外, 还需考虑列车停站、行车间隔和列车折返3个问题。设交路j中规定行车间隔为hj (hj≥h线路, h线路为线路的追踪列车间隔时间) , 上下行方向车站m的停站时间分别为t
1) 停站时间约束。若交路j的第k列车停靠在m车站, 则第k列车的停站时间必须大于等于t
即当S
式中:Ti为仿真时间;AT
2) 行车间隔约束。即交路j的上行 (下行) 方向中第k列车和第k+1列车的发车间隔时间必须大于等于hj。即:
式中:BT
3) 列车折返约束。当上 (下) 行方向的列车到达交路运行区间的终点时, 须经过一个上 (下) 行列车折返时间后, 才能进入下 (上) 行方向的待发车队列。即
式中:S
3.2 多交路情况
对于多交路运行情况, 除需要考虑单交路的各种约束外, 还需考虑线路的通过能力和交路间的相互协调问题。设方案由n (n≥1) 个交路组成, 各交路规定的行车间隔为hj (j=1, 2, …, n) , 多个交路将线路全线按运能不同划分成了Sn个区段, 分别为S1, S2, ..., Sn, 覆盖区段Si的交路有mi个, 分别为j1, j2, ..., jmi, 其规定的交路行车间隔时间分别为hj1, hj2, ..., hjmi, 则区段Si的实际行车间隔时间为
1) 线路的通过能力约束。对于多交路情况, 要求线路上的最小行车间隔时间不得小于线路的追踪列车间隔时间。即:
min{h
2) 交路间的相互协调约束。多交路运行时, 为确保各交路之间的列车运行互不影响以及车站各次列车在时间上均匀到达, 要求各交路的发车时间应相互协调。
当多个交路的运行区间有重叠时, 需要指定各交路的发车优先次序, 各交路按照该次序依次发出其首趟列车。
1) 对于大交路先发车, 小交路后发车情况, 设大交路首趟列车的发车时间为BT
BT
式中:t运行为大交路列车运行至小交路起点站所需的时间;h
2) 对于小交路先发车, 大交路后发车情况, 大交路的发车时间为
BT
式中:h大为大交路规定的行车间隔时间;n的取值原则为确保BT
根据上述方法, 按照发车优先顺序可依次推算出各交路的首趟列车发车时间。
4 多方案运行情况分析
如图2所示, 方案由多个列车开行方案组成, 各开行方案按照时间顺序先后执行。此时, 运行仿真的重点是要控制各开行方案的有效时间和不同开行方案间的平滑过渡问题。
4.1 当前列车开行方案的控制
1 d有多个列车开行方案, 根据客流特征, 每个开行方案有其起始执行时间和结束执行时间, 因此, 仿真过程中只需将仿真时间与方案执行的起终时间进行比较, 即可实现多个开行方案的顺序执行。
4.2 不同开行方案间的平滑过渡
为实现不同开行方案交替时的平滑过渡, 在仿真过程中作以下规定:
1) 方案交替时, 对于前一方案已发出且尚未到达终点的列车, 按原方案规定继续前行至终点;
2) 后一方案中最先发车的交路, 其首趟车的发车时间为:
BT
式中:BT1后为后一方案最先发车交路首趟车的发车时间;BT末前为前一方案末班车的发车时间;t运行为前一方案末班车运行至后一方案首趟车交路起点车站所需的时间;h后为后一方案首趟车交路起点所在区段的实际行车间隔时间, 可由式 (6) 算得。
后一方案其他交路首班车的发车时间:
1) 对于大交路先发车, 小交路后发车情况, 为避免小交路列车与前一方案列车冲突, 其发车时间为
BT
2) 对于小交路先发车, 大交路后发车情况, BT
5 仿真系统的总体流程设计
根据前文的分析结果, 结合移动闭塞的列车运行控制方式, 本文设计了城市轨道交通列车开行方案运行仿真系统的总体流程见图2。
在每个仿真步长中, 选定当前仿真时间应采用的列车开行方案, 从方案中逐个选定交路, 按发车时间早晚依次判断该交路发出的每趟列车下一步应采用的牵引工况, 计算列车的V, S, T值并保存。如此循环, 直到每个交路的每趟列车都完成了计算后, 仿真步长再推进一步。
考虑到上下行方向的线路基础数据不同, 因此图中每一交路上下行方向的列车运行仿真应分开并行计算。
6 仿真案例
这里采用自行开发的城市轨道交通列车开行方案运行仿真系统进行算例试算。设某线路有10个车站, A—J站, 选用编组相同的列车进行追踪运行, 其牵引重量160 t, 列车长60 m。仿真方案见表2。相关仿真参数如下:各交路均为站站停车, 停站时间均为30 s, 安全距离为200 m, 最大加速度为0.8 m/s2, 最大减速度为0.6 m/s2, 加速度最大允许变化率为0.6 m/s2, 速度波动值为10 km/h, 仿真时间180 min。对该方案进行仿真, 得到如图3 (上行方向) 、图4 (下行方向) 所示的v-s、t-s曲线。
图中, 横坐标距离 (s) 为列车所处的位置, 沿着横坐标依次有各车站的中心点位置;向上方向的纵坐标速度 (v) 为列车的当前速度;向下方向的纵坐标时间 (t) 为仿真时间。上半图为v-s曲线, 表示了列车运行过程中在各位置的速度变化情况。下半图为t-s曲线, 表示了各次列车在不同仿真时间所处的不同位置。
为便于观察, t-s图中各交路的首趟列车运行线用粗线条表示, 其余列车运行线用细线条表示。任一方案中各交路的发车时间协调良好, 不同方案间过渡平顺, 较好的解决了多列车开行方案的运行过程仿真问题。
7 结束语
本文分析了列车开行方案的特点和要素, 讨论了多方案运行仿真中遇到的多种问题及其解决方案, 如:单交路情况、多交路情况、交路间的协调控制、不同方案间的平滑过渡等。在此基础上, 设计了仿真系统的总体流程, 并通过算例验证了系统的有效性。
通过仿真列车开行方案的运行过程, 可了解列车运行的具体情况, 深入分析运营方案的效率及其与客流特征的匹配情况, 为优化运输组织方案, 提高运营管理水平提供强有力的辅助分析工具。为实现这一目标, 还需要在以下两方面展开详细的研究:①客流出行过程和列车运行过程的综合仿真研究;②突发事件情况下的多列车追踪运行仿真研究。为最终实现具有良好实用性的路网列车开行方案仿真分析系统奠定基础。
摘要：分析了列车开行方案的特点和要素, 运用多质点模型设计了多列车追踪运行计算模型, 讨论了多方案运行仿真中遇到的多种问题及其解决方案, 如单交路情况、多交路情况、交路间的协调控制、不同方案间的平滑过渡等。在此基础上, 设计了仿真系统的总体流程, 并通过算例验证了系统的有效性。
关键词：城市轨道交通,列车开行方案,多交路,计算机仿真,牵引计算
参考文献
[1]Barter W M.Application of computer simulation torail capacity planning[C]∥Proceedings of the 19986th International Conference on Computer AidedDesign, Manufacture and Operation in the Railwayand Other Advanced Mass Transit Systems.1998:199-214.
[2]Nash A, Huerlimann D.Railroad simulation usingopen track[C].Germany Ninth International Con-ference on Computers in Railways, COMPRAILIX.2004:45-54.
[3]Hirao, Yuji, Hasegawa, et al.Development of a u-niversal train simulator (UTRAS) and evaluationsof signalling systems[J].Railway Technical Re-search Inst, Tokyo, Japan, 1995, 36 (4) :180-185.
[4]刘剑锋, 丁勇, 刘海东, 等.城市轨道交通多列车运行模拟系统研究[J].交通运输系统工程与信息, 2005, 5 (1) :25-28.
[5]刘海东, 毛保华, 何天健, 等.不同闭塞方式下城轨列车追踪运行过程及其仿真系统的研究[J].铁道学报, 2005, 27 (2) :120-125.
轨道交通运行控制系统 篇9
关键词：城市轨道交通,时刻表,大小交路,折返站容车能力,共线交路运行图
0 引言
城市轨道交通共线交路是指某条线路在分析客流特征的基础上,组织列车开行两种或两种以上的交路方式,并且在两交路上有一段相同的运行区段。而共线交路运行图是在共线交路的情况下,列车在固定的基本站与折返站之间担任旅客运输任务的运行综合计划,它是城市轨道交通行车组织的基础,它的编制质量将直接影响列车的运输效率,并对提高线路服务水平,实现安全生产目的具有重要意义。
列车共线交路运行图的铺画相对于国家铁路要简单一些,但是,由于系统运行环境是城市地区,线路客流的波动随节假日变化较大,为满足轨道交通列车有序运行及旅客出行需求,列车运行间隔需要频繁调整[1]。有些文献对同一线路的共线交路情况下列车首末班车与换乘节点站衔接方案的优化、车场的有效利用以及列车延误影响等问题,对共线交路情况下列车运行图的铺画流程和方法进行了探讨[2]。还有文献对城市轨道交通列车运行图计算机编制过程中的行车间隔,大小交路列车开行数量的匹配等问题的研究[3]。文献[4]利用运行图周期分析法,提出计算多交路条件下城轨通过能力和车底数量的数学模型。
事实上,关于城市轨道交通共线交路运行图编制的模型以及方法的文献还相对较少或者考虑的因素较简单,越来越不能满足不断壮大的城市轨道交通网络,实用价值不强。
本文在时刻表的推算过程,以及车底交路的模型建立中考虑了城市轨道交通网络列车运行区段内出现的客流不均衡现象,并且在已知时刻表计划的基础上,为某时间段、某空间范围内组织安排一定数量的列车车底,之后为这些车底分配相应的列车车次、出入车辆段或者停车场等,以此来实现列车车底资源的优化应用。在计算机编图优化中,对平峰时段与高峰时段进行了划分,定义底图结构,确定大小交路,依据列车在基本站的发车间隔以及交路客流特征确定大小交路开行比例,再根据车底运用方式计算车底总停留时间最少,最后铺画完成运行图以及出入库线。
1 时刻表推算方法
设某城市一条轨道交通线路L有L = ( N,D) 。其中N为线路上的车站集合,即N = { 1,2,…,n} ; D为客流区间集合,D =D+∪ D-,其中D+表示上行客流区间,D-表示下行客流区间; tis,j表示列车从车站i到车站j的总运行时分,其中i ∈ N,j ∈ N; tiy,j表示列车从车站i到车站j的纯运行时分,其中i ∈ N,j ∈ N; tiq表示列车在车站i的起车附加时分,其中i ∈ N; tjt表示列车在车站j的停车附加时分,其中j ∈ N; t( k)i表示列车k在车站i的停车时分; t( k)fi,j表示列车k从车站i发向车站j的发车时分; t( k)id,j表示列车k从车站i到达车站j的到站时分。
由于运行区间线路状况不同,即同一区间在不同的运行方向上列车的总运行时间有所不同,则有列车从车站i到车站j的总运行时分:
同一车站的列车的停站时分受区间运行方向上的客流的密度大小影响也有所差异,因此列车k在车站i的停车时分:
考虑到城市轨道交通系统列车的运行没有会让和越行,运行状况相对国家铁路较简单,所以列车的运行轨迹,即中间各车站的到、发时刻可根据基本站( 或折返站) 的始发时分,列车在区间的纯运行时分tiy,j、起车附加时分tiq、停车附加时分tjt、停站时分T( D±,t( k)i) 确定。下面采用顺序推点方法推算中间各车站到、发时刻:
上行列车k到达车站i的时刻:
上行列车k从车站i发出的时刻:
同理,可用上述方法推算出下行列车在中间各车站的到、发时刻。
时刻表是多个列车车次的时间安排,它是运营部门向旅客提供列车在各站到发时刻的一种时间表格。为了使时刻表呈现得更加明了,方便运营工作人员的工作,在时刻表数据计算完成后,运用计算机将它以图形的形式展现出来,这就是运行图的一部分图形展示,即运行线。
可见,时刻表实际上是运行图的另一种表现形式,它是运行图铺画的基础数据。
2 车底交路优化模型
城市轨道交通车底是指固定编组、循环使用、不进行分摘的车列。而车底交路是为实现运行图规定的任务,为每一运行计划,即每一条运行线安排列车服务,且运行区段固定,基本段和折返段必须有足够的整备时间。
一般地,影响城市轨道交通车底交路的因素除了时间约束、空间约束外,还有很多其他约束。比如折返站的容车数限制、折返时间限制等。这些影响因素如果考虑不全,对运行图的优化编制都会产生影响,所以本文的车底交路优化模型以符合城市轨道交通列车开行特点为基础,加快车底的周转,最大程度地减少车底的数量为目的。
假设车底套跑运用,即两个或者两个以上的列车,使用同一车底。下面以计算出的时刻表数据为基础,定义相关参数:
{ csjz} 表示全天运营时间段内在折返站z所有出发列车出发时刻集合;
{ dejz} 表示全天运营时间段内所有到达折返站z的到达列车的到达时刻集合;
k表示全天运营时间段内到发列车集合,k = kd∪ kf,其中kd为到达列车集合,kf为出发列车集合;
Tzij表示下行列车i到达折返站z,在折返站经折返作业后作为上行列车j的车底出发,该车底在折返站z的停留时间;
tz折表示列车在折返站z的最小折返时间;
tz定义为列车在折返站z允许的最长停留时间;
rz表示折返站z的最大容车数;
w表示到达列车满足折返条件时,在折返站不等待出发而选择先入库,后出库的列车集合;
v表示列车因选择出入库,产生燃油、人员等损耗所给与的惩罚值;
m表示折返站数量;
首先我们引入一组变量:
其中,i ∈ kd或( kd⊕ w) ,j ∈ kc或( kc⊕ w) ,其中定义⊕ 表示连接运算,即到达列车连接入库;
当i ∈ kd,j ∈ kf时:
当i∈(kd⊕w),j∈(kc⊕w):
与铁路机车交路问题相比较,城市轨道交通折返站上的车底交路问题有一个明显不同,就是在折返站上必须考虑容纳车底数的限制,以保证列车按图运行。例如,某折返站在同一时间最多容纳4 列车底,如果多于4 列,应及时安排入车辆段。
对折返站容车能力描述: 在高峰时段向平峰时段的过渡时间段中,车站的到达间隔时间远小于出发列车的出发间隔时间,车底有可能在折返站上“堆积”[5,6,7,8],假设这时存在的折返方式如图1 所示。
图1(a),当时,记此时折返站车底数为r';
图1( b) ,当时,记此时折返站车底数为r″ ;
图1( c) ,当时,记此时折返站车底数为r′′′。
目标函数:
列车必须由一组车底为其服务:
折返站容车数约束:
到达列车入库约束:
折返时间约束:
3 车底交路优化算法设计
该问题可以简化为指派问题求解,但是求解指派问题的方法较多且最优解有多个,大多数情况下求得的最优解并不能很好地适用于实际问题。而城市轨道交通运输问题涉及的变量多而复杂,并且在实际的问题中会产生大量的不确定因素,运用常规的算法设计不能满足实际问题的特点及运输规律,所以本文从整体优化的思想出发,以优化模型为依据,设计适合于该实际问题的算法来优化运行图的编制质量。
本文算法步骤如下:
Step1 将折返站z上所有运行线的到达时刻集合{ dejz} 、出发时刻集合{ csjz} 升序排列;
Step2 对每一始发站按终到列车循环,就近勾画一对向始发列车( 满足最小折返时间tz折) ,到达折返站z的列车有,从折返站z出发的列车有;
( 1) 在到达列车集合kd中,取到达列车i = 1,即从第一列到达折返站z的列车开始,依次对每一个到达列车i( i = 1…k) ,找到出发列车集合kf中j = 1 的列车;
若Xjz= 0,并且有csjz- deiz≥ tz折,csjz- deiz< tz,此时到达列车可以选择在折返站等待出发,或者入库,当到达列车选择在站等待出发时,则有Tzij= csjz- deiz,将该到达列车标记为Xiz= 1,出发列车标记为Xjz= 1,转步骤( 2) ,如果到达列车先选择入库,在csjz时刻前出库,则将该到达列车标记为Xiz= 1,出发列车标记为Xjz= 1,并产生惩罚值,有Tzij= v ;
若Xjz= 0,并且有csjz- deiz≥ tz折,csjz- deiz> tz,则将该到达列车标记为Xiz= 0,转步骤( 3) ,出发列车标记为Xjz= 0 ;
( 2) 检查下一个Xiz= 0 的到达列车i + 1,如果有csjz- deiz≥tz折,转步骤( 1) ; 如果有csjz- deiz< tz折,转步骤( 3) ,寻找下一个到达列车i + 1 ;
( 3) 此时没有被标记的到达列车Xiz= 0 入库,然后有Xiz=1 ;
Step3 所有没有标记的出发列车Xjz= 0,列车j以出库表示,然后有Xjz= 1 ;
Step4 如果全部的Xiz= 1 的到达列车i和全部的Xjz= 1 的出发列车j,有csjz- deiz< tz折,那么csjz= csjz+ 1440 ,转Step2;
Step5 对每一折返站重复以上步骤,直到各折返站上所有的到达列车kd和出发列车kf都完成分配任务,即所有的Xiz= 1,Xzi=1;
Step6 列车在区段端点都有出入库线或与对向列车相连。
4 实例分析
以上海市轨道交通一号线春季运营计划为研究背景,模拟铺画共线交路运行图,以验证时刻表计算的合理性与车底在折返站作业组织的正确性。假设下行线路1 始于富锦路,止于外环路,上行线路1 反之; 上行线路2 始于外环路,止于上海火车站,下行线路2 反之。线路运营全长32. 53 km,共有车站27座[9],线路两端设两车库( 停车场和莘庄) ,其中富锦路( 简称“富”) ,外环路( 简称“外”) 作为基本站( 兼作折返站) ,上海火车站( 简称“火”) 只作为折返站,折返站最大容车数为3。
在此,共线交路问题为两个单一的交路嵌套在一起的大小交路问题。大小交路的起点相同,终点不同。如图2 所示。
同时为了提高城市轨道交通列车的服务水平,尽量要保证均衡的行车间隔。所以,在铺画运行图时,在每一个运行时段内,不同类型交路,列车发车间隔符合一定的比例关系,例如1∶ 1,1∶ 2等[2],实例基础数据如表1、表2 所示。
基于上文中的时刻表推算方法,利用计算机计算全天运营时间段内( 包括平峰时段和高峰时段) 的时刻表,如表3 所示。
列车时刻表实际上是列车运行图的另一种表现形式,所以它是计算机铺画运行图的基础数据,在上文中已计算出了时刻表,现将其转化为列车运行图。
计算机编程过程中为更逼真地模拟出城市轨道交通列车运行图,现设横轴为时间轴,因为城市轨道交通列车开行密度较大,所以将该时间轴定义为一分格,即每格为一分钟,纵轴设两个参数,站名与站间运行时间,然后通过计算机进行了基础时分参数,列车运行间隔等数据的维护,据此计算机铺出运行图以及出入库线。
当运行图铺画完成后开始勾画交路。根据车底交路数学模型计算出每列车在折返站的最少停留时间,然后运用上文中的车底交路算法在折返站富锦路、上海火车站,莘庄勾出了交路,局部放大图如图3 所示。
图4 为富锦路折返站的容车数情况。以10∶ 32 到11∶ 17 这个时间段为例,富锦路折返站最大容车数为3,如列车132、106和116 或列车134、136 和120 同时在站。
最后从铺画的图中可以得出共需21 个列车来完成该城市轨道交通春季运营计划。实例铺图结果表明,相对于传统的车底交路勾画算法,本文的算法可明显减少车底在各折返站的总停留时间,这在一定程度上就相当于减少了车底的运用数量,这也对节省企业成本,提高旅客运输效率具有重要意义。并且与手工编图对比,计算机编图能较好地满足实际运行要求,并能实现自动化编制,较大程度上减轻了手工编制的劳动强度,所以这将会在为后轨道交通研究中提供更多的理论与应用基础。
5 结语
综上所述,城市轨道交通共线交路运行图的优化目的在于减少车底在各折返站总停留时间。据此,本文以上海轨道交通一号线列车开行特点以及交路方案为背景,简化了模型的建立与约束条件的分析,设计求解算法,在计算机铺画过程中考虑不同交路开行比例的合理安排、开行间隔、折返站容车数等问题,来达到理想中的车底运用目的。
参考文献
[1]许红,马建军,龙建成,等.城市轨道交通列车运行图编制的数学模型及方法[J].北京交通大学学报,2006,30(3):10-14.
[2]江志彬,徐瑞华,吴强,等.计算机编制城市轨道交通共线交路列车运行图[J].同济大学学报,2010,38(5):692-696.
[3]徐瑞华,江志彬,朱效洁,等.城市轨道交通列车运行图计算机编制的关键问题研究[J].城市轨道交通研究,2005(5):31-35.
[4]程婕,彭其渊,赵军.城市轨道交通列车交路优化模型[J].西南交通大学学报,2013,48(6):1116-1121.
[5]王川.城市轨道交通列车运行图编制模型和算法研究[D].长春:西南交通大学,2008.
[6]崔炳谋.机车周转图的计算机优化算法[J].铁路计算机应用,1998,8(2):16-18.
[7]Salzborn F J M.Timetables for suburban railway system[J].Transportation Science,1970,4(12):383-402.
[8]Wong Rachel C W,Yuen Tony W Y,Fung Kwokwah,et al.Optimizing time table synchronization for rail mass transit[J].Transportion Science,2008,42(1):57.
轨道交通运行控制系统 篇10
城市轨道交通列车交路是列车在线路中运行的区段, 主要分为单一交路、共线交路 (嵌套交路和交错交路) 、衔接交路等, 如图1所示。单一交路是指列车从线路起点站出发, 到达线路终点站后折返的交路形式。其他交路主要特点为列车需在中间站进行折返作业。交路计划包含列车在线路中的运行区段、车辆编组形式、折返站的设置、分时段行车间隔、以及对应的列车开行对数等。
深圳地铁一号线 (罗宝线) 在运营初期, 客流分布较均匀, 采用罗湖至机场东单一交路, 随着城市发展, 断面客流分布变得不均匀, 罗湖至西乡客流量大, 机场段客流量小, 如果仍然开行单一交路, 在机场段客流量减少时运力浪费。于是根据客流需求和现有车辆数条件等, 确定开行罗湖至机场东大交路, 嵌套罗湖至西乡小交路的共线交路计划。
2 FALKO西门子计算机运行图编制系统
2.1 FALKO简介
FALKO是由德国西门子研发的运行图编制系统, 采用的是全英文操作界面, 该系统直接与罗宝线信号系统Vicos501相连, 用于建立和验证轨道交通系统运行时刻表的程序, 适用于罗宝线的运行图编制。
2.2 FALKO编制运行图步骤
2.2.1 基础参数的设置
定义所运行图的开始和结束时间、是否产生出/入车辆段的车次、正常使用的列车类型、运行时间预留、默认停车时间等2.2.2建立时刻表
通过选择菜单中Window/Track Topology+Timetable (窗口/轨道拓扑结构+时刻表) 得到用于建立时刻表的标准图形。轨道拓扑结构和符号时刻表将分别显示在图形窗口的上部与下部, 如图2所示。
在轨道拓扑结构图中, 显示进路元素、车站、线路的驾驶方向、停车点。符号时刻表中包括有对象类型线路、线路集、行程 (车次) 、交路、车辆以及车辆段。在设置好基础参数后, 需要在拓扑轨道线路图上铺设列车交路, 即建立符号时刻表。
2.2.3 编辑时刻表
在插入线路完成后需将线路联系起来生成线路集。例如:罗湖-机场东 (L1) ;机场东-罗湖 (L2) 的组合方式就是一个线路集。根据线路集的“结构”可分三种不同的集:串行进路、平行进路、独立进路。线路集还可以有层次地进行组织。例如, 结构“L1|L2+L3|L4”表示, 两个平行线路集组成一个串行进路。
在生成线路集之后需要给线路集赋予一个时间段包含行车间隔序列或单个车次列表。
设定好车次后, 需建立车辆段, 车辆段是时刻表开始和结束时列车停留的车站, 甚至在一天内, 当正午行车间隔变大时, 这些车辆段可用于临时停车。
车辆段确立后, 需把车辆段与车次连接起来, 这样做是让系统判别那些车辆从指定的车辆段出厂。
2.2.4 时刻表优化
首先根据生成的初始运行图编制相应的车辆计划, 从而对运行图进行优化。车辆计划中主要设置是否禁止长途连接车次, 如何用常规/连接车次取代不载客车次。车辆计划设置完毕后编写运行图策略。一个策略是一个文本命令, 输入相应的运行图策略将运行图冲突取消。
2.2.5 时刻表检验和输出
在输入相应策略对运行图进行优化后, 运行图上的所有冲突都应该消失, 此时为检验运行图的有效性调出仿真动画进行检查, 以保证上传的有效性。在成功地建立了FALKO时刻表并经过模拟器、分析功能的验证后, 开始时刻表的输出。
3 FALKO系统编制深圳地铁一号线共线交路实例
根据深圳地铁一号线分时最大断面客流量、列车定员数、线路负载率计算出运营时段内分时开行列车数和行车间隔, 最后确定全日行车计划, 如表1。
根据以上全日行车计划以及其他条件后, 确定深圳地铁一号线运行交路计划为:采用罗湖至机场东大交路, 嵌套罗湖至西乡小交路的共线交路, 6列常规编组, 常规站停, 高峰最大上线车辆44辆, 备用车2辆。
运行交路计划确定后进行运行图的铺画工作。
3.1 基础参数的设置
设置基础参数, 如运行时间预留为12%, 默认停站时间为35, 30, 35, 40, 特殊最小折返时间为罗湖180秒, 西乡95秒等。
3.2 建立时刻表
在拓扑图上上建立基本交路, 如罗湖至机场东大交路、罗湖至西乡小交路、竹子林至罗湖出厂路径等。如图2。
3.3 编辑时刻表
将已建成的交路线路集合成线路集, 如图2所示, 建立M0-M6的线路集, 并且详细编辑每个线路集的参数。
然后给每个线路集赋予一个或多个时间段, 包含行车间隔序列或单个车次列表。如图中630_7的车次集表示早晨6点30至7点的行车序列。
然后建立车辆和Depot和Depo2两个车辆段, 分别表示竹子林车辆段和前海车辆段。
车辆段确立后, 把车辆与车次连接成周转, 即完成了符号时刻表的初步建立。
3.4 时刻表优化
符号时刻表建立以后编辑车辆计划, , 比如分时段用常规机场东至罗湖交路的车次取代竹子林至罗湖出厂的不载客车次等。
然后编写运行策略, 针对运行图冲突分别编写罗湖短折返策略、机场东折返策略、竹子林和前海的出入段策略、复制删除策略、修改策略等。应用这些策略对运行图进行微调优化, 如指定出厂股道, 调整罗湖1道到达和2道到达的冲突, 解除机场东折返时间不足的冲突等等, 最后达到上传和实际运行要求。
3.5 时刻表检验和输出
时刻表优化以后, 运行系统仿真, 模拟全天真实的运行过程, 以检验运行图的可行性、有效性和实用性。
将调整后的运行图上传至ATS检验, 无报错, 即完成了该深圳地铁一号线共线交路运行图的编制过程。
3.6 编写时刻表和执行说明
最后将时刻表导出成Excel文件, 同时编写备用车安排表、时刻表执行说明 (包括时刻表编号、行车计划描述、特殊车次安排、首末班车时间表等) , 供乘务和车务等相关部门阅读使用。
参考文献
[1]黄荣.城市轨道交通网络化运营的组织方法及实施技术研究[D].北京:北京交通大学, 2010.
[2]王川.城市轨道交通列车运行图编制型和算法研究[D].四川:西南交通大学, 2011.
轨道交通运行控制系统 篇11
【摘 要】在我国，地面重铁大多数只能在长途中得到使用，短距用途则没有被考虑进去，地铁的出现，实现了短途运输，同时使铁路运输各尽其责，避免了人流量或其他因素所造成的麻烦。城市轨道交通信息通讯系统是专门服务于轨道交通的运营和治理的系统，它在一定程度上使列车安全、快速、高效的运行得到了保证。本文通过阐述城市轨道交通信息通讯系统的技术现状，对其核心系统进行了全面的分析，希望城市轨道交通信息通信系统在轨道建设中发挥重要的作用。
【关键词】城市轨道交通；信息通信系统；信息传输系统
0.引言
作为直接服务于转轨交通运营和管理的城市轨道交通信息通讯系统，通过对列车运行、公务联络、运营管理及各种信息的传递等各种方式的管理[1]，使列车快速、安全、高效的运行得到了可靠的保证。该系统由传输系统、公话电话系统、专用电话系统、电源系统等子系统构成。城市轨道交通信息通讯系统是一个复杂的系统，为了使其功能得到有效的发挥，需要各个子系统间的相互协调与配合。现代城市轨道交通安全、高效、快捷的运行离不开完善、先进的通讯系统的支持。在未来，城市轨道交通信息通讯系统将向宽带化趋势及各个新系统的开发应用这两方面发展，同时使城市轨道交通服务不断完善，促进城市轨道交通的发展。
1.我国城市轨道交通信息通信系统技术的研究现状
我国轨道交通部门为了使城市轨道交通列车安全、稳定、快速、可靠的运行，同时对列车的运营情况进行统一的指挥，就需要城市交通系统与完善的通讯系统之间的相互配合[2]。根据我国目前城市轨道交通专用通讯系统的情况，将该系统分为十二个子系统，它们分别是公用电话系统、专用电话系统、广播系统、闭路电视系统、时钟系统、数据通讯系统、传输系统、报警系统、自动售票系统、信息管理系统、综合布线系统、报警系统。
我国城市轨道交通信息通讯系统正在向多样化方向发展，随着城际轨道交通线与市郊线的大量建立，使该系统逐渐形成大运量、中运量、市郊线多种并存的局面，并呈现出多样化的趋势。为了使我国城市轨道交通的整体技术水平得到有效的提升，使该行业技术得到飞速发展，突破国外的技术垄断，同时使其所涉及到的行业、经济得到快速的发展，就需要大力开展交通信息通讯系统的技术研究。
2.传输系统作是城市轨道交通信息通信系统的核心
作为城市轨道交通信息通讯系统核心的传输系统，其主要的职责是为语言、数据、图像等各种业务提供专用通道。由于各种业务对系统的时间、宽带、可靠性等的要求不一样，为了保证这些业务的顺利完成，就需要加强传输系统的灵活性和可靠性。根据业务的不同种类可将其分为两种类型，即车站—中心业务和邻站业务[3]。
由于传输系统是通讯系统的核心，这就要求其更加重视技术选择问题。目前我国的通信技术发展比较快，通讯技术的发展推动了城市轨道交通传输技术的发展，使其在传输技术选择上提供了更为广阔的空间。我国现今使用的传输技术主要有三种，它们分别是开放式传输网络技术（OTN）、同步数字传输技术（SDH）、异步转移模式技术（ATM）。下面我们将对这三种技术的优缺点进行简单的介绍。
开放式传输网络技术是专门服务于城市轨道交通的技术，由于该技术的接口类型及数据比较多，所以性能稳定。但是由于该系统没有国际统一标准，从而使其自身具有封闭性，这种现像对系统的升级是不利的。除此之外，随着我国城市轨道交通业务量的逐渐增加，宽带的不断改进，OTN技术已经无法适应宽带的需求。
同步数字传输技术作为以一种成熟且优秀的技术，是电信骨干网的重要组成部分。该技术有着世界统一标准，有利于系统的更新换代，同时还具有网管和自愈功能。但是，由于同步数字传输技术主要服务于语音业务，所以在数据和图像业务方面还有所欠缺。
异步转移模式技术是一种面向连接的技术，它通过统计复用功能，使宽带的利用率得到有效的提高；该技术在业务服务方面具有多样性，能为各种业务提供有效的服务，尤其是在视频业务中的效果最为显著。但是由于ATM的系统非常复杂，所以其可靠性不高，同时昂贵的价格在一定程度上制约了该技术的发展。
随着各种新型通讯技术的开发和应用，使轨道交通的业务得到发展，新型的业务被开发出来，同时也对宽带的要求有所提高。在未来城市轨道交通信息通讯系统中，千兆以太网技术（GE）及粗波分复用技术（CWDM）将会被使用。
千兆以太网技术可以与以太网及快速以太网兼容，其特点是直接、千兆、快速，同时由于设备比较便宜，传输的距离较长，很容易得到推广，在一定程度上使城市轨道交通信息通讯系统的要求得到满足，并且解决了传统以太网的不足[4]。
粗波分复用技术是大容量电信骨干网的首选技术，它具有操作简单、容量充足、扩充容易、性价比高等优点。随着宽带的进一步提高，CWDM技术在未来城市轨道交通信息通讯系统中发挥重要的作用。
3.城市轨道交通信息通信系统的其他子系统
3.1公务电话系统和专用电话系统
公务电话系统是城市轨道交通信息通讯系统的子系统之一，它为轨道交通的运营控制提供了通讯工具。随着交换机技术的成熟和推广，使公务电话系统有了较多的选择。可靠稳定、扩容方便的交换机在该系统中的使用，有利于轨道交通的高速增长，同时适应了其他业务及话务量的需求。由于公共通讯网采用虚拟网的方法来解决问题，所以在一定程度上降低了投资建设及运营的成本[5]。
专用电话系统为工作人员指挥列车的运行和设备的操作提供了通讯工具。行车安全离不开行车调度运用，而行车调度的顺利进行需要可靠、安全及操作方便的设备支持。专用电话系统在轨道交通中的使用，为行车调度提供了有力的支持，在发生紧急情况时，可将系统内部的每台电话都设置成热线电话，有利于事件的快速解决，也为行车安全提供了重要的保障。
3.2电视监控系统
作为图像通讯的闭路电视监控系统，可以将实时、动态、直观的图像进行跟踪、监控、记录。闭路电视监控有指挥和管理的功能，为城市轨道交通自动化调度和管理的实现提供了依据。由于电视监控系统的不对称传输，使车站到中心需要的宽带比较大，反之则需要使用低速数据业务。ATM技术在电视监控系统中的使用，是现今为止最佳的传输机制，该系统利用ATM技术按需求分配宽带的特点，使图像的质量得到保证，同时也节省了宽带的使用率。
4.结语
随着我国通讯技术的发展，使城市轨道交通信息通讯技术不断完善，同时呈现出来多样化的发展趋势。由于列车的安全行驶需要可靠性高的通讯系统的支持，所以，为了避免意外情况的发生，就需要工作人员在了解该系统的基础上，加强对通讯系统的研究，使通信与信号紧密的结合起来，形成一个具有高自动化的、集控制、指挥、 通讯、信息为一体的系统，同时利用无线卫星、移动通讯、光纤通讯等先进的科技，使列车在运行过程中实现通讯联系，有利于通讯网的形成。这就使通讯系统的可靠性能得到很大的提高，保证了列车在行驶过程中的安全，同时也使运输效率得到充分的发挥。
【参考文献】
[1]（美）卡塔洛颇罗斯基.密集波分复用技术导论[M].北京：人民邮电出版社，2011.
[2]肖雅君，吴汶麒.用于轨道交通列车自动控制系统的通信技术[J].城市轨道交通研究，2012，（02）：59-60.
[3]杨磊，李峰.传输系统在城市轨道交通信息通讯系统中的应用[M].北京：机械工业出版社，2010.
[4]陆化普.城市轨道交通规划的研究与实践[M].北京：中国水利水电出版社，2011.
城市轨道交通控制系统的思考 篇12
联锁是道岔、信号及进路之间的一种相互制约的关系。用一种函数的表达方式即:z=f (x, y) ;其中, x、y、z分别表示道岔、进路及信号;f表示联锁关系。从此式可以看出联锁最终的输出是一个信号。此信号的识别方式有多种, 对司机而言, 可以是实体信号机或者车载信号机的显示, 如果司机不参与列车的运行, 信号可以是车载设备的一些输入数据, 最终的目的是告诉列车前方的路况, 方便列车的运行, 保障列车运行的安全。
对于f可有多种形式, 但是最终的z值必须具有故障—安全的特点。对于x、y的取值具体由现场的设备决定。
1.1 信号输出
由z=f (x, y) 可以看出信号的输出值由道岔及进路的值决定。
1) 道岔。道岔在运营当中可能出现道岔状态不可知以及四种可知的道岔状态即定位、反位、四开、挤岔, 那么x的取值有五种。对道岔状态的认定我们可以通过采集转辙机自动开闭器的状态来确定, 由于自动开闭器和转辙机之间是机械连接, 在转辙机调试完成后, 可以由自动开闭器的状态直接认定道岔的状态。
2) 进路。进路是多个轨道区段的组合, 每个轨道区段会存在状态未知以及有车占用和区段空闲三种情况。通常情况下, 对于确定信号的输入而言, 对区段状态未知和有车占用做同等的处理, 以达到故障—安全, 确保后续列车安全运行。
进路是有方向的, 其方向由道岔来决定, 即y=F (x, m) , 这里m表示区段的状态, 即由道岔状态和区段状态共同决定进路的输出值。
但是对要输出信号的一条进路而言, 又可以将进路细分为列车将要经过和列车不经过但会对行车产生影响的进路两种。这两种进路之间存在着敌对和抵触的关系。而敌对进路和抵触进路对列车将经过的进路的影响可以直接由其信号输出来决定。进路的取值如表1所示。
相关信号是指其敌对和抵触进路的信号。抵触和敌对信号的概念与大铁中的定义相同。
由以上叙述可知, 在得到相关的道岔值和进路值之后, 可以对信号进行输出, 用来指示列车的运行。
1.2 信号的输入
得到输入信号后, 最终要将信号输入给列车, 来决定列车的运行状态, 即将信号转变为车速。此处的车速是一个向量, 既有方向又有大小。由上可知, 信号本身也具有方向和大小两个因素, 即相对应的信号和车速, 以达到控制列车的目的。
列车若为司机驾驶, 则可由地面实体信号机的显示来调整车速, 若为自动驾驶, 则可通过信号给出的代码来识别信号。
1.3 实现方式
由上可知, 联锁可以转换为一种算法, 即通过一系列的计算最终得到一个可识别的信号, 算法中此信号的得到由一下设备来共同决定。
1) 道岔。道岔状态可通过转辙机中的自动开闭器来确定, 在传统的6502中, 通过四个继电器的状态来反映道岔的状态, 而继电器的状态就是反应开闭器的状态。在城市轨道交通中已经广泛的采用计算机联锁系统, 因此只需采集道岔状态即可, 再由软件来实现其具体的计算。所以硬件中只需要对自动开闭器的回路进行采集, 将其转换为计算机可识别的数字信号便可以实现道岔状态的确定。
而对转辙机状态的改变只是上述过程的逆过程, 即将计算所得的道岔状态转换成模拟量, 控制转辙机的送电开关, 从而控制电机达到转换道岔的目的。
2) 进路。进路状态的反应有多种方式。传统的轨道电路中, 通过一个轨道继电器来体现轨道区段的状态。通过对多个轨道区段状态的检查从而决定进路的状态。
计轴系统在城市轨道交通中广泛采用的一种区段检查装置, 该系统通过计入和计出经过磁头的轮对数来判断区段的空闲和占用, 将结果用于进路值的计算。
3) 信号。对得到的信号, 传统上通过信号机, 以不同的颜色代表不同的含义传达给司机。随着科技的进步信号的含义更加广泛, 列车的接收方式也更加多元化, 可以是车载信号机, 也可以是一行开关量直接介入列车控制系统实现对列车的控制。
联锁系统, 在满足列车运行安全的情况下, 已经不能满足城市轨道交通当中运行速度和运行密度的要求。
若在有限长度的线路中要运行更多的列车, 可以通过两种方法实现, 一是提高列车的运行速度来提高通过量;二是减小运行间隔来增加线路上的列车数量。而仅仅依靠联锁系统无法满足以上的要求, 所以在城市轨道交通信号系统中常用联锁系统和列车运行自动控制系统相结合的方式来达到上述目的。
2 列车运行自动控制系统
联锁系统只是根据道路情况给出一个指示列车运行的信号, 此信号只提供列车运行前方的道路状态, 例如是否有列车占用、前方道岔的开向等, 此信号最终要输出给列车, 来控制列车的运行情况。对于人工驾驶方式而言, 信号机的颜色是一种可识别的信号, 但是对于列车自动驾驶设备而言, 颜色是没有办法识别的。故此, 我们需要一种可以提供线路情况, 以及列车本身情况的系统———列车运行自动控制系统。
现有线路中所采用的列控系统, 基本上有三个子系统构成, 分别为:列车运行自动防护系统 (ATP) 、列车运行自动驾驶系统 (ATO) 和列车运行自动监督系统 (ATS) 。它们分别实现安全防护、自动驾驶以及自动监督列车运行情况的作用, 从而达到列车运行自动控制的目的。
2.1 ATP子系统
ATP子系统主要由轨旁和车载设备构成, 用来实现列车运行自动防护的功能, 保证列车运行的安全, 是ATC系统当中必不可少的子系统。
1) 轨旁设备。轨旁设备主要用来采集、传递轨旁信息, 但是并不干预轨旁环境, 也就是说ATP系统不能干涉联锁系统。这些信息主要来源于ATS、联锁、以及一些轨旁的基础设备。
一般的, 轨旁需要设置一个控制单元 (用来处理其采集到的信息) 以及一些信标和信息采集设备, 在西门子的系统当中采用simens PC、应答器以及轨旁电子单元来达到上述的目的。
2) 车载设备。同样, 如果将轨旁的设备信息传送至列车, 需要一个控制单元来对列车接收到的信息进行分析和处理。且列车本身的一些运行信息也需要相应的采集与测量设备, 根据列车运行本身的属性, 需要测速和定位系统、人机交互系统、车—地通信系统, 基于以上需求, 本系统的车载设备主要有:车载控制单元、应答器天线、雷达、测速电机和人机界面等。
以上设备对列车的运行信息进行采集、分析、处理之后, 发出控制列车运行的命令, 从而实现对列车的控制。
2.2 ATO子系统
一般的ATO没有自己的轨旁设备, 其所需要的轨旁信息可以由ATP来提供。ATO主要用来实现列车运行自动驾驶的功能, 以向列车的牵引和制动系统发送指令的方式来实现。
其功能主要是:提供伺服控制功能, 决定伺服控制输出, 以便列车按照推荐速度曲线行驶而不突破紧急制动干预曲线;考虑旅客舒适度要求, 遵循车辆要求的冲击率, 加速度, 节能和其他限制;车载ATO响应ATS命令, 并自动控制列车的牵引和制动系统。
2.3 ATS子系统
ATS子系统汇集来自联锁和ATP的列车位置、进路状态、列车状态、车次号、信号设备故障等信息, 依据当天计划时刻表对全线的运行列车实施监督和控制。ATS能够自动排列进路, 还能通过调整停站时间和站间运行时间来自动调整列车运行。在必要的时候, ATS系统可以进行人工操作。
主要功能有:进路设置、列车监视和追踪、列车调整功能、时刻表管理、派班管理、报警及事件管理、用户权限管理、控制权限管理、记录回放、统计及报表管理、出入库管理、及培训与仿真的功能。
摘要：近年来城市轨道交通快速发展, 一些大中小城市相继建设地铁线路, 极大的缓解了城市的交通压力, 为市民的生活出行带来了极大的方便。地铁相比较于大铁来说具有运行间隔短、密度高、车站密度集中等特点, 运用于地铁运营中的自动化系统也具有自身独特的特点。本文就结合现有地铁线路所采用的系统, 从对道路和列车两个方面的控制角度出发, 对城市轨道交通当中的控制系统做简单的分析。
关键词：城市轨道交通,地铁,自动化系统,控制系统
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