从以上介绍可以看出,不同时期投入运营的轨道交通采用了不同的列车控制系统。各个列车控制系统已印入了其时代特性,它反映了科技发展的必然,也反映了ATC系统的发展进程,制式不同造成各系统的硬件设备、软件结构各不相同,而且轨旁设备与车载设备也无法兼用,使得各条线路之间暂不能实现互通互联。评价一个ATC系统,最主要的是确保列车运行安全的ATP子系统,也就是ATP 子系统的基础轨道电路的制式。
上海地铁1号线是我国第一次引进国外的ATC系统,它始于20世纪90年代初期,当时还是“模拟信号”的时代,所以选用基于音频无绝缘轨道电路的ATP系统为基础的ATC系统,反映了其技术成熟、可靠和先进性,体现了当时的时代特征,决定了ATC系统只能采用模拟、分列元件的电路,机车信号的速度码信息也只有6种,采用台阶式的定位停车方式,1号线ATC系统投入运行以来,性能稳定、动作可靠,安全运行至今。
2号线ATC系统引进时,正值数字电路技术趋于成熟应用阶段,而且 “目标速度”制式的数字编码轨道电路ATP子系统,在国外已有了成功运行的经验,以数字编码和计算机技术为基础,信息传输速率高、信息量也大,数字信号处理速度快,所以2号线ATC系统中决定选用基于数字编码轨道电路的ATP子系统是正确的。其轨旁设备,列车传送的信息中不仅包括“目标速度”,还包括轨道区段的载频,以及到达 “目标速度”的距离,相比1号线,其定位停车方式也趋于“曲线模式”制式,所以制动性能更好,也提高了旅客的乘车舒适度。ATP子系统已在2002年6月正式投入运行,可以说2号线的ATC系统相比1号线在技术上上了一个台阶,目前这种制式在轨道交通中仍处于广泛应用的阶段。
3号线的ATC系统相比2号线,虽然都称为数字轨道电路,但向列车传送信息的内容发生了很大变化,它传送的是围绕着的与先行列车之间的距离以及进路地图,而不是传统的“速度命令”,这是ATC系统在这一领域新的研究成果的应用,这种制式要求传输速率更高,信息量也更多。“距离”信息要求不断地对列车进行“重新定位”,而且在一定的区域内,其 “进路地图”信息基本相同,所以对轨道电路的分割并不像按 “闭塞分区”划分那样严格,轨道电路的数量可以减少;这种“距离信号”也为今后发展移动闭塞奠定了基础;其定位停车方式,车载计算机根据“距离”而不断修正其制动曲线,使模式曲线式制动更为理想,达到缩短行车间隔的目的,进而提高了行车效率。
技术随着时代而不断进步,ATC系统也是这样,随着新技术的不断涌现而更加先进,所以上海市已建成的三条线的ATC系统,它们都代表着不同时期的产物,但由于不同线路采用不同的ATC系统,各个系统之间的不兼容性,造成不同线路的列车不能 “跨线运行”,确实对运营带来很多不便。线路联网后,由于不同线路的列车无法“跨线运行”,就不能充分发挥轨道交通的网络优势,势必对旅客出行带来不便。如何解决这个问题,成了有识之士共同关心的议题。对信号工作者来讲,要掌握三条线路的三种不同制式,技术人员也要有较长时间的学习过程。由于轨旁、车载设备各不相同,无法通用,今后的各条线路的备品、备件,以及设备更新都是难题。(www.daowen.com)
ATC制式的不统一带来的问题非常严重。由于无法互联互通,每列列车都只能在固定的线路上运行,每条线路都需具备自己的预备车并设有独立的停车空间,由此带来的成本非常巨大。目前不同制式ATC系统的存在是客观事实,而且,在较长的一段时期也不可能统一,不分线路需求而求统一是不切实际的。ATC系统是为列车运行服务,根据不同线路的需求 (尤其是列车运行间隔时分和客流量),可以采用不同制式的ATC系统。以满足运行要求为前提,选用技术、经济比较合理的ATC系统;对于运行间隔时分较长、客运量也不太多的线路,可以采用较为简易的系统,既实用又可以降低造价,当然其技术也能反映当今时代特征,而且要考虑今后的发展,5号线采用点式ATC系统是明智之举。对于运量大、运行间隔时分小的线路,应选择完整的ATC系统,才能满足运营需要。随着交通网络日益完善,各条线路之间的跨线运行是必然趋势。因此对跨线运行除了加快自主开发产品的步伐外,应用先进通信技术也是解决不同制式之间矛盾的方式之一。
CBTC系统采用先进的通信、计算机技术对列车进行连续控制,它可不依靠轨道电路对列车占用轨道的检测,从而真正实现移动闭塞,降低发车间隔;无线CBTC通过开放的数据通信网络实现列车与轨旁设备实时双向通信,信息量大,还可以实现其他附加功能;对既有的列车防护系统采用无线CBTC进行改造后,可以实现既有信号系统与无线CBTC的补充,可以实现既有线与新的无线CBTC线路的跨线运行。目前,新线建设直接选用CBTC系统的线路较少,即使安装了CBTC系统,还是以传统的数字轨道电路系统或其他点式设备为后备,这反映了用户对CBTC系统可靠性的心理担忧,但我们相信CBTC系统是具有发展方向的列车运行控制系统,它正在日趋完善,在通信 “分层”结构标准规范下,其可靠性、安全性是能保证的。采用“站间闭塞”的传统方式作为后备也是可行的。其关键是对CBTC系统本身的可靠性和安全性论证,对其接口标准的认定,以及对系统功能需求规范的制定等,当然价格也是决定因素之一。
CBTC无论在技术先进性还是成本节约上都具有优势。近年来CBTC技术已经或即将在城市轨道交通中得到应用,虽然CBTC技术在世界范围内的使用历史接近20年,但是在中国市场,这项技术仍然未能得到城市轨道交通决策者的青睐。随着该技术在国外轨道交通应用上的实践,国内也将CBTC逐步引入,武汉是国内第一个采用CBTC技术建造城市轨道交通系统的城市,上海8号线经过专家论证采用阿尔卡特公司的基于无线通信CBTC系统,这说明根据通信领域多年来在互联互通上的经验,CBTC应用在轨道交通列车控制系统是安全的。为使各系统互通互联,必须使用标准统一并被广泛接受的协议,并鼓励系统供应商制造符合互联标准的产品,同时,统一标准的制定和应用也保证了系统未来兼容和升级有一条稳定的过渡途径。作为先进技术的CBTC也是世界城市轨道交通技术的发展趋势。
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