程輝

摘要：隨著城市生活節(jié)奏的加快，廣大居民對軌道交通出行效率、舒適度、準(zhǔn)點率的要求越來越高。目前減小列車行車間距、提高行車效率、改善列車通過能力、低能耗、高度智能是城市軌道交通車輛運行控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。安全、高效、可靠的城市軌道交通車輛運行控制系統(tǒng)對實現(xiàn)列車高速度、高密度、有秩序地運行有著非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;運行控制;行車組織;城軌車輛;列控系統(tǒng)

引言

安全系統(tǒng)能夠有效降低人車碰撞風(fēng)險，但其對交通流長時間運行狀態(tài)的影響有待探究。運用NetLogo軟件，基于智能體建模思想設(shè)置車輛和行人運動模式，選擇平均車速波動情況和車輛等待時間、行人等待時間、行人速度分布評估傳統(tǒng)車輛、行人檢測系統(tǒng)車輛和人車通訊系統(tǒng)研究車輛運行時的交通流穩(wěn)定性和通行效率。

1有軌電車線路運行效率的影響因素

有軌電車系統(tǒng)是人、車、線路及環(huán)境相互作用的復(fù)雜系統(tǒng)。本文將運行效率影響因素歸為車站、路段、交叉口3類。其中：車站是有軌電車線路上供車輛到發(fā)、通過和折返等作業(yè)的分界點，有軌電車需要在車站辦理停車作業(yè);交叉口是有軌電車線路在道路信號控制影響下形成的特殊分界點，有軌電車可能需要在交叉口停車等待綠燈通行;路段是車站與車站、車站與交叉口之間連接的主要通道。是構(gòu)建有軌電車線路運行效率評價模型的基礎(chǔ)。1）車站。有軌電車車站按布設(shè)型式可分為側(cè)式、島式、島側(cè)混合式。其中：側(cè)式站臺設(shè)置在上下行線路的兩側(cè);島式站臺設(shè)置在上下行線路之間;混合式站臺通常用于換乘站。根據(jù)站臺位于交叉口進(jìn)出口道的位置，有軌電車車站還可分為進(jìn)口道站臺和出口道站臺。應(yīng)結(jié)合每個車站的實際情況進(jìn)行有軌電車的線路設(shè)計，同時充分利用有軌電車的靈活性和多樣性，最大限度地發(fā)揮其優(yōu)勢。2）交叉口。與傳統(tǒng)的城市軌道交通線路不同，有軌電車一般運行在城市的地面道路上，因而在通過道路平交交叉口時會受到道路交叉口信號控制系統(tǒng)的影響，需要根據(jù)交叉口信號指示決定車輛通行或停車等待。交通統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，有軌電車運行延誤的80%來自于交叉口的停車等待。交叉口限制了有軌電車的行車效率，使得有軌電車的運行速度較低，從而影響了有軌電車的服務(wù)質(zhì)量。

2軌道交通車輛運行控制技術(shù)

2.1基本行車閉塞技術(shù)

①人工閉塞：通過人工設(shè)置閉塞機，列車司機從發(fā)車站取出路簽，到達(dá)接車站后交出路簽，才能解除閉塞。這種閉塞制式效率太低，現(xiàn)已基本淘汰;②半自動閉塞：通過人工進(jìn)行聯(lián)絡(luò)手續(xù)辦理，在車站進(jìn)站處和出站處分別安裝一段不少于25m的專用軌道電路，將專用軌道電路和信號機聯(lián)系起來，通過信號機顏色的變化來判斷區(qū)間是否空閑，從而實現(xiàn)半自動閉塞;③自動閉塞：將站間劃分為若干個裝設(shè)軌道電路的閉塞分區(qū)，在每個閉塞分區(qū)入口處設(shè)置信號機，借助軌道電路將列車和信號機聯(lián)系起來，信號機的顯示隨列車位置的變化而變換?；拘熊囬]塞法采用的是固定閉塞制式。這種制式的控制采用模擬信號進(jìn)行軌道信息的處理，根據(jù)列車的特點、線路情況、速度等級等來確定閉塞區(qū)間的長度，最小的行車間隔距離就是列車的閉塞分區(qū)?；拘熊囬]塞方法從安全方面講至少包涵三個方面：可靠的列車定位監(jiān)測系統(tǒng);可靠的信息傳輸系統(tǒng);可靠的列車間隔控制系統(tǒng)。這三個方面任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都有可能導(dǎo)致行車事故的發(fā)生。目前各國廣泛采用固定自動閉塞系統(tǒng)，通過軌道電路、信號機等組成信息傳輸系統(tǒng)，將列車位置傳輸給列車自動控制系統(tǒng)及司機，控制列車運行速度，保證各列車保持一定的間隔距離，防止列車進(jìn)入前方占用閉塞區(qū)間。

2.2交通流穩(wěn)定性

在仿真中改變道路限速值，車輛智能體行駛速度也相應(yīng)改變。傳統(tǒng)車輛和行人檢測系統(tǒng)車輛瞬時平均車速均處于波動狀態(tài)，并且道路限速值越大，平均車速的波動越大。道路限速值的高低一定程度上體現(xiàn)了車速大小，車速較大時，車輛為避讓行人而產(chǎn)生的加減速幅度也隨之較大。在限速值相同時，行人檢測系統(tǒng)車輛速度波動比傳統(tǒng)車輛更大，也就是說，傳統(tǒng)車輛車流更穩(wěn)定，這可能是因為行人檢測系統(tǒng)對目標(biāo)的檢測范圍較大，導(dǎo)致車輛過早開始減速，留給行人過街的時間足夠充足甚至過長，引起后續(xù)車輛減速排隊。人車通訊系統(tǒng)車輛平均速度在持續(xù)下降一段時間后逐步趨于穩(wěn)定，限速值越大，車輛智能體行駛速度越大，需要越長時間減速，平均車速越晚達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，然而這種穩(wěn)定狀態(tài)是異常的，很難恢復(fù)至原有狀態(tài)。這是因為人車通訊系統(tǒng)在接收到行人過街信息后盡可能讓出路權(quán)，讓行人順利過街，當(dāng)行人之間未出現(xiàn)可通過間隙時，車輛則一直停車等待，以致產(chǎn)生擁堵。

2.3建立健全機車故障自動診斷系統(tǒng)

傳統(tǒng)形式的機車故障診斷多依靠專業(yè)人員利用專業(yè)工具對機車進(jìn)行逐一排查，這種形式已經(jīng)逐漸滿足不了機車發(fā)展的需求，不具備時效性。結(jié)合傳感技術(shù)與信息化技術(shù)的機車故障自動診斷系統(tǒng)能夠記錄機車運行過程中的各項參數(shù)，并將其儲存與數(shù)據(jù)庫中，利用傳感器對實時運行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并與數(shù)據(jù)庫相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，若發(fā)現(xiàn)較大的差異性，系統(tǒng)可迅速發(fā)出警報，地面控制中心可通過警報內(nèi)容快速鎖定故障位置，并采取針對性的解決措施，若是軟件方面的問題，應(yīng)可通過信息化技術(shù)進(jìn)行自我修復(fù)。此外，機車故障自動診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)儲存功能能夠?qū)收闲畔⒓捌浣夥欧椒ㄟM(jìn)行收集、整理與分類儲存，以此來為后續(xù)的故障處理提供更多的解決依據(jù)。

結(jié)語

安全系統(tǒng)的發(fā)展越來越能夠改善行人安全性，但這些先進(jìn)系統(tǒng)在交通流運行質(zhì)量和通行效率方面的性能并不是越來越好的，例如，行人檢測系統(tǒng)車輛也許并不利于交通流的穩(wěn)定;人車通訊系統(tǒng)的普及也許會嚴(yán)重影響車輛通行效率，加劇城市擁堵。決策者應(yīng)認(rèn)識到這一點，并采取措施規(guī)避這些缺陷。很多輔助駕駛系統(tǒng)試圖通過目標(biāo)檢測功能和圖像處理技術(shù)來達(dá)到行人檢測和避撞目的。而從仿真試驗結(jié)果可以看出，當(dāng)?shù)缆愤\行狀況不同時，不同系統(tǒng)的各個性能指標(biāo)無法在同一條件下取得最優(yōu)值，而需要從道路管理功能方面結(jié)合路段交通流的實際運行情況，綜合評價不同系統(tǒng)的性能。

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