基于高精度定位技术的新型车站信号控制系统研究

丁鑫

摘 要：全球经济的快速提高促使科学技术水平的提升速度正在飞速加快，其中的卫星导航定位技术为人们出行带来了很多便利，但是很多车载导航和手机导航等给人留下了定位系统精度并不高的印象，常常出现定位偏差因此耽误行程的问题，引发人们的不满和诸多吐槽。对于铁路事业来说，车站和列车是必不可少的组成部分，如果列车应用的定位技术精度较差的话，就会造成车站工作人员不能够对列车的准确位置进行实时掌握，这对于列车的安全稳定运行以及列车的调度工作有着非常严重的影响，因此，就需要对车站信号控制系统进行不断的完善，充分利用高精度定位技术，使车站工作人员能够更加精准的掌控列车位置，提高车站管理工作的整体水平。

关键词：高精度定位技术；新型；车站；信号；控制系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.100

车站信号控制系统对于整个车站工作以及列车的安全运行有着非常大的作用，信号控制系统能够实现对列车运行速度、内部设施等的精准控制，使列车的运行一直保持在非常可靠的基础上，定位技术是否精准能够直接影响车站信号控制系统运行的质量和效果，如果定位技术不够精准，那么就会造成列车运行实际情况不能够及时反馈到车站信号控制系统之中，相关工作人员也不能够对列车的实际状态进行掌握和调整，一旦因此发生问题或故障，造成的后果是不可挽回的。因此，应针对高精度定位技术进行科学的运用，从而形成新型车站信号控制系统，提高车站工作人员对列车运行的实际情况的掌控程度，确保列车的状态时刻保持在最佳，相關人员也能够根据列车运行的路况对列车速度以及设备等进行实时调整，使铁路事业更加可靠和科学。

1 铁路信号系统定位技术概述

定位技术是铁路信号系统的基础。对于铁路信号系统来说，定位技术是其中的关键核心技术，列车位置是否精准对于列车运行的安全可靠性有着巨大影响，工作人员只有明确列车的位置之后，才能够按照铁路轨道的实际情况，对列车速度进行调整，或者采取联锁的方式，保证列车运行的安全性。铁路信号系统通常使用的定位技术有一下几种：第一种，基于地面设备定位技术，其中包括铁轨电路、感应环线、惯性导航系统、测速转矩法、齿槽计数法；第二种，基于无线通信技术的定位技术，其中包括查询应答器、多普勒雷达、无线测距发；第三种，基于卫星技术的定位技术，其中包括全球定位系统、北斗导航系统、伽利略系统[1]。

2 高精度定位技术对车站信号控制系统的影响

列车位置的精确度非常关键，其能够直接影响车站工作人员对相邻列车间距的计算，所以，只有保证每辆列车的定位非常精准，才能够让工作人员准确的计算出列车之间的距离，从而确保相邻列车之间保持安全的距离，而且，工作人员还可以对列车定位位置的轨道进行分析，再按照轨道实际情况对列车速度以及联锁设施进行控制，确保列车运行的安全可靠性。下面针对高精度定位技术对车站信号控制系统的影响进行探讨。

2.1 对行车指挥调度方式的影晌

因为卫星通信技术的大力运用，有效提升了系统传输的数据信息总量，这样一来，就能够使轨道交通ATC信号系统的正常运行在速度不一致的基础上完成。该系统中有列车的自动操纵系统、自动防护系统、自动监控系统。采用高精度定位技术的话，就需要对上述三种系统进行一定的改变，以适应定位精度的提高。由于大型车站的列车流量非常大，运输作业的工作非常繁多，列车运行的线路也非常长，这种情况就促使行车指挥调度工作的难度非常大，因此，利用高精度定位技术的新型车站信号控制系统能够实现行车指挥调度工作的集中化、网络化、现代化、自动化，使调度工作更加统一，降低人力物力的投入，加强调度管理水平[2]。

2.2 对运行控制系统的影响

车站信号控制系统主要包括以下几个内容：

人机会话层：相关工作人员能够通过系统显示器和主机进行指令的输入和收回操作，同时，显示器中就会显示出工作人员输入指令的结果，这个结果是非常直观的展现在人们面前的。

联锁运算层：联锁运算层是整个运行控制系统的主要组成部分，其不仅能够对上一层的指令、信息等进行科学的处理，还能够对监控信号进行接收，对其它设施设备的状态信息进行反映，同时，其也是对工作人员输入指令进行集中处理的部分，并得到准确的输出结果，进而对铁路轨道及列车等进行有效的控制。

输入输出层：这个部分主要是对联锁运算层的指令进行接收处理，对指令进行显示；对铁路轨道的控制指令进行接收，并在之后对铁轨岔道进行控制；向上一层传输铁路轨道、岔道、列车的实际状态信息，保证工作人员能够在显示器上查看到这些状态信息[3]。

基于高精度定位技术的新型车站信号控制系统除了需要完成联锁运算层的相关工作之外，还应该具备良好的控制能力，其中有列车自动调度系统控制、列车运行速度快慢控制、铁路轨道岔道的自动控制等等。在对全部状态信息进行收集和输出的过程中，新型车站信号控制系统需要对GALILEO系统进行高效的应用，这样就能够对车站内部的所有列车的实时位置、方向、速度等状态信息进行及时掌握，并直接传输到控制系统中，经处理后将结果输出至列车系统中，从而实现自动化、智能化控制。

2.3 对联锁技术条件的影响

第一，联锁关系的变革，现有联锁定义为：信号机、进路和道岔之间的制约关系。采用高精度定位技术后，联锁的定义将做很大改变，并且进路的意义也将不再等同于现有迸路的概念。第二，迸路建立条件，联锁关系将主要描述进路与道岔间的关联，而这种联锁关系也将不再是现有的含义。采用高精度定位技术使得一条进路中同时运行几辆车成为可能，推翻了原有建立进路的根本条件，弱化了进路的概念。同时可以实现机车信号主体化，车载监控列车运行，并且在列车开始运行前不需要道岔搬动到指定位置，可以随着列车运行控制根据需要搬动道岔。第三，进路解锁条件，进路与车绑定可以减少错误操作的发生，那么进路解锁实际上就完成解除这种绑定关系。利用高精度定位技术之后，车站信号控制系统的主要工作就会变得非常容易，而且还有效解决了过去人为操作过程中经常出现的误操作现象，提高了列车运行的安全性以及工作效率。第四，组合电路，采用高精度定位技术后，可以很方便实现改变运行方向、场间联系、站问联系、半自动闭塞等功能，不再需要繁琐的继电组合，大大降低了建设投资和后期维护费用[4]。endprint

2.4 对系统效率及系统安全性的影响

第一，对系统的效率的影响，首先，新型车站信号控制系统可以使铁路轨道上相邻列车之间的距离更小，通过高精度定位技术能够精准获取每辆列车的实际状态，这样就不需要对列车运行状态进行提前设置，在实际运行的过程中进行不断调整就可以，这样一来，使得铁路轨道上的列车密度有所增大，提高了铁路系统的整体效率。其次，工作人员能够更好的对列车进行管理和控制。

第二，对系统安全性的影响，通过连续的安全运行距离保证和超速防护，提高系统的安全性。由于列车的准确位置、速度以及运行方向已知，这样可以根据前后两车之间的位置、速度、运行方向信息实时计算出运行速度曲线和安全运行距离，并且可以进行实时运行控制和超速防护，使得系统更加安全[5]。

3 结语

在车站的日常工作中，保证列车运行的安全稳定性是最为重要的内容，而车站信号控制系统就是对列车速度以及内部设施、设备进行控制的重要系统。过去的车站信号系统都是采用轨道电路对列车的实时位置进行反馈的，使用的是一种闭环系统，在内部保证列车运行的安全稳定性。而随着科学技术水平的不断发展进步，相关科研人员发现也能够利用其它手段实现车站信号控制系统的主要功能。高精度定位技术就是一种非常好的应用技术，其良好的應用在车站信号控制系统中能够提高列车控制的效率和效果，促使新型信号控制系统的形成，另外，基于高精度定位技术的新型车站信号控制系统也能够实现传统系统不能够完成的工作，促使车站信号控制系统朝着更加现代化、智能化、网络化、自动化的方向飞速前进。

参考文献：

[1]李强.上海磁浮示范运营线列车速度曲线监控功能分析[J].城市轨道交通研究，2006，06（02）：146-147.

[2]李德堂，李克.基于通信的移动闭塞ATC信号系统技术分析[J].现代城市轨道交通，2005，08（03）：248-249.

[3]王解先，刘红新.Galileo、GPS和Galileo/GPS组合系统实用性的比较[J].大地测量与地球动力学，2005，15（01）：215-216.

[4]陈锋华，刘岭，徐松.基于通信的列车控制（CBTC）系统[J].铁路通信信号工程技术，2005，14（01）：169-171.

[5]王卓，贾利民，王艳辉，李平.中国铁路智能运输系统关键技术体系及战略研究[J].交通运输系统工程与信息，2005，05（01）：111-112.endprint