对地铁信号系统列车运行速度制约因素的探讨

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1、对地铁信号系统列车运行速度制约因素的探讨【摘要】信号系统是保障地铁运行安全及提高运行效率的重要设备，列车超速防护功能是信号系统一个非常关键的功能。信号系统防护下的列车运行速度由车辆、线路、轨道、限界及信号系统等条件共同决定。由于相关专业对信号系统安全制动模型不了解，在实际工程中易造成“速度浪费”现象。本文从信号系统安全制动模型的原理出发，对车辆、线路、轨道、限界等专业对列车运行速度的制约因素进行了分析，提出了建议解决方案。【关键词】信号系统运行速度安全制动模型未被平衡离心加速度信号系统是保障地铁行车安全和提高行车效率的重要设备。目前

2、最先进的列车控制系统――基于通信的列车控制系统（Communications-BasedTrainControl）已广泛应用于国内地铁中。信号系统，即列车自动控制系统（AutomaticTrainControl），一般由列车自动监控（AutomaticTrainSupervision）、列车自动防护（AutomaticTrainProtection）及列车自动驾驶（AutomaticTrain11Operation）子系统组成。其中列车超速防护功能是列车自动防护子系统的一项非常关键的功能，即对列车运行的速度进行防护，列车超速将采取制

3、动措施。正常情况下，列车是在信号系统防护下运行的，地铁列车运行的最高速度由车辆、线路、轨道、限界、信号系统共同确定，由于相关专业对信号系统安全制动模型不了解，在实际使用过程中会出现“速度浪费”现象。下面分别对车辆、线路、轨道、限界等专业对列车运行速度的限制进行分析，提出了建议解决方案。1、信号系统对列车最高运行速度的理解信号系统对列车速度进行监督，当列车速度超过一定值时，列车紧急制动，根据IEEEStd.1474.1-2004，《基于通信的列车控制系统的性能和功能要求》中规定的安全制动模型（以下简称“安全制动模型”），考虑最不利情况

4、下的列车位置不确定性、测速误差和车载设备反应时间，在信号系统检测到超速并发出紧急制动命令后，列车进行牵引切除，在牵引切除之前列车持续加速，在牵引切除至紧急制动建立时间内，列车处于惰行状态，并以牵引切除之前的最大速度运行，随后紧急制动建立，列车在可保证的紧急制动率下制动停车。由此可知列车运行的最大速度出现在惰行时间内，由于惰行时间很短暂，所以列车最高速度只会瞬间出现。这个瞬间值的时间，需要根据信号、车辆参数及线路坡度、曲线半径等计算得出，一般在2～3秒内。11信号专业将信号系统发出紧急制动命令后，列车牵引切除后列车惰行时达到的最大速度

5、作为列车最高运行速度考虑，并由此速度值计算出运行推荐速度、紧急制动触发等速度。推荐速度与最大速度的差值由安全制动模型依据信号系统参数及车辆参数计算得出。最不利情况下的车载设备反应时间、列车牵引切除时间、惰行时间及紧急制动建立时间越小，此差值越小，在最大速度一定的情况下，列车运行速度就越高。假设列车惰行时的最大速度为80km/h，因不同信号系统厂商及不同车辆参数情况下，信号系统推荐速度有所不同，一般比最大速度低10km/h，所以信号系统推荐速度可达到70km/h，即在信号系统的防护下列车正常运行速度最高只能达到70km/h。对信号系统

6、来说，需要确定的是在紧急制动命令发出后列车在瞬间的惰行时间内所达到的最大速度值，这个值是绝对不会突破的速度值，只会在最不利的情况下出现。信号系统认为超过此值会有安全问题，故确保任何情况下都不会超过此值。但这个速度值不由信号系统确定，而是由其他专业，包括车辆、线路、轨道及限界专业共同确定的。2、其他专业对列车运行速度的限制2.1车辆对列车运行速度的限制对车辆而言，有车辆设计最高速度和车辆构造速度，车辆设计最高运行速度一般不低于8011km/h，车辆构造速度一般高于车辆设计最高速度10km/h。这两个速度值是由车辆性能参数决定的，列车最

7、高运行速度必须低于列车构造速度。所以车辆设计最高速度并不是绝对不可突破速度，其限制速度为列车构造速度。列车在信号系统的控制下，在紧急制动执行前瞬间速度突破车辆设计最高速度并无安全问题。经笔者向有关车辆厂证实，车辆设计最高运行速度为80km/h时，瞬间速度是允许突破至85km/h。2.2线路对列车运行速度的限制线路对列车最高运行速度的限制主要体现在曲线半径上，曲线半径越大，列车速度越高。曲线半径确定后，列车运行速度只与轨道超高有关。在直线地段，线路专业本身是没有速度限制要求的。2.3轨道对列车运行速度的限制轨道对列车运行速度的限制主要

8、体现在曲线地段的轨道超高和道岔允许通过速度上。2.3.1轨道超高对列车运行速度的限制根据理论计算，列车在曲线上的运行速度与曲线半径及轨道超高有关。公式为：R=11.8V2/（hmax+hqy）式中：R――曲线半径（m）；V――列车通过