發(fā)布時間：2023-03-01 16:28:11
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的鐵路信號論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
1.1新技術、新設備廣泛運用隨著中國高速鐵路的快速發(fā)展，信號系統(tǒng)技術較之前已經有了質的飛躍。北京電務段管轄5條高速鐵路，每條線路的技術都有很大差異。京滬高鐵實現了CTCS-3級列車運行控制系統(tǒng)下350km/h的運行速度，而京津城際采用的是國內獨一無二的CTCS-3D列車運行控制系統(tǒng)。京廣、京滬、津秦高鐵和京津城際分別采用不同型號和廠家的CTC列車調度集中系統(tǒng)。在大量新技術、新設備廣泛運用，提高生產效率的同時，也給現場一線只是熟悉繼電器邏輯電路的維修人員提出了前所未有的挑戰(zhàn)。面對先進技術設備的使用，必須有與之相適應的管理方法，只有這樣，才能更加充分地發(fā)揮新技術的優(yōu)勢。
1.2技術管理干部知識結構失衡新技術、新設備的應用，使科技和運輸生產結合得越來越緊密，也使知識更新速度加快，周期變短，對崗位能力的要求越來越高，特別要求技術管理干部能主動適應并創(chuàng)造性地開展工作。但現場原來有經驗的技術管理干部，因知識結構的失衡，多數人對新設備、新技術望而生畏，嚴重影響了設備的維修管理，起不到對現場設備維護的技術指導作用。
1.3原有管理經驗不適用2010年，動車組在京滬高鐵試驗期間，因某施工單位在線路作業(yè)后遺漏工具，造成高速動車組經過時飛濺砸傷動車組，帶來很大經濟損失。2013年冬季，濟南局管內的降雪竟然造成局管內多個應答器被砸。這些都表明，在高速線路上采用原有的粗放式管理模式難以適應當前需要。
1．設備維護方式的變化。高速鐵路封閉運行，信號設備維護采用“天窗”修，沒有點外上線，這就對設備的質量提出更高要求。一旦設備發(fā)生故障，從提出上線申請到最終上線，再到故障處理完畢，最快需要40min。并且上道處理故障，鄰線也需設置最高不超過160km/h的限速。這對于運行間隔只有5min的動車組來說，必將導致大面積晚點，對運行圖也造成很大干擾。
2．運行速度的提高引發(fā)系列變化。經試驗，動車組以350km/h的速度運行時，會在車底形成4kg/cm2的負壓。這么強大的力量，除可能將遺留物體卷起外，對道岔、軌道的沖擊也可想而知。這就要求對設備的檢修更加精細，對設備的監(jiān)測、分析更加準確，保證設備的機械強度、各種特性更加精準。在既有線上摸索總結出的大部分行之有效的管理經驗、方法，不能直接應用于高速鐵路，對高速鐵路信號設備實行精細化管理已刻不容緩。
1.4工區(qū)基礎管理薄弱
1．管理體系不完善、不規(guī)范、不精細。新技術、新設備大量運用于現場，但工區(qū)內部管理的制度化、規(guī)范化、流程化、標準化等建設卻很不到位。雖然也有生產計劃和作業(yè)指導書，但標準不全、不嚴、不細，導致對實際作業(yè)的指導作用打了折扣。
2．工區(qū)人員素質參差不齊。高鐵工區(qū)職工一部分是從既有線工區(qū)調配，一部分為新畢業(yè)大學生。工區(qū)員工的技術素質不可能在短時間內適應維修需要，老員工僅憑積累的經驗、知識做事肯定不能勝任現場要求;新畢業(yè)的大學生則缺少實踐經驗，欠缺現場設備維護方法，對設備維護的作用也認識不足。
3．有制度，但制度不精細，執(zhí)行又不到位，沒有養(yǎng)成嚴格按照規(guī)則做事的習慣。有些高鐵工區(qū)的制度完全拷貝自既有線工區(qū)，面面俱到，但重點不突出;有的高鐵工區(qū)不缺少制度，但缺少對制度不折不扣的執(zhí)行。
2精細化管理的主要做法
精細化管理是一種管理理念。精者，去粗也，不斷提煉，精心篩選，從而找到解決問題的最佳方案;細者，入微也，究其根由，由粗及細，從而找到事物的內在聯系和規(guī)律性。精細化管理理念從提出到在實際管理過程中落實，是一個不斷探索、檢查、改進的過程，從粗到細、從局部到整體、從試點到全面鋪開，并結合每個工區(qū)不同設備的特點制定針對性大綱，從而達到精細化的普及，最終實現高鐵設備運用絕對安全的目的。
2.1日常管理精細化
1．交接班。目前，班組都不同程度存在“交接班制度”不規(guī)范、執(zhí)行不嚴、隨意性大的問題。交接班人員對設備安全狀況不清、定置管理不到位，嚴重影響班組整體管理質量的提高。為此，需從規(guī)范交接班流程入手，段高鐵技術科為所有高鐵工區(qū)制定指導性流程，各工區(qū)結合自身實際，制定出本工區(qū)切實可行的流程。
2．日常值班。對每個工區(qū)制定一日工作流程，使工區(qū)員工清楚知道全天的工作環(huán)節(jié)，先做什么后做什么，一目了然。值班過程中，只要按程序一步步進行，就不會漏掉工作項目和內容。當然，針對每一項工作都有具體的工作流程，例如《計算機聯鎖設備巡視流程》、《軌道電路室內設備測試流程》、《室外設備巡視流程》、《電源屏巡視流程》等，共計22個。
2.2設備管理精細化
1．臺賬管理。班組管理的重點是先“理”后“管”，“理”的清才能“管”到位。建立完整、正確的臺賬就是“理”好的基礎。為此，建立了設備基礎臺賬、圖紙臺賬、設備動態(tài)臺賬、測試臺賬、備品備件臺賬、工具儀表臺賬、軟件臺賬等。做到工區(qū)所有物品全部有賬。所有臺賬均建有目錄，電子版、紙質版統(tǒng)一修改，各類臺賬均有專人負責保管、修改、核對。與以往最大的不同，是對管內的每一項設備都建立有工作動態(tài)臺賬。每一組道岔、每一個軌道區(qū)段、每一架信號機、每一個應答器均有動態(tài)臺賬與之一一對應。表1為道岔動態(tài)臺賬的示意表格。每組道岔所具有的獨一無二的記錄表，既能反映道岔當前的工作狀況，也能反映其歷史數據，為道岔的調試、故障處理提供健全的參考數據。由于道岔的機械、電氣特性能準確反映道岔的狀態(tài)，因此密切關注道岔各部數據的變化，就能及時掌握道岔的變化規(guī)律，以便進一步分析、處理存在問題。道岔轉換阻力曲線、摩擦力曲線等都是根據高鐵設備運行特點，結合高鐵設備工作狀態(tài)，專門設計的測試和記錄項目。
2．上線作業(yè)單。高鐵設備維護全部在夜間“天窗”點內完成，一旦銷點下線后再發(fā)現有任何紕漏，要想補救會非常困難。為此，上線作業(yè)前，由工長牽頭制定嚴密的維修方案十分必要。工作量的多少，人員的分配，工作質量的控制必須在維修方案中體現出來。因此需制作《高鐵設備上線作業(yè)單》。為了不留任何隱患，在明確上線作業(yè)項目后，工長向每一個作業(yè)人員發(fā)放相關作業(yè)單。作業(yè)單中除寫清施工內容、安全措施、作業(yè)流程外，也對所帶工具、材料的名稱、數量等有嚴格的卡控措施。徹底避免了作業(yè)完成后，線路遺漏工具、材料對動車組造成傷害的可能性。該作業(yè)單于班前會分配任務后，由施工負責人填寫。上道作業(yè)時攜帶，作業(yè)完畢下道前，再次核對工具、用品、材料數量，填寫作業(yè)單。一人核對、一人填寫。目前，制作完成并在工區(qū)得到應用的作業(yè)單共有6種，分別是道岔、軌道電路、信號機、應答器、通用、中繼站上線標準化作業(yè)單。
3．技術規(guī)范和管理辦法。班組管理要想精細到位，必須有“規(guī)”可循。這個“規(guī)”就是《技術規(guī)范》、《管理辦法》等。在這方面，把所有工區(qū)的技術規(guī)范、管理辦法等打包成文件夾，除在工區(qū)電腦中存放，打印成紙質文件存放外，還將文件包拷貝在每一名職工的手機內，達到隨時學習、使用的目的。
2.3質量控制精細化質量控制是制定標準、執(zhí)行標準、完善標準的一個循環(huán)過程，在執(zhí)行過程中才容易發(fā)現問題，可進一步完善，不斷提高。
1．過程控制。為了保證設備質量達到標準，對關鍵設備的檢修執(zhí)行復查制度，即每次維修、施工均安排質量復查人員，同時，“天窗”修作業(yè)完成后，室內人員通過微機監(jiān)測設備測量電氣特性，進行施工前后數據的對比分析。對室外設備的檢修也采用了“痕跡管理”，即檢修人員在檢修作業(yè)過程中，利用即時攝像設備將作業(yè)全過程進行實錄，并存儲于電腦。這樣，既保證了檢修內容的不跑、不漏，也為技術干部檢查工作過程是否規(guī)范、標準是否落實，質量是否達標提供了考核依據，同時還為線下關注設備工作狀態(tài)、分析設備變化趨勢提供了基礎資料。
2．問題整改。工區(qū)工長每月組織一次管內設備的驗收，其主要目的是查找設備維修中存在的問題，分析其發(fā)生的原因，舉一反三，克服同類問題，同時，在處理問題的過程中提高工區(qū)職工技術業(yè)務能力。段、車間驗收后，工區(qū)收集整理存在問題，能夠解決的3日內全部解決;沒能力解決、需上級協調解決的問題，轉入車間問題庫務，由專人進行動態(tài)管理。
3．動態(tài)分析。每周一，工長組織職工對所分管設備進行動態(tài)分析，分析的依據為設備動態(tài)臺賬、測試臺賬、微機監(jiān)測記錄等，對電氣特性數值出現偏差的設備重點分析。通過多觀察、勤測量，在確保設備工作正常情況下，直至找到不良點。對不明原因的數值波動，及時上報技術科，由技術科組織攻關。對慣性設備缺陷要形成專門記錄表，例如箱盒防塵防潮不良記錄、電壓波動較大的軌道區(qū)段記錄、動態(tài)變化異常的道岔記錄等。這些記錄表要求分管設備人員完全掌握，重點關注。無論是測試、巡視還是檢修，都要精心檢查每一個元器件，確保處處達標。
2.4應急管理精細化目前，京滬高鐵、京津城際在高峰時段的發(fā)車間隔只有5min，一旦高鐵信號設備發(fā)生故障，必將導致大面積晚點，全面打亂已有運行圖。因此，在抓好設備質量的同時，必須高度重視設備的故障處理過程，盡最大努力將故障延時壓縮到最低值。為此，要從以下幾個方面抓起。
1．應急工具。首先，每一項設備的應急工具單獨打包，固定存放;其次，每一包工具內均有工具清單;第3，應急工具實行加封管理，平時維修嚴禁使用;第4，每次交接班后要檢查加封情況，如果加封破損應開包按照工具清單核對是否缺失，保持應急工具隨用隨好;第5，工長每月檢查一次，一旦發(fā)現工具有缺失，依規(guī)嚴格考核。
2．路線圖、備品、儀表臺賬速查表。發(fā)生故障后，若需要上線處理，縮短路途、工具準備時間是壓縮故障延時的重要途徑。為此制作了每一個車站、中繼站詳細的路線圖，在圖中有清晰的橋墩位置、公里標等。備品、儀表的存放位置應能通過速查表快速而準確地進行定位，最大程度地將準備時間壓縮至最短。
3．單項設備故障處理。對管內每一項設備都制定有詳實、可操作的處理流程，并對特殊設備做出特殊規(guī)定。每一個故障處理流程圖都具有實際指導意義，即使是新手，只要按照流程操作，也能保證操作正確。
4．應急演練常態(tài)化。為鍛煉隊伍，提高故障處理能力，除了不斷組織學習，進行培訓外，還在高鐵工區(qū)開展常態(tài)化的應急演練活動。演練前，除了指揮人員，對段調度、車間、工區(qū)所有參演人員均保密。通過演練活動，既檢查職工處理故障的能力、反應速度，也檢查各種制度、預案、流程、程序的缺陷。經過多次演練后，完善了各種預案流程，為最短時間內處理故障打下了堅實的基礎。
3實行精細化管理取得的成果
北京電務段從2012年初開始在廊坊高鐵工區(qū)試行精細化管理后，又在所有高鐵工區(qū)積極推進。2年過去了，工區(qū)管理能力得到了顯著提升，各種成效逐步顯現，高鐵設備的安全生產情況更加穩(wěn)定，經上級多次檢查驗收，得到了廣泛認可和好評，并準備在普速線路上逐步推行。
1．工區(qū)設備質量狀態(tài)控制良好，設備故障率大幅度下降。2012年廊坊高鐵工區(qū)發(fā)生1件道岔材質故障，1件軌道電路設計缺陷故障。2013年，工區(qū)實現全年0故障，設備質量穩(wěn)定。2013年精細化管理在管內高鐵工區(qū)全面推進，京滬高鐵各工區(qū)綜合故障率下降73%，京津城際設備故障率下降21%。(京津城際有其特殊性，因為京津城際設備采用西門子SIMIS-W計算機聯鎖系統(tǒng)、西門子CTC調度集中系統(tǒng)，設備有其獨特性，且因為技術封鎖等原因，對其中的一些特殊技術條件等有待進一步學習提高。)
2．職工技術水平和責任心顯著提高。由于班組員工對自己的工作最熟悉，因此制定出來的工作程序最科學、最實用。在制定班組崗位程序過程中，班組員工集思廣益，能夠發(fā)現平時工作中不合理的環(huán)節(jié)、方法，加以改進，其過程本身就是對班組員工精細化管理能力的訓練過程。通過在高鐵工區(qū)實行精細化管理，快速促進了一線大學生職工的成長，技術水平和執(zhí)行能力都得到了提高。
3．工區(qū)管理工作效率得到了提高。實行精細化管理后，職工的規(guī)則意識明顯增強。在工作中遇到問題時，不再去請示領導，而是首先看流程、看程序。上級部門來檢查時，不再手忙腳亂、東拼西湊，一切在平時均已按標準整理到位。同時，由于精細化管理強調全員參與，所有職工均有明晰的職責，從而消除了原有管理模式下各自為戰(zhàn)、忙閑不均、彼此推卸責任的弊病，達到了提高管理效率的目的。
4小結
關鍵詞：鐵路信號設備；雷電危害；防雷措施；雷電電磁沖擊；雷電直接沖擊 文獻標識碼：A
中圖分類號：U284 文章編號：1009-2374（2017）08-0132-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.08.063
1 影響鐵路信號的一般雷害分析
1.1 雷電電磁沖擊
雷電產生電磁脈沖，直接沖擊地面或者沖擊安裝信號接收和發(fā)射的地面設施，這樣的雷電通常被稱為感應雷，是由于云層相互放電或者云地之間放電產生的，電磁脈沖會使信號回路和信號裝置發(fā)生過流或者過壓的情況，而產生的電磁感應會干擾地底深層的電力線路，戶外信號傳輸線和設備自身的電磁感應，從而導致磁感應范圍內的相關鐵路信號設施連鎖破壞。
1.2 雷電直接沖擊
雷電發(fā)生之后由于大量電荷積聚，產生雷暴現象，在其波及的范圍內直接入侵鋼軌、地面構架、鐵路信號線纜。強大的電流會使擊中地點與大地產生高壓，并瞬間釋放巨大的熱量。這種情況會給設備造成毀滅性的傷害，但是出現的幾率很小，由于其波及的范圍小、發(fā)生的概率低的原因，目前對于雷暴防護的研究并沒有實際的意義。
1.3 雷電感應
雷電感應是比較普遍的一個現象，自古就有，是由于雷電產生的電流遇到導體之后產生強大的電流或者電壓，鐵路信號設備一般在1000米內就會接受到雷電感應的打擊，一般從電源端口、天線端口、信號設施鋼鐵構架以及鐵路信號線口影響破壞，最終從外而內的影響到鐵路信號系統(tǒng)。雷電感應所波及的設備，除了遭到破壞性的打擊，還會造成信號設備的放電，產生更多的威脅。
1.4 雷擊浪涌
隨著電子信號設備的發(fā)展和廣泛運用，雷擊產生的電磁脈沖產生的暫態(tài)過電壓，以傳導、感應和耦合等方式入侵到鐵路建筑的信號系統(tǒng)中，暫態(tài)過電壓沿信號或者電源線路，在設備之間進行傳輸，產生感應電流并形成浪涌，包括靜電浪涌和磁感應浪涌。其中靜電浪涌主要由于帶有負電荷的雷云與帶有正電荷的鋼鐵設備進行感應釋放電流，破壞設備，磁感應浪涌則是由于閃電在空間內產生與時間具有相關性的磁場，作用于通信線路并造成破壞。
1.5 雷電的機械沖擊
當雷擊作用于兩平行的導體時，會產生巨大的安培力，物體或者導線會在安培力的作用下被劈開、折斷或者受到拉伸而變形。根據相關公式推導，對于具有折彎的金屬構件，比如導線或者金屬框架，在彎折處的夾角盡量保證大，最好是鈍角，這樣才能將雷擊產生的電動力降低到最小，否則會導致構件的折斷。雷電沖擊鐵路信號發(fā)射設施時，巨大的沖擊力會產生強大的熱能，水汽在預熱之后膨脹，產生機械沖擊的力量極大，會直接作用到周圍的設備，造成部件的破裂，阻斷鐵路信號的發(fā)生。
2 防止鐵路信號遭受雷電干擾的保護措施
2.1 鐵路信號設備的防雷要求
鐵路信號在列車的運行、鐵路的實時狀態(tài)、鐵路信息的維護等環(huán)節(jié)起著至關重要的作用。鐵路信號收發(fā)和處理設備的防雷工作十分嚴苛。
對鐵路信號的防雷設備要求在進入信號系統(tǒng)之后，不允許干擾到原設備的工作性能，在遇到雷電沖擊之后保證信號出現的破壞程度不足以威脅到列車行駛安全，鐵路的信號系統(tǒng)設備能夠繼續(xù)使用。防雷設備的放電特性應與被防護設備在絕緣耐壓水平上一致，并且防雷設備的“V-S”曲線在一定的閾值范圍內要低于被防護設備的“V-S”曲線。對于使用分層級防雷的設備時，要逐級驗證其防護能力，對于第一級的防雷設備，一般采用大容量和快速的設備，同時保證在中級防雷設備的可靠性和連貫性，實現逐級防護的效果。
2.2 鐵路信號設備遭遇雷害的一般原因和防雷分類
近年來由于雷害頻發(fā)，針對具體鐵路信號設備的雷害事故分析，雷害的原因一般包括：信號樓外的信號設備沒有安裝避雷針、信號設備未接地、接觸網桿塔的引線與臨近的信號電纜未隔離、信號樓的接觸網位置較高忽略了接閃設備的安設、信樓在遇到雷擊閃擊時室內屏蔽效果不達標。針對雷害分類和事故多況，將鐵路信號的防雷分為外部防護和內部防護兩個方面。
外部防護主要是對信號收發(fā)設施的自身進行防雷保護，這一類防雷舉措主要包括避雷針、屏蔽網、分流、接地等方法。內部防護則是保護鐵路信號收發(fā)設施的內部構架，通常是采用合理布線、保護隔離、過電壓保護器、屏蔽、等電位連接來實現內部設備的雷電防護。
2.3 鐵路信號設備的外部防雷措施
2.3.1 安裝避雷針。主要是在室外鐵路信號設備較密集的地方安放，避免雷電直接沖擊線纜、信號設備和鋼軌。避雷針的位置選擇需要滿足能夠使密集區(qū)內鐵路信號設備全部避免遭受雷擊，同時確保避雷針不會因為雷電的沖擊產生雷電感應。為了避免電磁感應，避雷針的地線和密集區(qū)內的電路布線要有大于20米的安全
距離。
2.3.2 埋設接地網。接地網或者網狀接地是埋設在鐵路信號樓四周的，要求所設置的接地電阻不大于1Ω。一是這樣做將電流大部分都輸入大地；二是為了防止過電壓對鐵路信號設備造成威脅。一般采用銅包鋼的物體進行垂直接地，間隔在2.5m左右，采用直徑為10～12mm的鍍銅圓鋼進行水平接地，按照相關標準和實際的情況，埋設的接地網的電阻要和貫通地線連接，阻值在10Ω以內。
2.3.3 設置屏蔽接地柵。屏蔽接地柵就是法拉第籠，將其安裝在鐵路信號源的周圍，主要材料是導電良好的鍍鋅銅條，并將接地網和其進行連接。鐵路信號源由于是由許多小功率信號電氣設備、遙控以及低壓電子邏輯系統(tǒng)構成，因此需要加裝特定的屏蔽網。根據屏蔽網標準規(guī)定，網格的均壓環(huán)全部使用避雷帶，規(guī)格必須小于3m×3m，實現等電位連接。
2.3.4 增加防雷塔。在鐵路信號樓外的設備密集場地、信號樓的周圍增加防雷塔。防雷塔的安設應該避免線纜的交叉，防雷塔與線纜間距的要求要滿足國標規(guī)定的地上和地下距離標準，一般不大于3m。
2.4 鐵路信號設備的內部防雷措施
2.4.1 電位均衡連接。雷電入侵設備時，巨大的雷電電流流入大地，在接地建筑體四周放射形呈現電位。如果這個時候鐵路信號相關設備進入到這個磁場范圍，就會被因為電位差產生的高達數萬伏的入侵電壓進行沖擊而干擾破壞。為了消除這個破壞力極強的電位差，就必須進行電位均衡連接。不管是電源線后者信號線還是金屬管道以及接地線等，都要采用過電壓保護裝置進行電位均衡連接。內部各級防護層的接口處同樣要根據這樣的要求進行電位均衡處理，而且各個分布區(qū)間的需要分別電位均衡，并最后與主等電位連接棒均衡相接。比如鐵路信號的內部設備的相關金屬管線和地線以及窗柵等都建議接在地柵上，實行電位均衡連接。鐵路內部信號設施的金屬部件連同金屬骨架可以形成一個近似的屏蔽接地柵，解決了雷電引起的破壞力極強的電位差，保護了鐵路信號發(fā)生設備。
2.4.2 分級保護。針對380V低壓線路，按照國家相關的標準，需要進行三級過電壓保護。一級保護是將避雷器或保護器加在高壓變壓器后端到二次低壓設備的總配電盤間的電纜內芯線兩端；二級保護是將避雷器或保護器加在二次低壓設備的總配電盤至二次低壓設備的配電箱間電纜內芯線兩端；三級保護是將避雷器或保護器加在重要信號設備的前端。該方法對防護器的性能提出了很高的要求，成為了影響該措施的關鍵。
2.4.3 串接過電流保護裝置。感應雷、電磁、無線電和靜電對鐵路信號設備的干擾是浪涌的主要起因。鐵路信號設備經常在布置電線電纜，這些電纜是雷電干擾的最直接對象，需要進行十分嚴格的保護，為了抑制信號系統(tǒng)浪涌電壓產生的過電流，避免過電流對微電子設備的危害，建議一般在信號線路入口處串接過電流保護裝置。
2.4.4 使用光纖傳輸。光纖的特點是傳輸過程中受到電磁的干擾小，具有很好的健壯性，對于精確可靠度高的數據通信接口，諸如計算機的接口、輸出輸入設備等使用光纖傳輸能夠更加實時安全地完成協議通信，避免雷電的干擾。
3 結語
鐵路信號設備是鐵路運營系統(tǒng)不可缺少、至關重要的設備。對于鐵路信號設備的防雷一直是相關機構研究的重點，雖然在近幾年防雷措施取得了進步得到了發(fā)展，但是面對雷擊事故，面對未來的高鐵快速發(fā)展，對于防雷措施的研究和鐵路信號的保護工作仍然還有很長的路要走。本文闡述的內部防雷措施和外部防雷措施，需要彼此相互配合才能⑽O戰(zhàn)檔階畹停鐵路信號設備防雷與保護是一個較為綜合性的問題，需要在保障基礎防雷的前提下進行更加深層次的研究。
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關鍵詞：信號；穩(wěn)健回歸；M估計；檢測
中圖分類號：TN911.25 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2012） 14-0032-01
鐵路信號是保證運輸安全的保障。在其信道中，由于人為電磁干擾和大量自然噪聲的脈沖特性，眾所周知，在單用戶條件下，非高斯噪聲十分不利于以高斯噪聲假設為基礎設計的傳統(tǒng)通信系統(tǒng)，而其有益于經適當建模和改進的系統(tǒng)。這是線性和二次信號處理方法對許多形式的非高斯型統(tǒng)計特性缺乏穩(wěn)健性而引起的，也是人們不喜歡高斯信道的一種表現?？紤]到多用戶檢測技術可能應用的實際信道中環(huán)境噪聲的AWGN模型不符合實際情況，因此產生了多用戶檢測技術在非高斯多址信道中的適用性、穩(wěn)健性及性能等問題。本文研究討論了基于M回歸原理的穩(wěn)健多用戶檢測技術在鐵路信號中的運用。
一、系統(tǒng)模型
該模型是更為基本的Middleton A類噪聲模型的一個近似，并且已廣泛應用于建模由鐵路信號信道引起的物理噪聲。下面討論研究穩(wěn)健型的線性解相關檢測器問題。
二、基于M回歸的穩(wěn)健多用戶檢測
眾所周知，最小二乘估計對噪聲密度的尾部特性非常敏感，其性能與高斯假設密切相關，只要噪聲密度稍微便利高斯分布，就會使最小二乘估計的性能顯著下降。因為線性解相關多用戶檢測就是最小二乘解形式的線性回歸問題。因此，其性能對噪聲分布的尾部特性也很敏感。只要背景噪聲稍微偏離高斯分布，線性解相關檢測器的性能就會嚴重下降。所謂估計器的穩(wěn)健性，就是其性能對實際統(tǒng)計模型微小偏離假設統(tǒng)計模型不敏感。
（一）線性解相關檢測器
式中為任意正的常數。注意，線性解相關檢測器具有比例不變性。
（二）最大似然解相關檢測器
（三）最大最小解相關檢測器
最大最小意義下的穩(wěn)健解相關檢測器是以Huber的最大最小M估計器為基礎。Huber研究了穩(wěn)健的局部搜索問題。假設一組一維獨立同分布的觀測值，并設這些觀測值屬于實線R上的某個子集X。參數模型由一族X上的概率分布組成，其中的未知參數屬于某個參數空間。當模型中的估計區(qū)域時，參數模型，且M估計器由具有特性的函數來確定，即局部參數的M估計器有下列方程的解給出： （2-6）
它通過找出最不利分布來獲得。
三、小結
本文采用常用的二項高斯混合分布（很好地近似Middleton模型）來建模非高斯噪聲，并基于該模型研究了基于穩(wěn)健回歸多用戶檢測技術。實踐證明，穩(wěn)健信號處理技術對非高斯噪聲條件下接機性能的改善是非常有效的。
參考文獻：
【關鍵詞】單片機；測試系統(tǒng)；電阻測量；電容測量
1.引言
基于單片機的鐵路信號測試系統(tǒng)，是根據現場的實際使用需要而研制開發(fā)的，可以很精確的測試電阻和補償電容，直接讀出電阻阻值、電容容量。接地線電阻作為軌道電路的一個重要參數，為了保證通信、信號設備及人員安全，要求通信、信號設備的地線接地電阻必須達標，控制在一定范圍內。補償電容可以彌補電容不足，抵消鋼軌感性，使鋼軌阻抗盡可能呈阻性負載，以保證軌道電路的傳輸距離和機車信號系統(tǒng)的可靠性。
2.系統(tǒng)總體結構
基于單片機的鐵路信號測試系統(tǒng)的軟件流程圖如圖1所示，硬件框圖如圖2所示。系統(tǒng)的工作過程：啟動測試系統(tǒng)，上電或復位，系統(tǒng)進行初始化，完成初始化后，選擇工作模式，電阻測試或者電容測量。通過STC89C52單片機控制電阻模塊和電容模塊，測試的數據存儲在SD卡中，通過RS232串口將數據傳輸到微機存儲。
在硬件設計過程中，采用單片機STC89C52編程，實現對電阻、電容測試的控制，LCD顯示；采用24位HX712A/D轉換器芯片；RS232串行口通訊頻率9600bit/s；電源采用線性穩(wěn)壓芯片ASM1117，供電電壓3.3V、5V。
3.測試工作原理
采用STC89C52單片機，20引腳為接地端，40引腳為電源端，31引腳需要接到電位使單片機選用內部程序存儲器，18、19引腳接上一個11.0592MHz的晶振為單片機提供時鐘信號，第9引腳為復位引腳，單片機只有滿足這些才能正常工作。利用P2口作為數據讀寫，片選信號端，功能切換。P3口采用第二功能，定時器/計數器外部計數脈沖輸入，外部數據存儲器寫/讀。采用HX712芯片完成測阻。在設計程序測量時，首先選擇測試工作模式，在測量的同時，程序執(zhí)行做出判斷，不能超過設定的量程，然后跳轉到測量程序，在范圍內正常測試并且顯示結果，按“確定”鍵后數據存儲。測阻電路如圖3所示。
4.系統(tǒng)軟件設計
基于單片機的測試系統(tǒng)，在Keil環(huán)境下，由主程序、A/D轉換子程序、時鐘芯片程序、數據存儲程序等部分子程序組成。主程序完成各個子程序的上電初始化，以及實際控制各個功能模塊的正常工作。讀寫、存儲產生程序設計根據測量的接地電阻，補償電容的屬性，來不斷循環(huán)延時，并且通過單片機來控制完成測試。
系統(tǒng)的程序設計，完全是基于單片機的應用，其中包括I/O口的控制、定時器、外部中斷及寄存器的使用。
5.結語
本系統(tǒng)以單片機為核心，以HX712 A/D轉換器芯片為數模轉換原件，SD-SPI數據存儲，RS232串行口數據通訊。電路結構簡單、運行可靠，實現了對電阻、電容的測試。此系統(tǒng)可以順利的完成與PC機的數據通訊，還可以在單片機的預留的I/O口增加檢測傳感器，以提高系統(tǒng)的廣泛性。
參考文獻
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作者簡介：
關鍵詞：微機聯鎖故障處理，CTC系統(tǒng)，建議
隨著我國鐵路現代化建設取得了飛速的發(fā)展，科學技術的快速進展也給鐵路跨越式的發(fā)展提供了堅實的基礎，特別是計算機技術的運用，使鐵路信號技術發(fā)生了根本的變化。微機聯鎖技術使車站聯鎖技術的發(fā)展方向，在功能、安全、可靠、經濟、維護等方面逐步顯示出其技術優(yōu)勢，越來越受到用戶的青睞。因此，微機聯鎖是鐵路信號發(fā)展的必然趨勢，如何確保危機聯鎖設備的安全、可靠運用，對電務維修人員的素質提出了更高的要求。論文參考網。盡快了解設備技術性能，掌握使用和維護方法、更新知識、提高技能，已成為當務之急。CTC系統(tǒng)的快速發(fā)展及應用大大提高了鐵路各部門間的信息交換，但CTC系統(tǒng)的操作還未進行統(tǒng)一。為此，根據本人的工程施工的經歷，對微機聯鎖機中出現的常見故障，在CTC系統(tǒng)操作上提出的幾點建議，以供參考。
1TYJL-TR9型微機聯鎖
微機聯鎖設備主要有TYJL-TR9型及TYJL-III型，TYJL-TR9型聯鎖設備故障及處理方法與TYJL-III型基本一致，但原理是相同的。
1.1電源部分的維修
1.1.1系統(tǒng)電源配電柜。當系統(tǒng)電源配電柜出現問題時，反映出的現象為：整個控制臺無人和顯示，A、B機顯示器及工控機、聯鎖機指示燈均滅燈。處理方法：首先確認兩路電源是否都停電，確認兩路電源都無電后，通知供電部門處理。若不是兩路電源停電，就要查找系統(tǒng)電源配電柜內部輸入、輸出端子有無電壓，K2、K6空氣開關是否斷開、接觸是否良好，查找到故障點后處理。
1.1.2 UPS電源故障：在外電網瞬間停電或兩路電源轉換過程中，或兩路電源都停電有瞬間來電時，UPS電源受瞬時沖擊不能正常工作后燒壞；在外電網電壓不穩(wěn)定時調壓屏超出穩(wěn)壓范圍，或外電網電源斷相時UPS電源受瞬間沖擊而燒壞。處理方法：當判斷出UPS電源故障時，確定系統(tǒng)電源配電柜引入電源正常后，應人工到微機房內的電源配電柜內閘刀開關，將閘刀開關由“UPS”一側倒向“直供”一側，使UPS電源甩開采用直供的辦法供電，待UPS電源修復或更換新的UPS電源后 ，恢復UPS穩(wěn)壓供電。
1.1.3 切換電源故障。切換電源有時受輸入電源的影響，通常使切換電源的熔斷器燒壞或空開頂起，而使A、B機不能倒換。處理方法;更換熔斷器或將空開推上。
1.1.4 聯鎖機中的采集電源或驅動電源故障。當受外網電源影響，UPS未能起到很好的防護作用時，使聯鎖機中的采集電源或驅動電源燒壞，或者 造成采集電源與驅動電源瞬間保護，無輸出。處理方法：測試聯鎖機機柜內的電源，卡電源有無輸出，如無輸出更換8312電源模塊；若瞬間保護，則重新關機后再開機即可恢復正常。
1.1.5 某單項設備電源故障。聯鎖機、上位機的監(jiān)控A機或監(jiān)控B機、電務維修機等某一單項設別無電源，不工作。處理方法：檢查故障機的電源輸入插頭、插座插接是否良好；接線端子接觸是否牢固；與配電柜之間的電源連線是否良好；系統(tǒng)配電柜的電源是否送出。
1.2顯示器黑屏、缺色
1.2.1 顯示器掉電。即顯示器無電源，顯示器在電源開關處都有一電源顯示，當有電時，該顯示燈就會點亮，當該指示燈熄滅時，說明顯示器掉電。處理方法：檢查顯示器的輸入電源并處理。
1.2.2 顯示器有點而黑屏。即顯示器有電，顯示器電源開關處的 電源指示燈在點亮，而顯示器在黑屏狀態(tài)：原因有很大可能是有人將顯示器的亮度和比度調到了零，使顯示器看起來和黑屏狀態(tài)一樣。處理方法：將顯示器的亮度和對比度調到合適狀態(tài)即可。
1.2.3 顯示器缺色。即顯示器收不到由微機送來的顯示信號或收到后顯示不正常，一般有以下幾種情況：顯示器被燒壞，這種情況在現場出現過，更換新顯示器恢復；瞬間高壓沖擊造成顯示器自動關閉，可重啟電源來處理；上位機沒有運行車站程序，可重新啟動上位機；上位機顯卡Exxtreme(CT6610)故障也會導致顯示器黑屏，可倒換上位機進行試驗，確認后更換網卡；視屏電纜線斷線或插頭松動、脫落。
1.3聯鎖機死機故障
聯鎖機死機的故障通常表現為：面板的運行燈不走，接發(fā)燈不閃爍，采集板上的燈也不閃爍，上位機的報錯提示上出現聯鎖機通信中斷，聯鎖機有的模塊、插板上的報警或故障燈點亮。論文參考網。造成聯鎖機死機不工作的原因大致有以下幾種。
1.3.1 聯鎖機內的電源模塊（8312）故障或外電網由強電干擾，特別是地線未連接好或阻值超標時，可能出現死機。
1.3.2 聯鎖機內主處理器CPU板（3006）故障或CPU板上的FLASH芯片故障。
1.3.3 聯鎖機內的板卡松動或插接不良、不到位，或計算機板故障也會造成聯鎖機死機。
1.3.4 聯鎖機內的主機機籠故障。
1.3.5 若聯鎖機地線混入其他電源也易造成頻繁死機。
1.3.6 處理方法：首先重新啟動聯鎖機主機聯鎖程序，其次將所有板塊逐個拔出，數秒鐘后按原位重新插上，保證插接牢固，接觸良好。最后更換故障的板塊、芯片或主機機籠。
1.4采集板、驅動板故障
判斷是采集故障還是驅動故障的方法很簡單，設備狀態(tài)回不來為采集故障，操縱設備無響應為驅動故障。當采集板或驅動板故障時，很容易由控制臺的故障現象判斷，如：道岔無表示、扳不動，信號機滅燈、開放不了，軌道電路紅光帶燈。處理方法打開電務維修機的報錯信息查看，可直接查出第幾塊板錯誤，關掉電源拔出故障板更換后即可恢復，也可從采集板或驅動板上對應設備的碼位指示燈來判斷，若室外單項設備均正常，操縱設備無反應，說明驅動板故障；設備的各種表示狀態(tài)回不來，說明是采集板故障，更換故障板后即可恢復。
1.5上位機死機
控制臺屏幕顯示無任何變化，即使列車通過后其進路白光帶也不變化，信號也不關閉；不接受任何操作命令，控制臺鼠標失效，鼠標移動不動，按壓鼠標左右鍵無反應；控制臺顯示時鐘停止跳動。處理方法：倒機或重新啟動上位機。
1.6上位機與聯鎖機通信故障
控制臺屏幕顯示“聯鎖機通信中斷”，出現全站道岔無表示、軌道紅光帶、信號機滅燈; 聯鎖機工作正常，但查看通信狀態(tài)燈發(fā)現，接發(fā)燈只有“發(fā)”燈閃爍而“接”燈無閃爍。處理方法：重新啟動上位機，如仍未恢復，再進行上位機切換,檢查光端盒工作是否正常,檢查通信卡、通信接口、通信電纜通道。
2 維修機幾種典型故障
2.1維修機不工作:首先檢查維修機的電源輸入插頭、插座是否插接良好；其次檢查與配電柜之間的電源連線是否良好；最后系統(tǒng)配電柜的電源是否送出。
2.2維修機死機。維修機的屏幕顯示無任何變化，不接受任何操作命令，鼠標失效，鼠標移不動，阿米亞鼠標左右鍵無反應，屏幕顯示時鐘停止跳動。處理方法：重新啟動維修機。
2.3維修機顯示器藍屏:檢查維修機顯卡是否松動或故障;視屏電纜是否斷線、脫落;維修機內部的系統(tǒng)是否崩潰。
2.4維修機通信故障。監(jiān)控機報“維修機通信中斷”:檢查維修機的程序是否中止運行;若是程序中止運行，重新運行維修機程序;若不是程序中止運行，檢查HOP及各網線插頭是否正常；檢查與聯鎖機通信電纜是否良好，不良處理。
3 分散自律調度集中系統(tǒng)（即CTC系統(tǒng)）的幾點建議
分散自律調度集中系統(tǒng)是綜合了計算機技術、網絡通信技術和現代控制技術，采用智能化分散自律設計原則，以列車運行調整計劃控制為中心，兼顧列車與調車作業(yè)的高度自動化的調度指揮系統(tǒng)。作為鐵路新型技術裝備，CTC系統(tǒng)已經成為鐵路系統(tǒng)探索的新課題。
3.1建議統(tǒng)一規(guī)定
建議在起步階段對CTC系統(tǒng)車務終端的軟件操作界面和操作方法進行統(tǒng)一：目前全路研制和開發(fā)CTC系統(tǒng)的單位有多家，雖然鐵道部對該系統(tǒng)軟硬件的技術原則和要求都進行了規(guī)定，但對于系統(tǒng)車務終端的軟件操作界面和操作方法沒有進行統(tǒng)一。
3.2建議統(tǒng)籌兼顧
建議在CTC系統(tǒng)軟件設計前應充分征求電務、車務及相關部門的意見。目前現行CTC系統(tǒng)軟件設計調試的做法是：在具備基本功能的前提下，根據工程開通過程中電務、車務、調度等部門的各自要求不斷地進行功能增加和完善。這樣做造成試驗工作多次重復進行，且大大增加了軟件修改帶來的錯誤風險。
3.3建議共同試驗
建議電務和車務部門在軟件仿真和系統(tǒng)開通試驗時相互協調共同進行綜合試驗
3.4軟件修改的建議
建議在軟件修改后，應向設備維護單位提供正式書面的軟件修改通知單，應說明修改的內容及試驗的范圍等，同時進行徹底試驗，以確保軟件的可靠使用。
3.5通道維護的建議
CTC系統(tǒng)雖作為一個獨立的系統(tǒng)，但它與其他許多系統(tǒng)發(fā)生信息交換。CTC系統(tǒng)從既有的車站聯鎖系統(tǒng)中獲取必要的站場表示信息，同時又能把車務終端的操作命令通過自律機輸出到車站聯鎖系統(tǒng)進行設備控制；與無線車次號校核系統(tǒng)接口，接受機車上有關信息；與無線調度命令傳送系統(tǒng)接口，將調度命令、接車進路預告信息、調車作業(yè)通知單傳送到機車；與路由器等通信設備結合，完成信息數據的遠距離交換，實現車站和調度中心的通信。論文參考網。從現有的系統(tǒng)間通信故障判斷手段來看，只能查看網管圖的情況，通過更換串口、串口隔離器的排除法來處理故障，而沒有必要的軟件方法或儀器，大大增加了故障延時。建議能提供用于判斷系統(tǒng)間通信故障的軟件方法或儀器，以迅速準確地排除此類故障
參考文獻
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論文摘要:就車站信號聯鎖設計，著重探究了站場外形模擬和其后的進路選擇、進路聯鎖的設計過程。聯鎖圖表軟件作為車站信號工程設計的重要組成部分，提出了在不改變車站數據信息情況下，自適應于站場外形的聯鎖圖表軟件的設計方法。實現了車站信號聯鎖圖表設計的系統(tǒng)化和標準化。
聯鎖圖表是鐵路信號工程設計的重要組成部分，直接關系到車站信號控制系統(tǒng)的結構，是確保行車平安，提高運營效率的基礎。聯鎖圖表工程設計煩瑣，邏輯運算復雜，手工設計極易產生錯誤。為此，許多探究設計單位都曾做過不同程度的努力，但在站場外形自適應方面仍存在著許多尚待解決的新問題。本文就自適應于站場外形的聯鎖圖表軟件的數據信息、站場外形模擬、進路聯鎖和繪制指令的實現技術和結構，作簡要論述，供同行參考。
1條件數據信息
條件數據信息是聯鎖圖表軟件運行的基礎，是軟件結構、運算處理和程序控制的關鍵。根據軟件設計的總體要求，條件數據信息應滿足系統(tǒng)設計要求，其編制在格式、輸人輸出和數據含義方面，應做嚴格的規(guī)定和標準，以提高系統(tǒng)的可靠性和處理速度?；緮祿畔⑷鐖D1所示。
對于站場上軌道絕緣(無論是否超限)的表示方式，是在對應其類型的位置處，根據不同的站場道形布置、侵限絕緣節(jié)的設置情況標注代碼。以假定來自4個方向的侵限為前提，規(guī)定若絕緣節(jié)設置在道岔直股上，為水平方向侵限;設置在道岔彎股時，為垂直方向侵限。設侵限絕緣在原點，道岔直股平行于X軸，表1、圖2列出4個象限內的各種侵限形式。圖2中，箭頭表示行車方向，方框表示被侵人方向的區(qū)段。
在上述的各種侵限中，雖然有些侵限形式，如32,41,42,43的侵限形式，實際上并不存在，但為了軟件設計的可靠性和嚴密性，應使其形式或規(guī)定具備充分必要的條件，以方便應用。如，當選擇32或42的形式后，就不必在垂直和水平方向同時存在侵限情況下，具體區(qū)分是何種侵限形式，即可做出正確處理。對于描述設備類型和屬性的數據，其結構應最大限度地滿足站場網絡圖形數據轉換的需要。通過刪除冗余的或不相關的信息，使圖形信息達到較高的壓縮比，減少存儲空間的占用。就車站信號平面布置圖而言，單動和雙動道岔、各類調車、列車信號機雖都相對獨立，但其圖形信息卻含有可觀的冗余量，如，一個雙動道岔可用2個單動道岔圖形合成，調車或列車信號機可通過旋轉改變方向，等等，圖3所示。
2固有數據信息
固有數據信息是由編程人員根據站場模擬、邏輯運算和圖形繪制的需要，預先設t的地址碼、圖形碼、圖素碼和測試碼等，這些代碼在聯鎖圖表軟件運行中提供轉換、壓縮、校核、編輯和繪圖指令生成的支撐。該數據信息的組織，目的在于增強軟件的靈活性、適應性和擴充能力，促使軟件的處理起點向設計邊緣靠近，最大程度地減少手工干預。另外，為了讓數據信息能夠盡快地從聯鎖圖表中分離出來，以供其它系統(tǒng)軟件調用，在數據組織時，還應考慮固有數據信息的劃分，避免共享數據信息的重復。
3站場外形模擬
所謂站場外形模擬，是指通過對車站數據信息的處理，生成具有可操作能力的車站信號平面圖形的過程。在能夠充分反映站場外形網絡信息的矩陣內，實施信息壓縮處理、線性計算調整，形成站場外形網絡雛形，并逐層建立圖形曲線的擬合信息，使圖形能夠以最緊湊的連接方式在局部范圍內得到合理化處理。
分支A和分支B布置于網絡同一層上，若逐行掃描的順序從左至右的話，則需依道岔、信號機屬性及編號對A.B分支的排列順序進行判定，并加以調整。若相關道岔分支布置于不同層，則需設圖形擬合信息ZA，以使道岔分支正確連接。
對站場網絡圖形信息中各分支比較集中或過于稀疏的地方，需進行局部、線、點的合理化處理。
總之，在站場外形模擬處理的過程中，圖形網絡的正確連接是第1位的，其次考慮有效的空間內合理的移動方向和移動量。
4進路聯鎖
進路聯鎖一般為列車進路聯鎖和調車進路聯鎖，但無論哪一種聯鎖，都必須先確定進路，再依據站場的實際情況進行聯鎖。然而，進路聯鎖設計是根據列車或調車的行駛進行的，因此，進路聯鎖的處理，需設想一個代表列車或調車的點，從每條進路的始端標識處，沿站場外形網絡的分支向所有可能構成列車或調車進路的終端標識處移動，并記錄所經線路的全部信息，這樣就可以實現聯鎖圖表的進路選擇和進路內的所有設備狀態(tài)的檢查。對于侵限、帶動和條件敵對等因素的檢查處理，必須在進路選擇的同時一并進行。如圖6所示，實箭頭為行車方向，虛箭頭為根據侵限標識或道岔位置而規(guī)定的搜尋方向，方框為檢查區(qū)段或帶動道岔。超級秘書網
條件敵對的處理方法是當一條進路選擇完畢后，分別從該進路的兩端標識處向兩側(外方)搜尋所有可能構成敵對進路的始端和終端標識，并記錄所經道岔和狀態(tài)。然后，從敵對進路的始端標識處，依其所記錄的每個道岔的相反狀態(tài)，檢查可否構成其它進路，倘若構成，且不和選擇進路相沖突，則表明由這條敵對進路始端標識所代表的信號機是有條件敵對，須保留該信號機、道岔的標識和狀態(tài)，否則為無條件敵對，只保留該信號機。
關鍵詞 地鐵，列車自動控制系統(tǒng)，列車自動運行系統(tǒng)，國產化
對于城市軌道交通系統(tǒng)高效率、高密度的要求來說，列車自動控制系統(tǒng)(A TC) 是必不可少的。其中一個重要的子系統(tǒng) 列車自動運行(駕駛) 系統(tǒng)(A TO) 能模擬有經驗的司機完成駕駛列車的任務。A TO 子系統(tǒng)利用地面信息實現對列車牽引、制動的控制，使列車經常處于最佳運行狀態(tài)，提高乘客的舒適度，提高列車準點率，節(jié)能能源。
許多國家都在研究A TO 系統(tǒng)，且取得了一定的成績。我國在此項技術上尚屬空白。本文將對比分析三套A TO 系統(tǒng)技術特點。
1 A TC 與A TO 簡介
A TC 是一套以安全和效率為目的、調節(jié)列車運行間隔的自動控制設備，通過車載設備、地面設備、車站和控制中心組成的控制系統(tǒng)完成列車運行控制。A TC 系統(tǒng)包括三個子系統(tǒng):列車自動監(jiān)控系統(tǒng)(A TS) ，列車自動保護系統(tǒng)(A TP) 和列車自動運行系統(tǒng)(A TO) 。
A TS 子系統(tǒng)實現監(jiān)督、引導列車按預定的時刻表運行，保證地鐵運行系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它通過轉換道岔建立發(fā)車進路，并向列車提供由控制中心傳來的監(jiān)督命令。
A TP 子系統(tǒng)具有超速防護、零速度檢測和車門限制等功能。A TP 提供速度限制信息以保持列車間的安全間隔，使列車在符合限制速度的標準下運行。在打開車門前，A TP 先檢查各種允許打開車門的條件，檢查通過后，才允許打開車門。
A TO 子系統(tǒng)能自動調整車速，并能進行站內定點停車，使列車平穩(wěn)地停在車站的正確位置。
A TO 從A TS 處得到列車運行任務命令。其信息是通過軌道電路或軌旁通信器傳送到列車上的。信息經過處理后傳給A TO ，并顯示相關信息。A TO 獲得有用信息后，結合線路情況開始計算運行速度，得出控制量，并執(zhí)行控制命令，同時顯示有關信息。到站后，開門條件允許后，A TO 打開車門。停站期間，列車通過車-地通信系統(tǒng)把列車信息傳送給地面通信器，然后傳到A TS。A TS 根據列車信息，把運行信息傳給車載A TO 。A TO 的工作原理圖如圖1 。
圖1 ATO 工作原理圖
2 A TO 系統(tǒng)技術特點比較
20 世紀90 年代初，北京地鐵1 號線部分列車安裝了英國Westinghouse 公司的A TO 設備(未使用); 上海地鐵1 號線的A TO 設備則是從美國GRS 公司引進的，并于1996 年11 月開始在全線試用。廣州地鐵1 號線引進的是德國Siemens 公司的A TO 設備，在1999 年6 月正式運營。由于他們的A TO 系統(tǒng)設計不盡相同，因此有必要對不相同的地方進行比較(主要是A TO 設備、A TO 需求數據與傳輸通道和控制策略)，然后分析各種設計的特點，以利于A TO 的設備國產化。
2. 1 北京地鐵1 號線A TO 系統(tǒng)
1. A TO 設備
車載設備: 由設在列車每一端司機室內的A TO 控制器及安裝在列車每一端司機室車體下的兩個A TO 接收天線和兩個A TO 發(fā)送天線組成。
地面設備:在各車站設備室內設有站臺A TO 通信器PAC(Platform A TO Communicator) 。PAC 內存有至下兩個車站的線路信息，并通過與L PU 或RTU 接口，得到來自A TS 子系統(tǒng)的控制命令。在各車站上下行站臺以及進行A TO 折返的折返線處軌道上，設有Xd 或X2 環(huán)路及Rd 環(huán)路。列車在車站停車期間，經聯鎖電路及軌道電路的有關條件控制向室外環(huán)路發(fā)送。
2. A TO 需求數據與傳輸通道
在A TO 數據獲取的過程中，車載A TP 接收安全信息。安全信息由列車當前運行區(qū)段的AF 900 軌道電路傳送，采用低頻脈沖調幅方式，有8 種不同的調制頻率，6 種用于A TP 速度命令，2 種用于門控命令。另外，車載TWC 系統(tǒng)接收地面TWC 信息。該信息一般是非安全控制功能數據， 諸如運行等級、列車號、目的地和跳停等。該信息采用FSK 調制方式，通過地面TWC 設備向列車發(fā)送。最后，車載A TO 接收來自車載A TP 、TWC 的信息和標志線圈的信息。
3. 控制策略
速度調節(jié): A TO 根據從A TP 中獲取的MSS 和TS ， 計算列車運行速度曲線。該曲線比較簡單， 主要計算加速轉勻速、勻速轉制動的位置點，以保證列車運行時不超過MSS ， 并且在每個軌道電路區(qū)段目標距離處速度不超過目標速度?？刂破鞲鶕€路的情況自動控制列車的牽引及制動輸出，盡量使列車按運行速度曲線的速度來運行。當列車速度超過目標速度時，A TP 設備報警;當超過最大允許速度時，A TP 實施緊急制動。
車站停車: 在車站的定位停車是通過X2 和Xd 環(huán)路實現的。列車進入車站X2 環(huán)路范圍后， 通過地-車之間的感應，得出距停車點的距離，進行第一次位置調整，并使速度盡量貼近預置的停車速度曲線。在Xd 環(huán)路處，進行第二次也是最后一次位置調整。若需要對運行時間進行調整，A TS 將給出控制命令，如惰行控制、扣車、下一車站通過等命令， 由A TO 執(zhí)行。
2. 2 上海地鐵1 號線A TO 系統(tǒng)[3 ]
1. A TO 設備
車載設備:主要包括A TO 主控制器，以及車底的A TP/ TWC 接收線圈、TWC 發(fā)送天線( TWC 為車-地通信子系統(tǒng)) 、對位天線、標志線圈。
地面設備:包括每個車站A TC 設備室內的車站停車模塊以及沿每個站臺布置的一組地面標志線圈。
2. A TO 需求數據與傳輸通道
在A TO 數據獲取的過程中，車載A TP 接收安全信息。安全信息由列車當前運行區(qū)段的AF 900 軌道電路傳送，采用低頻脈沖調幅方式，有8 種不同的調制頻率，6 種用于A TP 速度命令，2 種用于門控命令。另外，車載TWC 系統(tǒng)接收地面TWC 信息。該信息一般是非安全控制功能數據， 諸如運行等級、列車號、目的地和跳停等。該信息采用FSK 調制方式，通過地面TWC 設備向列車發(fā)送。最后，車載A TO 接收來自車載A TP 、TWC 的信息和標志線圈的信息。
3. 控制策略
速度調節(jié):A TO 與A TP 配合調節(jié)速度。A TP 共設6 個速度命令，即20 、30 、45 、55 、65 、80 km/ h 。A TC 系統(tǒng)具有4 個A TS 運行等級，對應于A TP 的各個速度命令有相應的修正速度。參考速度就是接收到的A TP 速度命令、A TS 運行等級的修正速度及定點停車速度曲線三者中最小的速度。A TO 根據軌旁接收的運行等級信息獲得運行速度信息， 并調節(jié)車速、加速度和程序減速度，以符合所接收的運行等級。在檢出限制速度變低并在正常的制動條件下，如果車速大于現在新的速度命令，則以制動減速度0. 97 m/ s2 啟動常用制動。A TO 子系統(tǒng)利用閉環(huán)反饋技術進行調速，即將實際車速與參考速度之差作為誤差控制量。通過牽引/ 制動線對列車實施一定的牽引力或制動力，使誤差控制量為零。
車站停車:車載ATO 系統(tǒng)將修正程序停車曲線，以符合所接受的運行等級。精確的車站停車是通過應用軌道電路ID 和邊界的轉換以及車站的環(huán)線來實現的。應用軌道電路的ID 來確定正確的停車曲線的起點。列車經過站外350 m 處的第一對地面標志器時，定點停車曲線便由此啟動。定點停車曲線是建立在一個固定減速率基礎上的。當ATS 速度與定點停車曲線速度相同時，列車轉入定點停車控制模式。列車經過150 m 、25 m 處的地面標志器時，它離開最后停車點的距離信息被不斷更新。列車經過8 m 處的有源地面標志器上方，并收到由該標志器發(fā)送的信號，列車即刻轉為定位停車模式，實施全常用制動，將車停住。車輛對位天線與地面對位天線對齊。
運行時間的調整:主要是通過選擇不同的運行等級來實現。惰行模式已經包含在運行等級中。
運行模式的改變:ATC 系統(tǒng)的邏輯要求是必須在列車停下時才可以進行轉換，否則將導致一次緊急制動。
轉貼于 2. 3 廣州地鐵1 號線ATO 系統(tǒng)[4 ]
1. ATO 設備車載設備:主要包括ATC 設備機架、速度表、
控制臺、ATP 接收天線、PTI 發(fā)送天線。地面設備:包括車站交叉環(huán)線和PTI 環(huán)線。
2. ATO 需求數據與傳輸通道
由于廣州地鐵采用FTGS 數字頻率軌道電路， 因此能傳送報文信息。地面?zhèn)魉徒o列車的數據全部經軌道電路由車載ATP 接收。ATO 需要的信息主要通過車載ATP 獲得。包括經ATP 處理過的信息(實際速度、運行方向、實際位置、列車長度、限速命令、制動減速度，附加信息:下一區(qū)段精調、停車位置、車站停車)，以及ATS 經過ATP 傳給ATO 的信息(門控、到下一站的時間、車站號、車次號、目的地號、軌道電路號) 。報文由所有類型的電碼按照一定的次序組成，是由軌道電路循環(huán)發(fā)送的。
3. 控制策略
速度調節(jié):ATO 接收到來自ATP 的帶四個標志點的速度命令信息(包括最大速度、第一限速、第二限速和入口速度的起點、終點、速度值)，計算列車要求的運行速度。ATO 按照時刻表和運行需要提供三種模式曲線:最大允許曲線，常規(guī)速度曲線(較最大速度曲線下降10 %) ，節(jié)能速度曲線(較最大速度曲線下降20 %) ;然后根據各種線路情況、車輛信息，計算所需牽引力或制動力，使列車到達要求速度。列車設定了最大加速率，以便列車平穩(wěn)運行?？刂扑惴ㄖ杏幸粭l警告曲線，總比ATP 的最大允許速度曲線低一點。當超過警告曲線，則報警。
車站停車:車站內的位置調整點由多交叉的環(huán)路提供，如圖2。環(huán)路的頭和尾是所謂的環(huán)路邊界。相對應地車站中間的環(huán)線交叉是用來確定距離的，一般的距離是6 個枕木間距。另外還定義一些粗調點，它們間的距離減至3 個枕木間距且四個一組。
圖2 定點停車交叉環(huán)線
ATP 車載設備能接收到這些交叉點，并把每個交叉點的處理信號傳給ATO 。ATO 計算每個交叉點間的距離。粗調點只有在期望的位置窗口內才能被識別到。假如識別到粗調點，則下一個交叉點便可用作位置同步。這些交叉點的位置已預設在ATO 中。
巡航/ 惰行是ATO 的一項輔加功能。時間充裕的話，可以采用巡航/ 惰行來調整運行時間，節(jié)省能源。
正線上改變運行模式:在列車運行中的任一時刻，司機可以通過移動操縱桿使之脫離零位，從而進行人工駕駛。在任何時候和任何駕駛階段， ATO 給出可以進行ATO 駕駛的顯示，司機通過移動操作桿，使之進入零位置并貝壓ATO 啟動鍵， 列車的運行模式變?yōu)锳TO 模式。
2. 4 系統(tǒng)分析比較
以上三套系統(tǒng)中，以廣州地鐵1 號線ATO 系統(tǒng)運行效果最好，上海地鐵1 號線ATO 系統(tǒng)次之。經過以上的分析比較發(fā)現:
從信息獲取的角度來講，北京采用車站ATO 通信器，ATO 只在站內獲得信息，信息的實時性較差;上海地鐵1 號線通過軌道電路和軌旁TWC ， 廣州地鐵1 號線通過軌道電路，均使ATO 在運行時仍能接收最新信息。
從ATP 限速模式來講，北京地鐵1 號線與上海地鐵1 號線采用分級速度控制模式;廣州地鐵1 號線則采用模式曲線速度控制模式。模式曲線ATP 限速模式能使ATO 控車更高效，更平穩(wěn)。
從停車方式來講，北京地鐵1 號線與上海地鐵1 號線采用的是點式模式，在固定位置處有相應的線圈;廣州地鐵1 號線則采用連續(xù)模式，在站內鋪設連續(xù)交叉環(huán)線，在定點調整距離的基礎上，還能通過交叉環(huán)線脈沖跟蹤列車的位置。
從運行時間調整來說，北京地鐵1 號線ATO 根據ATS 在車站給出的惰行命令來調整，ATO 設備本身只是根據各種速度命令來執(zhí)行操作;上海地鐵1 號線ATO 則是通過ATS 由軌旁設備給出運行等級命令，按相應的速度運行來調整運行時間; 廣州地鐵1 號線ATO 能計算所要采用的運行等級，以便選用不同的牽引百分比實施控制，來調整運行時間。廣州地鐵1 號線ATO 還能計算惰行模式牽引力的切除點，以實現準時運行。相對來說， 廣州地鐵1 號線ATO 對準時性的實現與運行時間的調整都比較靈活。
3 ATO 系統(tǒng)車載設備的國產化研究
通過分析比較，對國產化ATO 的設計要求如下:信息可通過軌道電路以報文的形式發(fā)送;限速模式可采用模式曲線方式;停車設備可采用鋪設連續(xù)交叉環(huán)線;時間的調整要求能實時計算。
3. 1 工作原理
以廣州地鐵1 號線ATO 系統(tǒng)為基礎，結合實際情況，開發(fā)ATO 系統(tǒng)車載設備。ATO 從ATS 處得到列車運行任務命令。該信息是與地面線路信息一起組成報文，通過軌道電路傳送的，由車載ATP 統(tǒng)一接收。ATP 將經過處理的對ATO 有用的信息傳給ATO ， 并顯示相關信息，且不斷地監(jiān)視ATO 的工作。ATO 獲得有用信息后，根據實際運行速度和ATP 的最大允許速度，計算運行速度，得出控制量并執(zhí)行控制命令。巡航/ 惰行模塊由獨立的控制器來輔助完成。到站后，ATO 通過PTI(車地通信發(fā)送天線) 向地面發(fā)送列車信息，并傳到ATS ， 以便識別列車的位置。ATS 根據此列車信息確定列車的新任務后再次通過軌道電路傳送給ATO 。在區(qū)間運行時，每進入新的軌道區(qū)段，ATO 便接收新的地面信息，以便進行速度調整。在運行過程符合ATO 條件時，允許靈活地切換到ATO 模式。
3. 2 ATO 車載設備的設計
ATO 車載設備是ATO 系統(tǒng)的核心部分，是設計的難點。以下分析一下ATO 車載設備的接口。ATO 的車載設備接口如圖3。其中CCU 為中央控制單元，通過總線控制著ATO 、ATP 、顯示器間的數據通信; L1 、L2 為與ATO 接口的顯示燈; ATO 與ATP 間有多根信號線直接連接，包括系統(tǒng)激勵線、ATO 允許等等;E1 到E10 為與ATP 接口的開關、按鈕或顯示燈，包括司機鑰匙、ATO 允許等等。地面信息全部由ATP 接收天線接收; PTI 為車-地通信發(fā)送天線。
圖3 ATP 車載設備接口
以上對我國現有的地鐵列車自動駕駛系統(tǒng)進行了分析比較，并對列車自動運行系統(tǒng)車載設備設計的國產化工作略作介紹。相信不久，我國便能擁有自主開發(fā)的列車自動運行系統(tǒng)。
參 考 文 獻
1 《當代中國鐵路信號》編輯委員會. 當代中國鐵路信號. 北京:中國鐵道出版社，1997. 413～443
2 吳汶麒. 城市軌道交通信號與通信系統(tǒng). 北京:中國鐵道出版社，1998. 126 -141
3 李曉月. 上海地鐵一號線的車載信號系統(tǒng). 鐵道運營技術，1998 ，4 (4) :172～177
