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基于通信的列車控制技術是指通過高精度列車定位系統，同時結合雙向大容量車-地數據通信和車載等安全功能處理器，從而達到對列車進行自動控制的目的。這種技術不僅可以實現大容量、雙向車-地數據傳輸，同時還可以實現列車的移動閉塞，具有顯著優勢。在基于通信的列車控制技術中主要運用的無線移動車-地通信技術具有高度的可靠性與安全性，并在我國各大城市軌道交通的運輸中逐漸運用。

1基于通信的列車控制技術的系統結構

基于通信的列車控制技術系統主要是在計算機技術基礎上，對列車的運行實現連續控制與監測，從而實現移動閉塞的一種方式。基于通信的列車控制技術在運用過程中最為重要的是車載設備與軌旁設備間的實時雙向通信功能的實現，因此，這種系統結構大大減少了城市軌道旁的設備,并在安裝維修上比較簡便[1]。接下來，介紹一種基于通信的列車控制技術系統的典型結構。該結構如下圖所示。從圖中可以看出，在這個典型的系統結構中，主要包含了兩種類型的設備，分別是基于通信的列車控制技術的地面設備和基于通信的列車控制技術的車載設備。這兩種設備構成了整個系統的核心部分，它們主要是運用“數據通信網絡”進行有機連接。圖中的“聯鎖”功能模塊是一個單獨的部分，它與基于通信的列車控制技術的地面設備進行連接[2]。此外，在充分考慮到線路長度問題之后，在系統中又設計了相鄰的CBTC地面設備模塊。與此同時，該系統結構中還考慮到了ATS功能的實現，因此在系統中設計了ATS模塊。一方面，在數據通信網絡的基礎上，基于通信的列車控制技術的地面設備向車載設備傳輸相應的控制信息，并以此對列車的運行情況進行及時地控制。另一方面，在數據通信網絡的基礎上，基于通信的列車控制技術的車載設備也向地面設備及時地傳輸列車的運行信息，這樣便形成了一個封閉式的信息傳輸與控制的網絡系統。其中，地面設備與車載設備進行連接的中間媒介就是車-地通信網絡。

2移動閉塞

所謂的移動閉塞就是指在前面的列車與后面的列車之間的最小安全追蹤間隔距離單元不是預先設定的固定值，而是隨著列車的不斷行駛以及列車速度的不斷變化，進而引起兩者之間發生變化的閉塞方式。因此，這種方式可以對行駛中列車的位置和速度進行連續性檢測。相比固定閉塞方式而言，移動閉塞是以列車運行的實際速度、制動曲線以及運行中的位置為基礎，對相鄰列車之間的安全距離進行動態性的計算。這種方式不僅可以將相鄰列車之間的距離大大降低，同時使列車具有了更大的調整能力。基于通信技術的列控系統的列車速度控制曲線，如下圖所示。在上圖中可以看出，相鄰列車之間的間隔是不斷變化的，圖中的曲線主要是針對后面列車的控車一次拋物線制動曲線而言，兩輛列車之間的制動終點是同一點，主要是在后面列車當下行駛速度的基礎上，所需要的制動距離，同時再加上相應的安全余量計算出的。一般來說，為了保障列車不會發生追尾事故，那么列車位置的分辨率應該保持在10米之內[3]。可以看出，移動閉塞可以使運行中的列車的間隔大大減小，從而提升了軌道線路的通過能力。

基于通信的列車控制技術主要是運用車-地之間高速的通信能力使列車的命令能夠在車輛與地面之間進行雙向交換。同時，移動閉塞將系統中的基于通信的列車控制技術的地面設備與受控制的列車進行密切聯系，并動態性地計算出相鄰車輛之間的安全距離。可以看出，基于通信的列車控制技術系統在實現移動閉塞上的關鍵在于無線車-地通信。

3基于通信的列車控制技術中的車-地通信技術

從車-地通信技術信息的傳輸方式上來說，通常可以分為兩種方式，其一，基于感應電纜環線傳輸方式。其二，基于無線通信傳輸方式。這種傳輸方式依據具體條件的不同又可以分為不同類型，其中，依據無線通信調制方式，可以分為三種方式:分別是跳頻擴頻、直接序列擴頻以及正交頻分復用。為了符合車-地雙向通信的要求，基于無線通信的列車控制技術系統必須在列車運行線路沿線覆蓋無線場強。目前，主要有三種方式可以采用，分別是無線電臺、漏泄同軸電纜、裂縫波導管。接下來，對這三種方式進行詳細介紹。

第一，無線電臺方式。為了保障通信質量的可靠性，通常無線電臺需要分別在兩個位置進行設置。一種是設置于地下線路段，間隔200米左右，另一種是設置于地面和高架線路，間隔300米左右。無線電臺方式具有顯著優點，即它的體積比較小，在安裝上比較簡便，受到其他因素的干擾比較小，同時安裝與維護相對比較方便。但是，無線電臺方式也具有不足之處。這種方式在隧道中傳輸信息的時候，會受到隧道彎道和坡道的影響，再加上隧道中對傳輸信息的反射情況比較嚴重，因此在運用過程中需要綜合考慮多徑干擾問題。此外，當無線電臺安裝在地面或是高架線路的時候，必須要保障線路的周圍不能有比較密集的高大建筑物，如果有密集的高大建筑物，那么傳輸信息就很容易出現反射和衍射的現象，進而影響傳輸信息的質量。

第二，漏泄同軸電纜方式。這種方式在同軸電纜外導體上開有一定形狀和間距的槽，因此，在同軸電纜中內外導線之間，可以使電磁場中的能量得到有效的積聚。其中，有一部分能量會從同軸電纜中的槽孔泄漏到空間中,這樣泄漏的部分能量就會與附近的移動電臺天線組合成無線通道。

漏泄同軸電纜方式具有顯著優點，即對地形的適應能力比較強，場強相對比較穩定，傳輸信息的速率比較高，能夠節省頻率資源等，因此，在數字化的移動車輛通信上，這種方式相對就比較有優勢。但是，這種方式也有不足之處，即它對電纜上開槽的尺寸長度與形狀上有一定的要求，同時它的收發與中繼設備的使用相對比較復雜，投入成本比較高等。

第三，裂縫波導管方式。這種方式在材料上主要運用的是鋁合金材料，在鋁合金上每隔一段距離就會刻上大約寬為2mm，長為3mm的裂縫，這樣就可以使無線電波漏泄出來[4]。裂縫波導管方式具有顯著優點，首先，這種方式的物理特性相對其它兩種方式而言比較穩定；其次，這種方式適合于遠距離的信息傳輸；再者，這種方式抗干擾的能力比較強；其四，這種方式比較適合在地下隧道中使用；其五，這種方式大大降低了列車AP之間的漫游和切換，從而使無線通信的連續性得到保障。

4結語

綜上所述，基于通信的列車控制技術主要是運用高精度的列車定位和高速的車-地數據通信，運用基于通信的列車控制技術的車載設備與地面設備達到對列車控制的目的，這樣列車之間能夠保持相對較小的間隔，從而在滿足營運的基本要求之上，大大縮短了列車的行駛時間，提高了列車的運行效率，并降低了站臺的長度與候車的空間，進而降低了城市軌道交通建設中的投資成本。雖然，我國當前的基于通信的列車控制技術運用還在不斷改進中，但是它將會成為城市軌道交通發展的一個重要方向。

作者：馮飛彥 單位：武漢市市政工程質量監督站