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[摘 要]经济的快速发展，土地资源的紧张，人们更多的开始使用地下土地资源。地铁建于地底，能有效隔绝对地面的噪音干扰，避免与地面交通的交叉、重叠，受其他交通轨道影响小，运行速度稳定，使用电能对环境污染小，已经成为城市的主要交通工具，有效缓解了交通对城市的影响。地铁运营中的主要发展方向是建立地铁运输自动化系统，本文分析了自动化系统中的主要技术水平，并研究了存在的主要问题，为之后的地铁运输自动化系统发展提供了参考。
[关键词]地铁；运输自动化系统；问题
中图分类号：U231.92 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0319-01
1、引言
我国经济的快速发展，给人们的生活带来了很多变化，提高了生活水平，改变了国家的经济结构，促进了我国城市化进程。城市的快速发展离不开土地的大量使用，离不开交通的快速发展，越来越繁重的交通量变成了城市进一步发展的瓶颈。地铁是铁路运输的一种形式，是在地下运行的一种城市轨道交通系统，将大部分的交通转移到了地下，分散了人流，缓解了地面交通量，有利于城市的有序运行，减少环境污染，促进城市化进程。
2、我国地铁发展现状
世界上的首条地下铁路系统建于1863年的英国伦敦，干线长度约6.5千米，目的是为了缓解伦敦的交通堵塞问题，可见交通问题早已存在。而后法国巴黎也在1900年开通了大都会铁路，紧接着俄罗斯也顺理成章的建立了地铁轨道系统。我国最早的一条铁路是北京地铁，也是中国第一个拥有地铁的城市，于1965年开工到1969年正式通车。1970年天津开始建设第二条地铁，1990年上海建立了第三条地铁，到2000年后，我国开始快速发展城市交通轨道系统，技术越来越先进、成熟，自动化程度也越来越高，其具有的独特优势为缓解城市交通做出了巨大贡献。
3、地铁运输自动化系统
由于地铁相比大型铁路规模小、运行环境好，运行速度快，站点距离短，可实现短时间内运输大批人流量。因此，我们有必要实现地铁运输的自动化控制系统，完善地铁的控制管理。地铁运输自动化系统的关键技术是列车运行的自动控制，该系统又可分为四个子系统，分为列车自动监控系统、列车自动防护系统、列车自动驾驶系统和计算机联锁系统。列车自动监控系统主要进行列车的自动识别、自动追踪运行和自动调整等；列车自动防护系统是保证列车的安全运行，提高运营效率；列车自动驾驶系统是在列车自动防护下实现列车的自动运行控制；计算机联锁系统是保证列车的安全运行，是一种基础控制设备，保证轨道区段、道岔、信号机之间的正确联锁。
3.1 地铁运输自动化系统的构成
（1）现场设备。现场设备的组成包括轨旁和车站列车自动控制系统设备室、列车自动驾驶和自动防护的现场支持设备、列车自动防护的信号设备和联锁设备、车辆段联锁设备和列车自动监控远程终端设备。
（2）车载设备。车载设备的组成包括列车司机室内安装的列车自动控制系统设备和控制显示单元，列车自动防护和自动驾驶的信号发送、接收设备。
（3）控制中心设备。控制中心设备安装有基于计算机的集中控制模式的列车自动监控系统设备，进行统一控制管理。
3.2 地铁运输自动化系统的特点
（1）ATC系统实现列车控制、车地数据传输、列车定位，确保列车的安全、准点和高密度运行。为了在实际地铁运输中保证其安全、可靠，必须赋予ATC系统多层次的工作能力，但有关设备出现故障或有紧急事件发生时，可以降级使用系统。
（2）行车调度特点。地铁运营中，行车调度指挥是保证地铁持续正常运行的关键，为了确保地铁安全运行，必须实现安全、高效和及时有效的调度。行车调度系统的控制方式有中央自动控制、人员参与的中央控制和车站现场控制。
（3）列车司机操作特点。列车司机在操作列车时，有四种可行操作方式：全自动驾驶（ATO）模式、 ATP监督下人工驾驶模式、限速人工驾驶、非限速人工驾驶。全自动驾驶（ATO）模式在正线驾驶，限速人工驾驶在车辆段驾驶，这两种驾驶模式在车辆段转换区段自动或人工切换。
4、已有的地铁运输自动化系统的技术水平
（1）自动售检票系统
自动售检票系统（AFC），在计算机集中控制下进行的自动售票（包括半自动售票）、自动检票、自动收费和统计、清分、管理的封闭式自动化网络系统。在实际使用中，大幅度的减少人工售票、验票和收票的时间，节约人力资源，加快旅客进出站速度，提高效率的同时增加了经济效益。AFC系统的组成单元在通信网络下形成一个循环，保留了地铁运营中的数据，为之后的设备改进和票价变化提供参考。
（2）信号系统
在地铁中，信号系统相当于一个机电系统，集成了行车指挥和列车运行控制为一体，直接关系着城市轨道交通的安全、快速、高密度运行。地铁信号系统的核心是列车自动控制系统，并由其它四个子系统组成，各子系统之间相互协作、渗透，实现列车控制和地面控制，并结合了中央控制和现地控制。进路控制是信号系统的一个重要特性，为了得到更灵活和快速的控制，因此，采取电子固态联锁，增加了系统灵活性，减少维修，并具有扩展能力。
5、自动化系统中存在的主要问题
地铁运输自动化系统在实际应用和发展中可能存在的问题有：
（1）存在“沉寂”列车问题
“沉寂”列车是指发出的信号不能被地面系统即时收到。当它停靠在侧线，需要被维修或拖运至车辆段，则必须建立程序用于处理车载无线通信系统失效情况，帮助“沉寂”列车与备用机车接近并连挂后进入车站；开发的系统同时也要安装退行检测程序，协助“沉寂”列车自行进入最近车站。
（2）系统在使用寿命内失效问题
在冗余结构和高可靠性元件下设计地面系统成为无间歇式系统，但由于不可不免的发生自然灾害、人员操作失误或软件故障等，使得系统总会发生在使用寿命期间的失效事件。当列车发生“沉寂”时，此时的系统也可能失效，重建列车追踪位置的进程时，则需要考虑这方面的因素，并收集位置数据和检测地面设备对列车的支持。
（3）断轨检测问题
断轨发生时，如不及时防范，则必定发生车毁人亡的重大恶性事故，因此，必须实时检测断轨情况，保证充足的时间向前方来车发出信号并采取措施。现阶段，广泛使用的列车进行运行控制的设备是轨道电路，而轨道电路则可以进行实时断轨检测。但实际应用中，由于道床条件很大程度的影响着轨道电路的工作状态。如隧道潮湿、过长，道床存在漏泄、电阻过低，使得轨道电路经常性的产生“红光带”故障，给运输带来了安全隐患，降低了运输效率，尽管人们也在不断采取措施去解决这个问题，但实际效果还是不好。之后的研究中，人们要集中力量开发并使用以非轨道电路为基础的自动闭塞系统，并研制新型的实时断轨检测方法。
（4）获取无线通信频带存在问题
在移动无线通信网全覆盖下，使得无线通信频带获取越来越困难。必须加强对轨道交通运输系统无线电专用频率的保护，消除无线电干扰，保证其无线通信的畅通。已经召开过针对全国铁路无线电通信频率的专项保护研讨会，为无线通信问题提供了参考。现阶段，已开发有GSM-R系统，有效提高铁路通信系统的可靠性，提高呼叫成功率，保障通信安全，是我国轨道交通的未来发展方向。
参考文献
[1] 田茂.地铁自动化控制相关系统的对比及应用[J].铁道技术监督.2012年04期.
[2] 张越；徐小燕.地铁综合自动化系统的研究[J].南京林业大学学报（自然科学版）.2007年05期.
[3] 李伟.基于LONWORKS技术的地铁自动化系统研究[J].石家庄铁路职业技术学院学报.2012年04期.
[4] 苗冲冲.地铁列车行车调度系统可用性研究.北京交通大学.硕士论文.2012.
[关键词]地铁；运输自动化系统；问题
中图分类号：U231.92 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0319-01
1、引言
我国经济的快速发展，给人们的生活带来了很多变化，提高了生活水平，改变了国家的经济结构，促进了我国城市化进程。城市的快速发展离不开土地的大量使用，离不开交通的快速发展，越来越繁重的交通量变成了城市进一步发展的瓶颈。地铁是铁路运输的一种形式，是在地下运行的一种城市轨道交通系统，将大部分的交通转移到了地下，分散了人流，缓解了地面交通量，有利于城市的有序运行，减少环境污染，促进城市化进程。
2、我国地铁发展现状
世界上的首条地下铁路系统建于1863年的英国伦敦，干线长度约6.5千米，目的是为了缓解伦敦的交通堵塞问题，可见交通问题早已存在。而后法国巴黎也在1900年开通了大都会铁路，紧接着俄罗斯也顺理成章的建立了地铁轨道系统。我国最早的一条铁路是北京地铁，也是中国第一个拥有地铁的城市，于1965年开工到1969年正式通车。1970年天津开始建设第二条地铁，1990年上海建立了第三条地铁，到2000年后，我国开始快速发展城市交通轨道系统，技术越来越先进、成熟，自动化程度也越来越高，其具有的独特优势为缓解城市交通做出了巨大贡献。
3、地铁运输自动化系统
由于地铁相比大型铁路规模小、运行环境好，运行速度快，站点距离短，可实现短时间内运输大批人流量。因此，我们有必要实现地铁运输的自动化控制系统，完善地铁的控制管理。地铁运输自动化系统的关键技术是列车运行的自动控制，该系统又可分为四个子系统，分为列车自动监控系统、列车自动防护系统、列车自动驾驶系统和计算机联锁系统。列车自动监控系统主要进行列车的自动识别、自动追踪运行和自动调整等；列车自动防护系统是保证列车的安全运行，提高运营效率；列车自动驾驶系统是在列车自动防护下实现列车的自动运行控制；计算机联锁系统是保证列车的安全运行，是一种基础控制设备，保证轨道区段、道岔、信号机之间的正确联锁。
3.1 地铁运输自动化系统的构成
（1）现场设备。现场设备的组成包括轨旁和车站列车自动控制系统设备室、列车自动驾驶和自动防护的现场支持设备、列车自动防护的信号设备和联锁设备、车辆段联锁设备和列车自动监控远程终端设备。
（2）车载设备。车载设备的组成包括列车司机室内安装的列车自动控制系统设备和控制显示单元，列车自动防护和自动驾驶的信号发送、接收设备。
（3）控制中心设备。控制中心设备安装有基于计算机的集中控制模式的列车自动监控系统设备，进行统一控制管理。
3.2 地铁运输自动化系统的特点
（1）ATC系统实现列车控制、车地数据传输、列车定位，确保列车的安全、准点和高密度运行。为了在实际地铁运输中保证其安全、可靠，必须赋予ATC系统多层次的工作能力，但有关设备出现故障或有紧急事件发生时，可以降级使用系统。
（2）行车调度特点。地铁运营中，行车调度指挥是保证地铁持续正常运行的关键，为了确保地铁安全运行，必须实现安全、高效和及时有效的调度。行车调度系统的控制方式有中央自动控制、人员参与的中央控制和车站现场控制。
（3）列车司机操作特点。列车司机在操作列车时，有四种可行操作方式：全自动驾驶（ATO）模式、 ATP监督下人工驾驶模式、限速人工驾驶、非限速人工驾驶。全自动驾驶（ATO）模式在正线驾驶，限速人工驾驶在车辆段驾驶，这两种驾驶模式在车辆段转换区段自动或人工切换。
4、已有的地铁运输自动化系统的技术水平
（1）自动售检票系统
自动售检票系统（AFC），在计算机集中控制下进行的自动售票（包括半自动售票）、自动检票、自动收费和统计、清分、管理的封闭式自动化网络系统。在实际使用中，大幅度的减少人工售票、验票和收票的时间，节约人力资源，加快旅客进出站速度，提高效率的同时增加了经济效益。AFC系统的组成单元在通信网络下形成一个循环，保留了地铁运营中的数据，为之后的设备改进和票价变化提供参考。
（2）信号系统
在地铁中，信号系统相当于一个机电系统，集成了行车指挥和列车运行控制为一体，直接关系着城市轨道交通的安全、快速、高密度运行。地铁信号系统的核心是列车自动控制系统，并由其它四个子系统组成，各子系统之间相互协作、渗透，实现列车控制和地面控制，并结合了中央控制和现地控制。进路控制是信号系统的一个重要特性，为了得到更灵活和快速的控制，因此，采取电子固态联锁，增加了系统灵活性，减少维修，并具有扩展能力。
5、自动化系统中存在的主要问题
地铁运输自动化系统在实际应用和发展中可能存在的问题有：
（1）存在“沉寂”列车问题
“沉寂”列车是指发出的信号不能被地面系统即时收到。当它停靠在侧线，需要被维修或拖运至车辆段，则必须建立程序用于处理车载无线通信系统失效情况，帮助“沉寂”列车与备用机车接近并连挂后进入车站；开发的系统同时也要安装退行检测程序，协助“沉寂”列车自行进入最近车站。
（2）系统在使用寿命内失效问题
在冗余结构和高可靠性元件下设计地面系统成为无间歇式系统，但由于不可不免的发生自然灾害、人员操作失误或软件故障等，使得系统总会发生在使用寿命期间的失效事件。当列车发生“沉寂”时，此时的系统也可能失效，重建列车追踪位置的进程时，则需要考虑这方面的因素，并收集位置数据和检测地面设备对列车的支持。
（3）断轨检测问题
断轨发生时，如不及时防范，则必定发生车毁人亡的重大恶性事故，因此，必须实时检测断轨情况，保证充足的时间向前方来车发出信号并采取措施。现阶段，广泛使用的列车进行运行控制的设备是轨道电路，而轨道电路则可以进行实时断轨检测。但实际应用中，由于道床条件很大程度的影响着轨道电路的工作状态。如隧道潮湿、过长，道床存在漏泄、电阻过低，使得轨道电路经常性的产生“红光带”故障，给运输带来了安全隐患，降低了运输效率，尽管人们也在不断采取措施去解决这个问题，但实际效果还是不好。之后的研究中，人们要集中力量开发并使用以非轨道电路为基础的自动闭塞系统，并研制新型的实时断轨检测方法。
（4）获取无线通信频带存在问题
在移动无线通信网全覆盖下，使得无线通信频带获取越来越困难。必须加强对轨道交通运输系统无线电专用频率的保护，消除无线电干扰，保证其无线通信的畅通。已经召开过针对全国铁路无线电通信频率的专项保护研讨会，为无线通信问题提供了参考。现阶段，已开发有GSM-R系统，有效提高铁路通信系统的可靠性，提高呼叫成功率，保障通信安全，是我国轨道交通的未来发展方向。
参考文献
[1] 田茂.地铁自动化控制相关系统的对比及应用[J].铁道技术监督.2012年04期.
[2] 张越；徐小燕.地铁综合自动化系统的研究[J].南京林业大学学报（自然科学版）.2007年05期.
[3] 李伟.基于LONWORKS技术的地铁自动化系统研究[J].石家庄铁路职业技术学院学报.2012年04期.
[4] 苗冲冲.地铁列车行车调度系统可用性研究.北京交通大学.硕士论文.2012.