列车定位技术分类和技术要求

列车定位技术在现代轨道交通行车安全和指挥系统中的作用主要体现在以下几个方面：

（1）为保证安全的列车间隔提供依据；

（2）在某些自动控制系统中，提供区段占用／出清信息，作为转换轨道检测信息和速度控制信息发送的依据；

（3）为列车自动防护（ATP）子系统提供列车的准确位置信息，作为列车在车站停车后打开车门以及站内屏蔽门的依据；

（4）为列车自动运行（ATO）子系统提供列车的精确位置信息，作为列车计算速度曲线、实施速度自动控制的主要参数；

（5）为列车自动监控（ATS）子系统提供列车的位置信息，作为显示列车运行状态的基础信息；

（6）在某些基于通信的列车自动控制系统（Communication Based Train Control，CBTC）系统中，作为无线基站接续的依据；

（7）在高速磁浮交通中提供位置信息，作为道岔控制、定子绕组供电接续的依据等。

首先，列车定位技术必须能提供正确的列车位置信息。其次，随着轨道交通朝着高速、便捷、舒适的方向发展，对列车定位技术的精密度也提出了更高的要求。再次，由于经过采集、传输、计算等环节，不可避免地会造成列车位置信息的时延，因此提高信息及时性、减少信息误差就显得非常重要，在高速运行的轨道区段这一点尤为突出。此外，在高速轮轨交通和磁浮交通中，由于速度高、信息量大以及特殊的边界条件，现有的定位技术难以胜任行车安全和指挥系统对它的要求，必须要有适应这一发展趋势的新的列车定位技术。

目前，在世界各国轨道交通列车自动控制系统中使用的列车定位方式主要有：轨道电路定位、计轴定位、测速定位、查询-应答器定位、交叉感应回线定位、卫星定位（包括GPS定位和GNSS定位）、扩频无线电定位、惯性定位、信标-极距定位等种类。按照不同的分类性质可以把它们分为不同的种类。

（1）按定位信息的产生分类

①离散信息方式：信息在预先排列的一些点上产生，如查询-应答器、信标-极距定位等；

②分段信息方式：信息在某一个分段内产生，如轨道电路定位、计轴定位、交叉感应回线定位等；

③连续信息方式：信息在任何点上都能够连续产生，如卫星定位、扩频无线定位、测速定位和惯性定位等。

（2）按产生位置信息的方式分类

①完全主动式定位：不通过外界信息，由列车自主测量自身位置，如惯性定位、测速定位、极距定位等；(www.xing528.com)

②半主动式定位：由外界发送信息，列车接收该信息从而判断自身位置，如卫星定位、扩频无线电定位、交叉感应回线定位、查询-应答器定位等；

③完全被动式定位：由地面发送信息并接收信息，再由接收到的信息判断列车位置，如轨道电路定位、计轴定位等。

（3）按位置信息的参照分类

①绝对位置方式：如轨道电路定位、计轴定位、查询-应答器定位，这些定位方式可以向系统提供列车的可靠位置或位置范围而不依靠其他定位方式；

②准绝对定位方式：卫星定位、无线扩频定位等，之所以称这些定位方式为准绝对定位方式是因为这些定位方式可以向系统提供列车的绝对位置，但是这种位置信息是不具有故障-安全特性的，在信号系统中这些信息不能作为唯一的位置依据，必须配合其他定位信息或对系统进行改进后方可使用；

③相对位置方式：如测速定位、惯性定位等，这些定位方式向系统提供列车相对位移，需要知道列车的初始位置才能确定列车的即时位置。

以上列举的仅仅是较常用的分类方式，还可以按照其他分类方式对列车定位方式分类，这里不一一赘述。

作为列车自动控制系统中的关键技术之一，理想的列车定位系统应该满足下列技术要求：

（1）精确性。精确性需满足两种不同的要求：一是列车在同一轨道上纵向的定位精确性；二是列车在不同轨道之间横向的定位精确性。

（2）连续性。必须具有执行列车定位而不发生任何间断的能力，即在时间上有很好的连续性。

（3）覆盖性。不管列车运行在哪里，列车定位信息必须被不间断地提供给列车运行控制系统，即在空间上有良好的可用性。

（4）可靠性和安全性。定位系统与列车自动控制系统的其他子系统之间相互独立，且它须具有连续正常工作的能力，并能检测和报告本身发生的失效和故障。

（5）可维护性。设计和使用必须综合考虑预防性维护和校正性维护等因素，从而使定位系统在生命周期内成本最小。

（6）故障-安全性。当出现故障时，系统不但能验出“无车”的通报信息，而且必须有保证列车安全的相应措施。