摘要：轨道交通信号系统是保障铁路交通安全的系统。城市轨道交通信号大致可分为三类，这些类型确定的主要是基于对模拟轨道电路的分析，并且结合数字轨道电力以及运行控制系统的优缺点来进行考虑的，对这些进行分析之后决策出符合国情的交通信号系统。
关键词：城市轨道交通；控制；信号
前言
城市轨道交通系统不仅仅是为了保障铁路交通的安全，其的合理规划也是提高运输能力的有效技术手段。随着科学技术的发展，先进的科学技术也随之投入到了轨道交通系统之中。信息技术、计算机技术的使用也有效的保障了轨道交通系统的安全。在整个的交通信号系统中，大致经历了模拟轨道电路、数字轨道电路和无线通信这三个阶段。
1城市轨道交通信号系统技术发展趋势
1.1基于模拟轨道电路的ATC系统
最初的交通信号系统就是模拟轨道电路，它的主要作用是将一段区间内的线路划分开，划分好的固定区段用来对列车的占用检查，在这些区段中还需要向列车中安装的车载ATC发送信号。这个系统有固定闭塞，其主要作用是对那些以固定的轨道电路区段为定位单位的列车，这种设备通过模拟轨道的方式对列车中安装的车载设备发送信息，可以同时向车载设备发送10到20种信息，并对列车的速度进行阶梯式的控制。模拟轨道电路系统在我国应用也较为广泛，如：北京地铁的1号线和13号线就是采用的从英国西屋引进的FS-2500型号的无绝缘轨道电路。虽然这些系统还在采用，但是从模拟轨道系统的整体状况来看，这个系统的分类过于分散，每个子系统都处于分立的状态，所以工作的效率不高，技术水平也跟不上现在的发展，由于系统的分散，维修起来工作量也很大，这些问题都制约了列车的安全运行和列车的运行速度，也已经渐渐被其他设备所替代。
1.2基于数字轨道电路的ATC系统
另一种系统是数字轨道电路系统，这种电路的系统主要采用数字编码的方式，通过地面设立的装置向车载设备发送信息，信息的形式是多达数十位的数字信息，这种信息传输方式的优势在于它能够对列车进行曲线式的安全防护，不仅可以缩短列车的运行间隔，还可以增加区间内的运行车次，大大提高了列车的舒适度。它与模拟电路系统不同的是，它采用的是准移动闭塞。数字轨道电路在我国的应用比模拟轨道电路更为广泛，在上海、广州、南京等地的地铁建设中都有所应用。数字轨道电路的ATC系统在技术的应用上相对于模拟轨道电路系统来讲有了很大的改进，在整个系统中运用了微电子技术，计算机技术以及数字通信技术，这些高新技术的应用大大加强了其的安全保障性能，正因为它的安全性和稳定性得到了很好的保障，所以不仅仅在我国，乃至世界上的使用范围都是很广的。但数字轨道电路仍然存在很多的缺点：因为在轨道电路中信息电流往往很小，但是列车的牵引回流的电流却十分的大，这也使得信息电流很容易被干扰到，所以轨道电路中的信息电流的抗干扰要求也是十分苛刻的。另一方面，虽然数字轨道电路的信息传输能力比模拟电路的要强很多，但是其特性对其的传输性能上也有所限制，目前只能实现地面设备对列车进行单向传输，这也制约了传输的信息量，每次的传输量也只能达到数十比特，传输量的不足，也影响到了系统的整体性能。还有个最重要的缺陷就是数字轨道电路无法完成对列车的精确定位，只能对划分的区段内的轨道电路进行粗略掌握，由于这种区段内无法精确定位，所以列车的间隔就要保持在有效距离内，这对于列车的间隔缩减存在制约，进而影响运行的速度。
1.3基于通信的列车运行控制系统(CBTC)
CBTC是目前较为先进的铁路交通信号系统，与前面二者相比效率和安全性上面也可靠了许多。CBTC主要采用的是动态信息传输，其在前后车安装有动态定位装置，这些装置可以将两车的位置信息进行共享，这样就可以让后车安全快速的获取到前车的位置信息，保持好相对位置。这种信号传输的方式，大大加强了对突发事件的防范能力，对于铁路交通的安全防护也有所提升。另外CBTC信息传输采用的是动态传输的方式，其防护点也会随着前车的移动而进行实时的更新，有利于提高列车的运行效率和速度，因此这种模式也被称为移动闭塞。
而无线通信的传输方式有很多，每种方式的差异也比较大，目前为止在我国主要采用的方式大致有四种，第一种无线AP传输方式：这种方式在安装和施工方面较为简单，是见低成本的有效方法，主要是向着轨道的方向铺设定向天线，来进行信息传输，这种传输方式的传输距离可以达到200—400 m。但是定向天线的场强分布不均匀也影响到了它的性能。第二种是漏缆传输方式：这种传输方式的成本相对较高，其原理就是在同轴的电缆外部导体上做处理，在外部导体上配置槽口，电信号在电缆中传输，经过槽口的时候，会把部分的电磁能量以电磁波的形式向外辐射到周围环境中，这样不仅具备传输线的功能，还有无线电发射天线的性质，所以在传输方面的性能十分良好，因为双重线路，所以其场强分布均匀，适应能力强的特点。第三种是波导管传输方式：这种方式的传输效果很好，因为它是一种双向数据传输模式，传输数据的频带跨度大，耗能低，但是其工艺较为复杂，容易受到环境影响，这也限制了其的普及。第四种是感应环线方式：主要是在轨道的周围铺设呈交叉型的环形感应线路，进而实现全面的无线通信。
2我国城市轨道交通信号系统的国产化发展战略方向
(1)由于我国国土面积大、人口众多，计划建设城轨交通的城市很多，因此信号系统国产化只能在政府统一领导和规划下展开。(2)信号系统的国产化应通过"引进一消化一吸收一创新"的方式，使这项工作的起点平台与国际水平相一致。由于我国的城市轨道交通正处于超常发展时期，因此把握好这一机遇，通过"市场换技术"来实现信号系统的国产化是完全可能的。(3)城市轨道交通因仅在局部地区运营而不同于国家铁路，并不要求全国统一制式的信号系统，因此在我国实现信号系统国产化的进程中，应当遵循"从实际出发"的原则，不同条件、不同需求的城市可以选择不同的制式，但不宜过多过滥，特别是同一地区或城市更应如此。
3国产化的主要内容
(1)如果选定“准移动闭塞”作为基本制式，那么国产化的主要内容为：
安全型计算机的故障一安全操作系统；数字轨道电路的发送与接收环节(包括硬件、软件以及信道编码技术)；车载ATP设备(包括硬件、软件以及接IZI技术)；ATS子系统，包括运行控制中心的设备配置，列车运行信息的采集、传输及显示，列车运行图的生成及管理，列车运行仿真系统等；ATO子系统，包括列车运行速度曲线的生成、定点(定位)停车、运行进路的自动排列等；准移动闭塞的区间闭塞设计。
(2)如果选定无线移动闭塞(RF CBTC)作为基本制式，则国产化的主要内容除了上述内容外，还必须增加以下内容：
制定技术规范；确定数据通信系统(DCS)的总体结构，确定所采用的信号调制方式(直接序列扩频或跳频)，确定DCS与车载设备及地面设备的标准接口，等等；直接序列扩频(DSSS)或跳频(FHSS)无线信号的发射、连接及接收设备；开放式传输系统的密钥技术，安全防护技术；信源码及信道码的生成和解码技术。
结束语
我国城市轨道交通信号系统发展的战略方向需要根据我国的实际发展水平来决定，需要科学的选取恰当的轨道交通信号系统、加强城市轨道交通信号系统的自主研发、构建完善科学规范的城市轨道交通信号系统管理体系、培养专业的、高素质的城市及轨道交通信号系统建设人才、强化城市轨道交通信号与通信设备一体化建设等，才能促使其健康、可持续发展，与国际先进水平相接轨。
参考文献
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