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城市轨道交通信号系统新技术发展前景马志飞

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：马志飞

[导读] 摘要：地铁车载信号控制系统在车辆运行中应用广泛，是实现地铁智能化、数字化管理的关键技术，在地铁运行过程中车载信号系统对于地铁的运行安全及运营效率至关重要。

        浙江众合科技股份有限公司浙江省杭州市 310051
        摘要：地铁车载信号控制系统在车辆运行中应用广泛，是实现地铁智能化、数字化管理的关键技术，在地铁运行过程中车载信号系统对于地铁的运行安全及运营效率至关重要。随着轨道交通线路的建设和运营，作为地铁列车的“中枢神经系统”——车载信号系统，已经在列车行驶过程中得到了极大的应用。城市轨道交通信号系统，主要负责调度派遣列车，掌控列车运行行程，对列车的实际运行情况进行检测，也包括了系统运行中的各项数据，需要对其进行有效控制和整理，为列车的正常运行提供安全保障。基于此，本文主要对城市轨道交通信号系统新技术发展前景做具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
        关键词：城市轨道；交通信号系统；新技术；发展前景
        引言
        经济的发展使得城市轨道交通系统网络化和规模化的逐步形成，城市轨道交通的互联互通需求就日益增加，最为整个轨道交通的“眼睛”所在，城市轨道交通信号系统是确保整个轨道交通系统安全、稳定、高效运营的保障基于此，本文主要对城市轨道交通信号系统新技术发展前景做具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
        1城市轨道交通信号系统新技术的应用
        1.1城市轨道交通信号系统互联互通
        城市轨道交通CBCT系统的互联互通，指的是不同厂商的列车，能够在不同厂商的轨道设备线路上运行，其目的在于打通整个城市轨道交通网，系统化运营，实现城市轨道运营数据共享。随着科学技术的不断更新，在未来城市轨道交通信号系统的发展中，要朝着互联互通方向发展，首要条件便是建立标准化的信号系统，制定系统规范，可从以下方面着手：一是要统一规定系统中的各项功能和架构，规范互联互通接口，遵循一致的轨道设计和安装原则，在界面设计上也应当保持一致，以便于调度员操作。城市轨道CBCT系统互联互通应当从技术、车地接口、地面设备接口、外部接口和测试等方面来予以规范。技术规范需要明确系统设计的总目标和技术要求，统一系统架构，做好功能分配，规范车载电子地图；车地接口规范应当从应答器和连续通信协议两方面着手；地面设备接口规范需要考虑到不同接口的协议，如CI与CI接口、MSS与MSS接口等；外部接口规范包括了信号系统与CCTV接口、与无线接口等规范；测试方面则需要规范互联互通测试验证技术，包括点式部分和CBCT部分。除以上建设条件之外，为实现城市轨道交通互联互通，还应当从多方面进行考虑，比如轨道信号系统自身通信协议，车辆管理、牵引供电和运营条件等。
        1.2移动闭塞技术
        移动闭塞系统能够直接利用过车地之间进行连续性的双向通信，进而可以实时传递轨道旁的ATP、联锁装置；而ATP设备能够根据列车的通行情况和速度来确定列车的行驶权限，进行数据的连续更新，并且将其发送到列车上。移动闭塞制式下后续车辆能够最大限度接近前者尾部，保证列车运行达到安全性的要求，可有效的缩短极限运行间隔距离，使青岛地铁运营公司有条件的实现“高密度，小编组”的模式，从而使系统在满足同等客运条件下减少人员的候车时间，缩小站台长度和宽度，降低基础建设的成本投资。而且由于系统采用模块化设计，方便后续检修或者零部件的更换，极大的节省维护费用。移动闭塞的优点如下：（1）能轻松满足短时的行车间隔要求，例如90S，当节假日或者旅游旺季人员运行需求增长过快，需要调整运营时间时，无需增加任何硬件或者作出任何改变。

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（2）减少了硬件设备投入，例如区间的信号机、轨道电路等；极大减少了设备的维护费用。（3）能够实现准确性的控制，主要是应用到折返的空间内，利用列车速度曲线来有效的减少末端防护间距，进而可以降低区间内的土建成本。（4）车地的双向通信能够实现大量信息的快速传播，可以更好的保证列车实现无人自动驾驶，保证列车可以安全、稳定的运行。列车的发车、站内停靠、区间运行、折返以及列车入库等均可以通过操作控制中心来直接进行管理。主控中心能够准确的掌握列车运行图，也能够根据实际情况做出调整，保证车辆处于最佳的运行状态下，有效的预防在运行中存在反复加速、制动的情况，节省电力资源，增强旅客舒适度。（5）易于实现列车双向运行。当轨道交通系统因设备故障、线路检修更换、车辆故障等问题造成运行中断时，青岛地铁运营公司可采取临时反向载客方案来确保轨道交通系统不间断运行。
        1.3计算机系统应用技术
        计算机系统的融合，逐渐研发出微机联锁系统、实时通信系统等，在提升信号系统运行效果的基础上，推动信号系统朝着自动化、智能化的方向不断迈进。计算机控制系统的应用，在降低系统控制成本的同时，避免因人为因素而出现控制失误现象。但是在实际应用中，计算机系统的使用无疑是一把双刃剑，在提升信号系统稳定性、效率性的同时，也对信号系统安全运行提出更高的要求。计算机系统具体组成包括软、硬件设备，其中系统硬件囊括诸多元器件，且硬件的行为状态复杂多元；而针对系统软件而言，不同程序的执行路径诸多，致使计算机系统的应用具备复杂性、精密性等特点，加大计算机系统开发难度，并且计算机系统故障问题的检测难度增大。尽管如此，随着科学技术的不断发展，计算机系统的应用仍推动着安全技术的创新，其创新的安全技术被广泛应用于信号系统中，包括：（1）故障检测诊断技术。可实现对故障的及时发展与诊断，避免因故障问题影响到系统运行。（2）容错技术。是指错误产生时，借助冗余进行影响屏蔽，并通过应用重构来缓慢的进行系统降级。冗余技术包括硬件、软件、时间、信息冗余，其中硬件冗余又包括双机热备、三取二、二乘二取二、三乘二取二冗余。
        2城市轨道交通信号系统新技术发展方向
        可将城市轨道交通系统分为两大体系，一是建立完善的技术标准规范体系，目标在于实现技术管理标准化，为信息平台的建设提供技术支持，规范系统中的各项接口协议恶化数据格式，确保系统运行的规范性；二是建立健全的网络信息安全体系，城市轨道交通信息系统的建设，需要强大的信息安全保护，应当从平台、数据、通信、应用和管理等各个方面，来维护信息系统的安全性。具体可表现为：（1）系统化。设备之间的组合已经逐渐向着系统化的方向发展，提高了轨道交通系统的先进性。（2）网络化。车-地间的无线通信网、地面局域网、广域网之间的配合应用使得列车、列车控制中心以及车站之间形成了一个有机的整体，将全面的信息传递给指挥中心，保证指挥中心可以更加全面地了解车辆信息，进而灵活地配置各种资源，为系统的运行提供一个更加安全、稳定的环境。（3）信息化。信息化的发展以保证系统高效、安全运行作为基础，极大程度地提高为乘客提供的出行服务水平。（4）智能化。通过轨道运行的实际情况对整个轨道交通系统进行优化，大程度降低了工作人员的劳动量和劳动强度。
        结语
        城市化进程的加快建设，使得轨道交通系统的应用更为普及与广泛。对此，需重视对信号系统安全技术的研究加大力度，通过对安全技术的不断创新，提升信号系统运行的稳定性、安全性、高效性，进而保障列车的稳定运行。
        参考文献：
        [1]朱鹏飞.轨道交通信号系统互联互通关键技术研究[J].现代经济信息，2019（13）：373.
        [2]王卓然，贾学祥.我国城市轨道交通信号系统的发展方向[J].交通世界，2019（12）：158-159.