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城市轨道交通信号系统与外部接口关系研究产涛

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：产涛

[导读] 摘要：交通车载信号控制系统在车辆运行中应用广泛，是实现交通智能化、数字化管理的关键技术，在交通运行过程中车载信号系统对于交通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：交通车载信号控制系统在车辆运行中应用广泛，是实现交通智能化、数字化管理的关键技术，在交通运行过程中车载信号系统对于交通的运行安全及运营效率至关重要。随着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，信号系统与外部实现互联互通是保障城市轨道交通系统信息化发展进程的关键所在，因此城市轨道交通信号系统与外部接口的关系就显得尤为重要，本文结合城市轨道交通信号系统互联互通的技术研究，探索城市轨道交通信号系统与外部接口的关系。
        关键词：城市轨道；交通信号系统；外部接口；关系
        引言
        城市轨道交通信号系统的作用发挥依赖于轨道交通系统互联互通技术的应用，轨道交通系统的互联互通技术帮助信号系统实现了不同轨道交通线路上的跨线运行，在提升列车整体运营效果的同时为列车的安全防护提供保障，轨道交通系统互联互通技术实施的难点在于信号系统与外部接口关系的处理，这也是本文研究的重点方向。
        1城市轨道交通列车控制系统（CBTC）特点
        城市轨道交通列车控制系统（CBTC）主要特点涉及到以下方面内容：CBTC系统和传统的列车运行控制系统之间的本质存在明显不同，传统的立车运行控制系统大多都是依靠轨道电力实现列车的定位，而CBTC系统已经可以彻底不再依赖轨道电路，而是通过列车传递回来的自身位置的报告实现车-地双向通信，在地面无线闭塞控制中心可以更好地实现信息的传达和交互，有效控制列车的行驶速度以及安全间隔。具体来说，CBTC系统的应用具有以下特点：（1）大容量的车-地通信。（2）车载设备的工作原理是通过计算机发出具体的控制指令，进一步实现间隔控制、速度控制以及进路控制等。（3）列车的定位精度更高。（4）系统基本上实现了移动闭塞，可以更加灵活、高精度地控制列车的运行过程。（5）设备具有较高的集成度且系统的结构较为简单，另外地面设备的可维修性以及可靠程度都得到了较大的改善。（6）CBTC信息在既有的信号系统的基础上不仅可以实现线路的改造和完善，还可以更好地进行轨道之间的互通。
        2城市轨道交通信号系统互联互通接口关系研究
        （1）ATS与车载计算机接口的关系。ATS的主要功能是帮助轨道交通系统安排列车的运营计划以及监督列车运行状态的功能，车载计算机需要通过ATS获取相关的运营讯息，并同时将ATS自身的运行状态进行反馈。因此，车载计算机通过与ATS的接口实现车载设备的功能有：列车自动运行、站台跳停控制、列车运行调整、车门及站台控制、站台扣车控制、折返功能以及时钟同步等动作。（2）ZC与车载计算机接口的关系。ZC的主要功能是对轨道交通系统中运行的列车实现移动授权的分配，并对移动授权列车下达临时限速和站台安全按钮状态等功能，因此，车载计算机通过与ZC的接口实现车载设备的功能有：列车速度防护、站台紧急停车、车站级站台门保护以及折返功能等动作。（3）CI与车载计算机接口的关系。CI子系统规范与车载计算机通过接口沟通实现车门与站台门的联动控制功能，他们彼此间的信息交流能够起到点式等级下红灯误出发防护的功能。同时车载计算机通过与CI的接口连接还能够获取PSD状态信息以及点式等级下移动授权等信息。（4）DSU与车载计算机接口的关系。

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车载计算机通过与DSU的接口处获取电子地图的版本信息，
        3城市轨道交通信号系统互联互通的设想及建议
        为进一步完善城市轨道交通CBTC信号系统互联互通的相关规范性要求和设计建设要求，使CBTC信号系统互联互通更加广泛地适应于全国各大城市。在根据已有的轨道交通信号互联互通标准和规范的基础上，提出个人的一些设想和建议。1）进一步完善和细化城市轨道交通CBTC信号系统互联互通的规范要求和技术标准，主要包括CBTC信号系统的主要功能和架构，信号设备之间的接口协议，数据内容和实际测试要求等方面。内容应该尽量细化准确，无歧义内容和无缺失，同时不能与现行的相关标准相抵触；2）统一轨道设备的设计和安装原则，在CBTC信号系统互联互通的基础上，保证信号硬件系统的互联互通；3）对城市轨道交通不同线路的运行图应采用统一标准进行定制和描述，以此来规范信号系统内部及相关子系统之间的接口标准，达到互联互通的基本条件；4）在上述基础上，建立统一全域轨道交通线路的调度指挥系统，以此来作为城市轨道交通互联互通的运营和管理组织，通过与上文中的LTE-M平台进行对接，为列车跨线调度和运行提供有利条件；5）除了统一的调度指挥系统外，还需要建立统一的全域轨道交通线路维护系统，以此来作为轨道交通运营过程中的各项指标的实时监控系统和维护系统，为及时修复各类安全问题和为更好地调整列车跨线运营和各条线路的车辆配置提供依据。
        4轨道交通信号系统互联互通关键技术
        首先是信号通信协议。为保证实现轨道交通信号系统的互联互通，应对列车、轨道、地面接口进行统一规划，其接口设置应为自动转换开关系统（ATS）、联锁、ATP/ATO连接口，在接口处理器一致的情况下，可实现信号的统一化处理。同时为保证信号的安全传输，设备接口处，应以RSSP-II协议为主，在信号应用层模块，应对识别器、传感器等进行信号传输的统一，接口处应符合系统传输标准。列车在跨轨行驶过程中，通过接口信号传递的一致性，可实现轨道与列车之间的精准对接。其次是设施安装原则。设备安装作为系统实现互联互通的重要工作方式之一，需对列车的响应器信息、区域行驶信息、信号机布置信息、列车锁令信息进行精准计算，以保证列车在跨轨行驶时，可依据信息指令的控制实现无缝对接。在响应器信息模块中，应对其进行关键点布置，以保证车辆实现精准行驶，同时应对点位安装进行精准度校对，保证车辆信息的实时响应效率。在区域行驶信息模块中，其主要作用是对列车的跨轨、站点、行驶区间、运行节点进行分析，以确保列车在行驶过程中可进行精准指令操控，同时在站点区域长度、轨道缓冲长度、线路存缓长度的余量计算下，对列车的响应时间进行精度规划，以保证列车跨轨行驶的精确度。
        结语
        综上所述，轨道交通信号系统与外部接口的关系就尤为重要，轨道交通信号系统互联互通设计过程中要充分认识到车载计算机与每一个系统接口之间的内在关系和功能性，把握其接口处的通信状态管理，为解决轨道交通信号系统互联互通的技术难题寻找一条正确的发展之路。
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