城市轨道交通信号系统新技术发展前景

发表时间:2020/8/13   来源:《科学与技术》2020年28卷8期   作者:张海燕
[导读] 近年来,我国一直致力于城市现代化建设中,
        摘要:近年来,我国一直致力于城市现代化建设中,强调区域经济一体化和协同化发展,而城市交通网络建设,则是为区域一体化发展奠定了扎实基础,有利于促进城市经济的大力发展。城市轨道交通信号系统建设是当前交通建设中的重要组成部分,其能保证列车的有序运行,维护列车运行的安全性。这是一个高效的自动化系统,具有综合性,而且此系统的运行效果将直接影响列车的运输效率,必须予以高度重视,不容忽视。基于此,对城市轨道交通信号系统新技术发展前景进行研究,仅供参考。
        关键词:城市轨道交通信号系统新技术发展应用前景
引言
        近年来,中国各大城市轨道交通向网络、智能、信息化方向发展,完全自动驾驶技术、汽车-汽车通信技术、互连技术和信息化技术也发展得很快。这些新技术具有高自动化水平、高整合水平、硬件和软件资源共享等优点,是智能城市铁路交通信号系统技术的发展方向。
1城市轨道交通信号系统特征
        通过分析城市轨道交通信号系统,可以看出其具体特点是3点。第一,城市轨道交通要承担更大的客流,根据安全考虑提出最小行驶距离的要求,同时考虑到列车速度监测,确保其安全性。第二,城市轨道交通速度分析表明,城市轨道交通运行速度基本上等于铁路干线的运行速度。因此,信号系统不需要快速信息传输,只要有适当的系统,就能满足信号传输的要求。第三,考虑到列车的实际运行间隔小,实际运行时表现出规律性。
2城市轨道交通信号系统新技术的应用
        2.1城市轨道交通信号系统互联互通
        城市轨道交通CBCT系统是当前主要应用系统,此系统的互联互通,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。
        2.2全自动驾驶FAO
        (1)城市轨道交通列车自动驾驶系统具有提高列车运行性能、提高安全可靠性、增加运输能量、降低运输成本等优点,并说明了轨道交通技术的发展方向。全自动驾驶列车发货运行前,从休眠状态自动启动电源,集成自检,自动启动到过渡轨道,升级到正轨CBTC系统,按计划运行乘客,完成车站行驶,到达站精密停车,自动开关门,自动启动,自动重新入站,操作完成后检查位置停车,当天运行数据上载,自动停电休眠。(2)全自动驾驶自动化水平,包括DTO和UTO。DTO是一种无人驾驶但由人操纵的自动驾驶模式,正常情况系统控制列车自动运行,异常情况随时手动干预。UTO是完全无人值守的自动驾驶模式,正常情况系统控制列车的自动运行。大多数情况下,信号、车辆、集成监控等多个系统之间的信息集成、联动控制,从而实现最佳的安全性和效率。


        2.3基于车-车通信的新型CBTC系统
        在未来的发展过程中,车-车通信的新型CBCT系统,将逐渐取代车-地通信的CBTC系统,新的CBCT系统所需要的轨道旁设备建设量比较小,而且涉及到的系统接口协议也并不多,能够简化复杂的协同,具有较高的集成度。车-车通信这种CBCT系统,可保障列车的正常运行,根据实际需求变化出多种运输方案。车-车通信这种新型的CBTC系统中不再需要计算机连锁子系统CI,只需要对轨道旁站台门和信号机等设备进行管控,而且在通信方面,主要是利用VOBC来接收信息。后一辆列车可以与前一辆列车进行无线通信,了解前一辆列车的实时位置,并根据当前列车的移动来进行相应的计算,确保列车运行的安全。基于车-车通信的新型CBTC系统,具有以下优势:一是其包含了车-地CBTC系统中的所有功能,能够有效的控制列车运行,并且可将所有的系统进行有效结合,加强系统之间的联系,处理好系统中的各项数据,减少系统复杂度。信号系统网络不再需要承载过高的负荷,在处理信息数据上更加快捷,具有强大的系统网络功能;二是在车-车通信新型CBTC系统中,不再有ZC、CI子系统,这大大减少了信号系统中的接口数量,简化了系统运行流程,设备空间不再拥挤,与此同时,对于信号系统的维修也要比过去更为方便,所消耗的维修费用也逐步减少;三是缩短了车与地的交互时间,系统的控制反应能力更强,反应时间更短,这有效的提高了信号系统的运行效率;四是车-车通信新型CBTC系统,增加了车辆与车辆之间的互动,能够及时了解前车辆的移动位置,并根据自身列车运行状况来进行计算,调整列车速度,控制好列车的运行状态,以提高运行安全性。
3城市轨道交通信息化建设的发展前景
        3.1 信号系统自主化方向
        基于数字轨道电路的ATC系统可以接收地面上的小数据量信息。实施的准移动阻塞行驶方法减少了行驶间隔,但数据量和单向通信方法限制了技术扩展空间。基于通信技术的列车控制系统(communicationbasedtraintcontrol)计量器使用当前先进的计算机技术和信息传输技术,在提高效率、轻松修复、轻松扩展和升级等技术优势方面取得了丰富的优势,领先于当今世界城市轨道交通信号控制领域的技术发展。目前,随着我国城市轨道交通工作蓬勃发展,每个大城市都选择cbtc技术作为信号系统的首选标准。
        3.2加快轨道交通信息化建设的紧迫性
        为了跟上城市轨道交通的快速发展,实施“互联网+”发展战略,必须通过信息技术与城市轨道交通事业的深度集成,将轨道交通智能化为信息化,以铁路交通的智能化促进信息化,为铁路交通的可持续快速发展提供强大的信息技术支持。
结束语
        二十一世纪是一个信息化时代,自动化技术和智能化技术大力发展,被广泛应用于各大行业中,在城市轨道交通信号系统建设中,应当根据时代发展需求,来不断地革新系统技术,充分发挥现代计算机信息技术的作用,引领城市轨道交通信号系统走向智能化和全自动化,利用大数据技术来有效获取信息和处理信息,实现数据共享。这些新技术的应用,为人们的生活带来了巨大改变,也将成为城市轨道交通信号系统的未来发展方向。
参考文献
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