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城市轨道交通信号系统发展研究

发表时间：2020/11/10 来源：《基层建设》2020年第22期作者：周俊丽

[导读] 摘要：随着我国社会经济的日益迅猛攀升，我国城市轨道交通的发展取得了一定的成功。城市轨道交通以速度高、大运量、营运准时、无拥堵、专用轨道、换乘方便、安全舒适、节能环保、充分利用城市地下及地上空间等为主要特点，在拓展城市规模、提高城市居民流动性、促进城市郊区不断发展、带动城市经济效益、有效抑制公共交通阻塞，方便城市居民出行等对城市发展具有重要意义。

        南阳市公路工程处河南南阳 473000
        摘要：随着我国社会经济的日益迅猛攀升，我国城市轨道交通的发展取得了一定的成功。城市轨道交通以速度高、大运量、营运准时、无拥堵、专用轨道、换乘方便、安全舒适、节能环保、充分利用城市地下及地上空间等为主要特点，在拓展城市规模、提高城市居民流动性、促进城市郊区不断发展、带动城市经济效益、有效抑制公共交通阻塞，方便城市居民出行等对城市发展具有重要意义。
        关键词：城市轨道交通；信号系统；发展
        1城市轨道交通信号系统新技术的应用
        1.1全自动驾驶日常运营场景描述
        城市列车的自动驾驶系统是铁路运输技术发展的方向，因为它具有改善列车运行安全性和可靠性的功能，在增加运输能力和降低的运输成本方面的优点十分明显。在全自动列车投入运行之前，系统模式会自动唤醒，运行前进行充分测试，自动驾驶到过渡轨道，进入干线，升级为CBTC系统，按时运输乘客并在车站之间进行驾驶。能够调控车辆在车站进行准确的停车，在开门和关门动作以及自动折回入库方面均有很好的自动化优势，完成停车操作后能够及时上传数据，自动进入睡眠状态。
        1.2城市轨道交通信号系统互联互通
        当前用于城市轨道交通的CBCT系统是主要的应用系统。该系统的交互作用是指来自不同制造商的列车可以在不同的铁路上运行，其目的是开放并系统地操作整个城市的铁路运输网络，共享有关使用城市铁路的使用信息。不断改进科学技术，建立未来的城市信号系统和发展互联互通的首要条件是建立标准化的信号系统并形成系统特性。我们可以考虑以下内容：建立统一的系统框架，以集成系统功能和体系结构，标准化互连和操作界面，遵循一致的设计和安装原则，促进后期调度工作的顺利开展。CBCT系统之间的连接必须在技术，车辆接地端口，外部接口和测试方面进行规范。规范包括阐明系统设计的总体目的和技术要求，系统架构的集成，功能的良好分配以及电子地图的标准化；必须从连续通信协议和应答器角度考虑车辆基本接口的属性。
        1.3城市轨道交通CBTC系统互联互通
        连接线路之间的铁路运输的CBTC系统的连接意味着，配备有不同CBTC制造商提供的船舶设备的列车将在不同线路制造商的线路上运行。互连的总体目的是支持联通多式联运的铁路运输网络的运营，并实现铁路运输网络资源的共享和管理。目前，中国的CBTC铁路运输系统直接依赖进口，因此由于与不同供应商的CBTC系统接口标准不兼容而无法互连。伴随着城市中城市交通建设的扩大，中国对轨道交通提出了新的要求，即“节省成本，避免再投资并进行网络的建设，运营和管理”。随着中国城市发展协会互连标准和技术规范的不断发展，CBTC系统的互连旨在成为进一步发展的方向。
        1.4自动化功能
        （1）正线运行。包括站台点的自动对位调整、发车过程减少人因操作、远程自动清客等。
        （2）车辆段实现自动化。此阶段包括车辆自动唤醒与休眠的实现，列车自动出入以及调度工作的高自动化。在运维方面，尤其在库门防护和有人区与无人区隔离上可以实现基本自动控制。
        （3）应急处理。蠕动、站台门与车门对位隔离、紧急手柄与列灾等系统联动、车辆监测信息处置及上报、远程操控、乘客疏散及应急逃生、站台关车门与清客确认。以冗余方式处理地面、车载系统和车辆硬件设备。其中，车载系统包括列车信息管理系统，例如TDMS，速度传感器，天线等。而在针对地面系统的设备包括ATP与轨旁ATS继电器等[2]。
        1.5系统软件升级并提高运行的稳定性
        与传统的CBTC系统相比，全自动CBTC系统需要更多功能，这要求将信号系统连接到多个外部系统以实现集中控制和集成通信。

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需要从应用程序体系结构中重新设计一个大型而复杂的控制系统。通常，它会逐步改进现有系统的软件（模块化和分层的软件模型使升级系统和外部扩展变得容易）。通过软件系统实现整个系统的稳定性保障。
        2城市轨道交通信号系统的优化发展策略
        2.1提高信号系统的适用性
        通过提高信号系统的适用性，可以满足城市经济发展需求，提高城市交通网络的完善度。现阶段，我国城市轨道交通的发展速度越来越快，有效缓解了城市交通拥堵的情况。相比于传统交通，城市轨道交通具备资金投入量大、发展空间足等特点，而信号系统则属于交通稳定运行的重要环节。在未来发展中，交通信号系统的发展需要契合轨道列车的正常运行，在进行方案设计时，梳理好列车、轨道、电线等施工参数，同时还需要对城市未来发展规划进行研究，结合多项参数来确定信号系统的各项内容，从而提高整个系统的适用性，减少投入费用的支出。
        2.2坚持信号系统的选用原则
        通过坚持信号系统的选用原则，能够为信号系统的未来发展提供方向，以减少不必要的经济支出。在具体选用过程中，需要遵循以下原则：第一，安全性原则，这是最为基础也是最为重要的原则之一，所有信号系统的布设位置、线路连接情况都需要保持较高的安全性，不能一味地追求先进而忽略了安全的重要性。第二，适用性原则，不同区域所采用布设方式和系统保护方式存在一定的差异性，在信号系统的选择中必须提前考察区域的实际情况，结合综合评价结果选取恰当的信号系统组建模式，从而提高系统本身的实用性。第三，经济性原则，从目前形式来看，在城市经济未来发展过程中，轨道交通会呈现出快速增长的趋势，因此轨道交通信号系统在发展中还需要坚持经济性原则，减少一些不合规的经济支出。
        2.3提高系统的国产化水平
        通过提高系统的国产化水平，可以减少外部引进的资金投入，降低信号系统的施工成本支出。交通信号系统国产化是未来发展的必然趋势，和大多数技术发展类似，只有实现了国产化，才完全掌握了市场发展的主动权，在城市轨道交通信号系统的建设中，不会受到外来力量的牵制，加快了整个系统的构建速度。在以往技术、设备的引进中，所需要投入的资金成本较大，并且在出现问题之后，还需要与外部进行沟通，降低了系统运行的可靠性。国产化水平的提高，使得系统建设的灵活性更强，并且能够提供完善的售后保障，为轨道市场完善提供科学性参考依据。
        2.4提高信号系统的抗干扰能力
        通过提高信号系统的抗干扰能力，有利于数据信息的高效传输，从而降低了运营成本的投入。目前轨道交通的运行方式以分线式为主，这样在信号传输时不会受到较大制约，但是此类信号也很容易受到干扰，降低信号的传递质量。在未来发展过程中，信号系统的干扰能力将逐步提高，例如可以选用合适的交通信号系统，同时对信号控制方式进行优化，采用控制式的方式来加强信号的抗干扰能力，使信号可以完整进行传递。该过程对于刚刚修建轨道交通的城市，还需要一段时间进行适应，但是该方式会让这些城市少走许多弯路。
        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。可加强对城市轨道交通信号系统新技术发展的研究，使其技术更加成熟，便于推广和应用，这有利于引发一场城市轨道交通技术变革，符合时代发展需求，而且能为智慧城市轨道交通的实现奠定扎实基础，具有重要意义。
        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.