陈红
苏州市轨道交通集团有限公司运营二分公司 215000
摘要：现阶段，地铁因其具备运行速度快、承载量大、占地面积小等优点，在当前的交通系统中占据了极为重要的位置，本文介绍了地铁信号系统应用通信控制技术的意义以及其中的关键技术分析，以期进一步提升地铁系统运行的可靠性与安全性，希望能够给读者带来启发。
关键词：地铁信号系统；通信控制技术；列车控制技术
引言：地铁又被称作地铁铁道，作为一种运行在城市路面以下速度快、占地面积小的交通系统，在当前城市发展过程中，建设得越加完善，近年来，随着科学技术的不断发展，北上广深等一线城市的地铁系统越发成熟，大部分二线城市的地铁系统也在逐渐完善，在此过程中，地铁控制系统也得到了完善与发展。
一、地铁信号系统应用通信控制技术的意义
地铁作为一种便捷的交通工具，能够有效地缓解当前城市发展过程中产生的交通压力，推动我国城市化进程的稳定发展，在现代化城市交通系统中占据了越来越重要的位置。在地铁运行管理的过程中，利用通信控制技术对信号系统进行控制，不仅能够实现地铁与地面之间的双向通信，便于地面的工作人员了解地铁运行的实际状况，还能够保证在地铁出现故障时，地面的工作人员可以及时采用针对性的措施，解决问题，有效提升地铁系统的安全性与可靠性，避免地铁安全故障出现给人们的正常出行造成影响。
二、地铁信号系统通信控制中的关键技术分析
基于通信的列车控制技术又被称作CBTC技术，这种技术具备结构简单、使用灵活、工作效率高等优点。作为一种新型高效的计算机控制技术，CBTC技术与传统轨道电路技术不同的是，CBTC技术能够完成地铁与地面控制台之间信息传送，进而达到便于地面控制人员实时了解地铁信息的目的。一般情况下，CBTC系统主要由自动控制系统ATC、数据传输系统DCS以及自动监督系统ATS共同组成。
（一）CBTC技术的应用优势
现阶段，CBTC技术在进行列车与地面之间的信息沟通的过程中，展开信息传输的方式主要包括无线、环线等，不仅突破了传统通信控制技术的局限性，还具备系统更为简洁以及系统更为高效等优点。具体来说，首先，从硬件上看，CBTC技术的核心主要为地面控制中心的设备，地铁列车车载的设备以及车站上的设备主要负责对控制中心下达的命令加以执行，以便达到保证列车与地面控制命令之间的统一；从功能上看，CBTC系统中诸如闭塞、连锁、超速防护等功能，并不需要系统对其进行反复的分析，可以直接实现，这种情况的出现改善了传统系统原本采用的堆叠方式，达到提升系统简洁性的目的。其次，在实际工作过程中，CBTC系统在实现双向运行的支持时，并不需要新设备的加入，并且在列车进行反向运行的过程中，工作人员可以依据列车的实际情况，适当地调整调度策略，在此过程中系统仍然具备较高的安全性与稳定性。最后，在利用CBTC系统控制列车运行的过程中，不仅可以缩短列车的运行间隔，还可以进一步优化列车的驾驶算法，从而达到提升列车工作效率，避免能源浪费的目的。
（二）CBTC技术通信子系统构架方式
1.地面骨干网设计
在CBTC系统中，地面骨干网主要是由多个负责为不同子系统提供数据转移通道的专门以太局域网构成，一般情况下，这些专门的以太局域网都具备极强的稳定性，数据传输的可靠性极高。同时，在设计过程中，通信网络被设计为多骨干并行，这种情况的出现，使得数据在传输过程中可以由两个运输通道传输，并且这两个通道之间并不会产生干扰，从而达到了提升数据运输质量的目的。现阶段，大部分地面骨干网通过网络进行数据传输，并且保证光的循环连接。
在地铁方面使用SDH组网时，工作人员需要采用节点连接的方式，在每一个DCS系统中设置SDH，并且为保证系统的正常运行，工作人员还需要加强对SDH骨干网的保护，从而达到保证信息传输稳定性与安全性的目的[1]。
2.有线接入网设计
在CBTC系统当中，有线接入网的主要功能是，完成IP数据包点到点、端到端的数据传输，一般情况下，有线接入网的移动性都比较好，这就使得地面方可以连续不断地为运行中的列车提供数据信息。在实际设计过程中，有线接入网大多是由以太交换机与路由器共同构成，并且需要与地铁的其他设备直接连接到一起，从而达到将地铁所有系统设备与骨干网络连接到一起的目的。
3.无线通信网设计
现阶段，为保证列车与轨道旁有线网络之间的正常通信，构建列车与地面之间的无线通信系统成为了一项较为重要的工作。现阶段，系统的无线通信网络主要由AP、车载通信设备以及无线通信通道等部分构成，其中AP的一端主要是通过WLAN与车在通信设备之间进行实时联通，同时，AP的另一端则是通过交换机与有线入网一端进行连接，并且有线入网的另一端又与地面骨干网相连，进而构成了一条完整的通信链。现阶段，为避免在列车运行过程中，信号包数据发生丢失，AP之间的间隔大都在300M左右，以便保证列车在时速超过120kmh的运行过程中，仍能够实现系统之间的无缝衔接。
（三）CBTC技术的关键点研究
1.无线快速切换技术
在当前列车运行的过程中，为保证列车运行的稳定性以及高速性，快速切换技术成为了一项极为关键的技术。具体来说，一般情况下，AP的越区切换时间往往在500ms—2s之间，假设列车的运行速度是120kmh，那么，当AP进行越区切换的过程中，在65M左右的运行时区，列车与系统之间的连接将会被断开，这种情况的出现，可能会导致极为严重的安全事故。
为解决上述问题，快速切换技术应运而生，在列车的运行过程中，运用无线快速切换技术不仅可以令系统尽快进入到切换区域，还能够有效避免数据的流失。具体来说，假设当前地铁列车的隧道覆盖区域为300m长，其中的长度为100m的AP1与AP2都覆盖良好，剩余中间100m公共区域为AP1与AP2共同覆盖，并且当列车行驶在AP1区域时，由AP1与列车保持数据连接，当列车行驶至公共覆盖区域时，列车在与AP1保持连接的同时，会预先与AP2进行交互，以便当列车行驶至AP2区域时，可以直接与AP2建立连接。这种连接方式的出现不仅可以令列车在运行的全过程均与系统保持通信状态，还避免了在连接AP2时需要列车预先与AP1断开，再连接AP2而产生的时间差，一般情况下，这种连接方式所缩短的时间延迟大约在50s左右。
2.高可靠性技术
在CBTC系统设计的过程中，为保证列车运行的安全性与可靠性，工作人员通过对其开展冗余设计，保证信号双网并行的方式，达到了避免在信号网出现故障后，列车运行立即出现问题的情况。具体来说，在设计过程中，类车的轨道旁以及车载通信系统的网络配置完全相同，但这两个设计之间存在着一定的物理间隔，两者的网络传输链、供电系统等部分都是独立运行的。在实际使用过程中，双网可以同时进行信号传输，并且对列车的运行状态进行监控分析，在两者中任意一个信号传输路径出现问题后，另一个网络系统仍旧能够正常工作，这种情况的存在，不仅降低了因信号传输失败而造成的危险性，还提升了列车运行的可靠性[2]。
结论：总体而言，随着我国城市化进程的不断加快，越来越多的人涌入城市当中，在促进城市经济增长的同时，也给城市交通带来了极大的压力，在此过程中，为在避免环境污染的同时，更好地满足人们的出行需求轨道交通系统受到了人们的广泛关注，并且其中的地铁交通也在当前的轨道交通中占据了极为重要的位置。
参考文献：
[1]严林波,孙正凯.地铁信号系统通信控制技术研究[J].科学技术创新,2019(30):86-87.
[2]柴葳崴.地铁信号系统通信控制的技术研究[J].时代农机,2019,46(09):27+29.