廖鑫成
上海驰真科技有限公司,上海市200000
摘要：随着国内城镇化发展不断深化，城市交通运输建设不断完善，轨道交通运输成为国内一线城市的基础配置，传统的城市轨道交通在控制上需要人工辅助控制，在效率与安全上存有一些不足。轨道交通信号系统是控制系统中的重要组成部分，可保障列车安全运行，是一种高效的自动化系统。文章首先论述智能化背景下城市轨道交通信号系统的发展现状，再探析智能化下轨道交通信号系统应用技术，最后分析未来的发展趋势，并提出有效的发展建议，以促进轨道交通信号系统更好发展。
关键词：智能化；轨道交通信号系统；大数据
中图分类号：U4555
文献标识码:A
引言
在城市轨道交通信号系统发展过程中，主要是改进人工控制、设备控制，建立以信息控制为主体的安全信息系统。现代轨道交通信号系统是不同于传统机械、电子信号设备的简单组合，包括车站信号、进路信号、列车控制技术、通信信号技术的融合、列车自动调度指挥技术的应用，是完整的安全跟踪系统。打破了传统铁路信号功能单一、分散控制、相对独立的局限，发展成为一个大型的集成信号显示、列车运行、集中部署、数据通信等软硬件紧密连接的安全控制系统。
1城市轨道交通信号系统运行中存在的风险
通常情况下，对于已经达到或部分达到大修年限的信号系统而言，其设备多已老化，常发生故障，已对运营造成一定的影响。只有解决既有信号系统存在的老化问题，有效提高信号系统的可靠性和可用性，才能长期维持线路的高水平运营服务质量。要解决信号系统的老化问题，更新改造势在必行。判断线路的信号系统是否进入改造周期，需从多角度考虑。
1)从信号系统的使用寿命考虑。信号设备的整体使用寿命一般不超过20年，如全信号系统使用年限已达合同约定年限或15年以上的，则该信号系统经评估后可确定更新改造方案。
2)从运营效率考虑。早期开通的线路多处于市中心繁荣地段，其客流量增长明显，而既有信号系统的设计能力、可靠性及可用性均无法满足客流日益增长的需求，迫切需要通过升级改造来提高运营效率，提升服务质量。
3)从技术先进性考虑。早期建设的信号系统技术老旧，设备体量较大，在原有设备基础上，即使技术再发展，也无法直接实现智能化。此外，部分线路信号系统的备品备件已无法满足正常运营要求。这些线路的设备在更新改造的同时还要提升智能化水平。可见，对于国内开通较早线路的信号系统，应按相关规定，对系统能力、设备物理状态、备品备件和风险源控制情况开展技术论证，以确定更新改造方案。
2智能化背景下轨道交通信号系统发展趋势探析
2.1引进先进的技术安装方案
在城市轨道交通系统的运行中，安装设计问题是首要问题。如果安装设计问题无法得到解决，便容易拖慢基础设施的建设进度，降低问题的可控性。但是，从实际的施工进度来看，不仅关系着施工人员和企业的意识，也关系着相关的技术。通常情况下认为，城市的轨道交通建设工程，应该不遗余力地提高投资建设，尤其是在工程的安装技术方面。当前随着相关技术的不断发展，在安装与调试中，也已经实现了电动机，以及安装技术的三维动画讲解，以此协助工作人员更多地对城市轨道交通信号系统进行安装与调试。同时，在具体的技术安装中，也需要涉及网络技术的配合，以此确保各项工作的顺利展开，并减少系统在实际运行中的风险。
2.2无人驾驶技术应用
轨道交通无人驾驶技术也被称为全自动驾驶技术，指城市轨道交通列车引入自动驾驶系统，以提高列车运行的安全性，降低列车运输成本。在自动驾驶模式下，列车自动唤醒，打开自检，检查后自动到达终点返回。在每一次循环结束后，行驶数据会上传到系统，并进入自动休息状态。轨道交通全自动技术中有DTO模式有人值守模式和UTO无人值守模式。无人模式在监控系统下全自动化运行，可解决列车运行中传感器异常等问题，自动驾驶系统能有效对其进行处理。
首先，对轨道交通运行数据进行采集，实现对轨道交通整体运行状态的监管控制，根据运行状态全面控制列车运行。列车性能自我控制和唤醒是耦合的过程，按规定的计划启动运行，向远方传递命令信号，通过核心处理器向不同硬件模块传输指令，列车ATS系统开始监控唤醒。其次，通过数据通信、信息网络完成与其他子系统的协调配合，实现各设备的监管控制。在使用无人驾驶模式时，需要完成静态试验，包括车门、制动器、空调、照明和牵引试验，进行前、后锁闭和管道等动态试验。最后，车辆可以进行自动运行，以便对运行中的突发情况进行有效管理。车辆系统、地面系统采用冗余技术，车辆系统中有完善的速度传感器和继电器等硬件设备，与地面系统通信传输形成完整的监管体系，保障了无人驾驶技术的安全性。
2.3车-车通信的轨道交通信号系统
在未来的发展过程中，在车辆与站点之间通信模式下，CBTC系统将得到更加广泛的应用。使用CBTC系统通信后，提高了列车与地面站点数据传输效率，提高了列车运行安全。同时，CBTC系统是列车自动控制的基础，可保障列车高速行驶过程中传输信号的质量，减少了区域电缆的铺设与维护。在提高列车不同区域灵活调度性能的基础上，改善了安全数据信息的双向传输。在CBTC系统中，无须计算机控制的联锁系统CI，只需管理站台门和轨道上的信号机。在车-车通信轨道交通信号中应用CBTC系统后，需要在列车控制器与列车ATS监控系统增加有关算法，通过算法优化传统通信模式，以实现智能化数据分析与信号发送，与其他车辆共享列车运行的实时位置，计算列车的最快运行速度与制动曲线，保障列车进出站点的精确无误。
2.4构建清晰的网络分层
在实际应用中，信息化建设存在一定的问题，需要在后期不断优化完善。轨道交通信号系统是列车控制体系的核心部分，如果基础建设与标准化管理不统一，会导致信息资源利用率低、资源浪费、安全管理不严格、运维体系不健全、缺乏规范化管理、没有标准化、统一化要求。因此，在轨道交通信号系统未来发展中，应注意以下几点：
（1）增加感知层。该部分的主要功能是利用现代高频和蓝牙技术，通过传感器等设备采集信息，可以识别外在物体，可以做到智能制动，避免避险。（2）提高网络层。加强系统内部信息的有线通信、无线通信，提高系统的交互效率，加快系统间的数据传输。（3）强化数据层。该部分的主要目的是对系统中的所有数据进行联合管理，并将相关数据提供给不同的企业，以保证城市轨道交通系统的正常运行。（4）增加平台层。该层有效利用大数据技术，打造云计算平台，科学、快速地处理不同的数据，保证信息数据的安全，逐步实现信息的交换。
结束语
随着人工智能技术的不断发展，城市轨道交通运输信号系统愈发智能化、信息化，提升了列车行驶效率，提高了运行安全。针对目前城市轨道交通信号系统运行风险的实际情况，分析问题成因，找寻解决方法，制定更为科学、合理的方案策略，从而不断地提高工作效率和质量，确保城市轨道的安全运行。
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