城市轨道交通信号与通信系统

城市轨道交通信号与通信系统

向迎帆 吴裴军

中车唐山机车车辆有限公司， 河北 唐山 063035

摘要：近年来，随着地铁和轻轨的迅猛发展，它引起了一些发展中国家的关注。他们正在积极规划和建设，以缓解城市日益严重的交通拥堵。值得一提的是，高铁的发展给城际交通和经济繁荣带来了勃勃生机，尤其是磁悬浮铁路技术的应用，反映了当今轨道交通的前沿技术水平和发展趋势。根据不同城市的实际交通需求，对城市轨道交通和通信信号系统的深入了解对于促进我国城市经济的更快更好发展具有重要意义。

关键词：城市轨道；交通信号；通信系统

1 城市轨道交通信号系统的应用

交通信号不仅是火车运行的通行证，还是安全运行的指挥棒。为了实现安全运行和提高轨道交通通行性的两个要求，轨道交通信号的开发和应用是必不可少的。自20世纪中叶以来，微电子学，信息技术，计算机网络技术和其他科学技术的发展给轨道交通信号技术带来了颠覆性的革命。城市轨道交通信号系统（ATC）应运而生，在安全运行和提高轨道交通容量方面发挥了巨大作用。它不仅提高了运行效率，而且实现了列车运行的自动化。

2 城市轨道交通与通信信号系统的相关分析

在高新技术不断推广应用的新形势下，城市轨道交通和通信信号系统已变得越来越完善和现代化，可以在很大程度上满足城市居民的日常出行需求。根据相关数据和研究，城市轨道交通通信信号系统的组成主要包括：第一，每个电路分支处的各种信号设备：第二。涉及各种设备等的设备和公共设施等，公共场所是指一些原始的城市基础设施：第一，十字路口的交通信号灯；第二，十字路口的交通信号灯。第二，城市轻轨；第三，公共停车管理系统等。在这种情况下，通信信号系统的构建和逐步开发可以具有相对坚实的基础。而且，随着城市经济和建筑业的发展，在合理运用电子数控技术的基础上，可以保证城市轨道交通指挥系统更加完善。通过对当前城市轨道交通和通信信号系统的整体分析，发现关键部分是：第一，城际联动锁定装置；第二，城际自动控制装置，在上述两个系统的运行中起着非常重要的作用。

可以看出，智能系统的普及，应用和深入研究在城市轨道交通和通信信号系统中发挥着越来越重要的作用。它可以随时远程控制火车，以提高火车的可调度性，可通行性和运输能力，并确保火车操作员和火车夫的生命安全。重要的是要实现城市材料的最佳配置。最有效地利用公共资源对城市的可持续发展具有重要影响。

3 城市轨道交通信号系统通信设备的传送方式

3.1 通过轨道电路进行传送

轨道电路不仅可以检测火车的占用情况，还可以将消息信息传输到车载设备。当跟踪电路不忙时，将跟踪电路信息发送到联锁系统。当火车占据轨道时，请使用该设备切换并停止发送轨道电路信息的操作。开始使用轨道旁设备将ATP消息信息连续发送到轨道。将接收和发送设备放在火车底部，然后将接收到的信息发送到车载设备，同时，它也可以将火车信息发送到地面。

3.2 通过点式应答器传送

在轨道电路的某些部分中设置了扶手。有两种主要的应答器类型：固定数据应答器与可变数据应答器。用于存储固定数据的平台是固定数据平台。可变天井通过控制中心来获取数据，并将接收和发射天线安装在火车的底部。火车经过栏杆位置时，可以感应到栏杆信息，然后交换双向数据。由于信息传输不是连续的，因此只能在一个位置。这些位置称为点ATC。

3.3 通过无线方式进行传送

无线车地通信主要采用无线方式，由控制中心来实现车载ATP/ATO的功能，利用无线交换器和轨旁无线单元AP与车载无线通信设备进行时时数据的交换。

通常，控制中心可以实现对线路上所有站点的控制。当控制中心中的设备发生故障时，为了确保整个线路不发生故障，可以在站点上设置站点本地工作站和站点ATS远程控制单元。这样，当控制中心发生故障时，站员可以通过站的本地工作站来实现联锁计算机的功能。ATS远程控制单元可以将相关信息发送到联锁系统和轨道旁设备，而不是中央ATS系统。目前，ATS远程控制单元的信息尚不全面，但可以确保车站内列车的正常运行。

4 城市轨道交通信号系统各部分的功能

①自动列车保护（ATP）子系统。ATP子系统可以分级或连续地保护列车运行的速度状态，主要用于列车运行，实现安全相关设备或系统的监视和控制，并实现列车间隔保护，超速保护等功能。主要工作原理是及时发送一些地面信息，例如自锁设备以及有关运行水平的信息，地形信息，前方目标点的距离和允许速度等）传输到火车上进行分析和判断，从而得到此时允许的安全速度，然后监督和管理火车的速度状态。当火车的实际速度大于安全速度时，ATP子系统将通过完全制动或紧急制动来控制火车速度，以使火车停在红灯信号器或指定位置。该系统通过仪表指示模式向驾驶员显示火车速度，目的地距离，目的地速度等数字信息。只要驾驶员根据这些速度信息操作火车，便可以确保火车的安全。这样可以有效缩短火车间隔，提高铁路线的运行效率，提高火车运行的安全性和可靠性。②ATS子系统。ATS系统依靠ATP系统的支持来完成列车运行的自动监控。ATS子系统借助计算机来进行基本列车运行图的编制和管理，具有较强的人工干预能力。主要实现对在轨列车运行的监控，并协助列车调度员管理全线列车运行状态。列车运行调度员可以控制列车的运行，监督和记录运行图的执行情况，在列车由于某种原因偏离运行图时及时提出调整建议或自动修复运行图，做出处理响应以及通过ATO系统的显示终端向无线通信，广播，旅客指南系统提供必要的信息（例如：火车到达，出发时间，交通），行进方向，中间站名称等。③自动列车运行（ATO）子系统。ATO子系统是控制火车自动运行的设备，它由车载设备和地面设备组成。它可以自动驱动火车，实现行驶安全和要求，避免不必要的和过大的加减速，使火车处于最佳运行状态，节约电能。ATO子系统主要用于实现“地面到车辆的控制”，即利用地面信息来实现列车的行驶和制动控制。列车使用ATO子系统后，可以根据停车站的位置和泊车精度自动开门和关门，明显提高了旅客的舒适度，准时率和操作等级。

三个子系统是个有机的整体，通过信息共享网络构成一个安全指挥系统，实现地面控制与列车控制的有效结合，提高了运行效率。

5 通信信号系统的发展

5.1 系统的应用实现IP化

随着科学技术的飞速发展,轨道交通信号的发展方向必然是实现IP化。各种先进技术的成熟运用,可以保障IP服务质量,必将会极力推进轨道交通运营信号系统实现IP,如多信息传输技术、共享平台和虚拟专用局域网技术等。IP化可以有效提高轨道交通运营管理的效率,使轨道交通运营的成本更低。

5.2 通信和信号系统一体化

目前，城市轨道交通具有独立的信号系统和通信系统，这对轨道交通的发展非常不利。自动控制系统在轨道交通的运行中必须经过许多数据处理和信息交换，以达到安全运行的要求，这种情况迫切需要通信技术和信号技术的统一。网络通信技术和信息技术的飞速发展促进了信号系统的进一步发展。实践证明，不断发展的通信信号系统将实现集成化，为信息共享和信息传输提供更加便利的条件，使城市轨道交通通信信号系统发挥最大的作用，并表现出系统集成的特点。

6 结语

综上所述，城市轨道交通信号和通信系统的主要目的就是对列车进行有效控制，完善城市轨道交通信号通信系统不仅可以提高运输效率，还可以确保整个列车运行的安全性及有效性，实现整个城市轨道交通信号系统的功能。

参考文献：

[1]何烂君.浅析城市轨道交通信号系统设计方案与发展[J].科学与信息化,2019,(21):156.

[2]苗勇.探讨城市轨道交通信号系统的发展趋势[J].名城绘,2017,0(10).