城市轨道交通信号系统新技术发展前景

城市轨道交通信号系统新技术发展前景

蒋莉

天津中铁电气化设计研究院有限公司 天津 300000

摘要：近年来，随着产业信息的高度自动化发展，中国主要城市的轨道交通网络在逐步实现信息互联、网络智能化的路上已取得成效，在轨道交通领域，全自动驾驶技术，车辆通信技术，互联网连接和信息技术等得到了迅速发展。高自动化，高集成度，软硬件资源共享是发展智能城市交通信号系统技术的方向。

关键词：城市轨道；交通信号；系统新技术；发展前景

1导言

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。随着科学技术的高速发展，城市轨道交通信号系统技术也随之不断创新，尤其是在计算机信息技术的应用下，更是迎来了新的机遇，在未来的城市轨道交通信号系统建设中，应当重视系统的智能化建设，旨在实现互联互通，做好顶层设计，以完善城市轨道交通信号系统。

2城市轨道交通信号系统的相关内容

城市轨道交通信号系统，主要负责调度派遣列车，掌控列车运行行程，对列车的实际运行情况进行检测，也包括了系统运行中的各项数据，需要对其进行有效控制和整理，为列车的正常运行提供安全保障。基于现代计算机信息技术，列车可以实现自动运行，实施信号点式或连续式传输，可在监控下进行双向控制，使列车能自动化控制各项系统。

3城市轨道交通信号系统新技术的应用

3.1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地铁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。

3.2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CBTC系统，将逐渐取代车-地通信的CBTC系统，新的CBTC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CBTC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。

3.3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]。

3.4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。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。

4城市轨道交通信息化建设的发展前景

为了加快我国城市轨道交通的发展，有必要朝着城市建筑交通信息化建设的方向发展，这是中国城市轨道交通发展的当务之急。尽管城市的地铁信号系统的建设取得了良好的效果，但仍保留在传统的建设模式中。面对这些挑战，必须充分实施基于计算机信息技术的系统改良并将其有效地用于城市中的列车运输环节。

4.1设计感知层

感知层主要完成对外部信息的采集和归纳汇总分析，通过集成外部传感设备，充分发挥现代射频技术和先进蓝牙技术的产品优势来完成对外部环境的模拟。

4.2设计网络层

这一部分主要是加强系统中信息的有线交流和无线交流，提高系统交互效率，使系统间的数据传递更快，保证系统在面对各种复杂网络条件情况下都能有正常的反馈。

4.3设计数据层

这部分主要是将系统中的各项数据都集中在一起进行管理，针对不同的业务来提供相应的数据信息，以保障城市轨道交通信号系统的正常运行。

4.4设计平台层

这一层有效应用了大数据技术，创建云计算平台，科学而快速地处理各项数据信息，保障信息数据的安全行，并逐步实现信息数据共享。

4.5设计应用层

这一层主要是负责列车的运营，除了生产指挥工作之外，还设计到乘客服务和企业管理部分，包括了基本建设和管理的各大业务。

4.6设计展示层

这部分主要是建设地铁运输门户，实现良好的访问反馈。城市地铁运输系统可以分为两个大方向：①创建一个全面的技术规范系统，实现技术层面的标准化管理。②建立可靠的信息安全网络，规范系统性能。建立用于城市列车运输信息系统的可靠安全保护。信息必须以多种方式存储，存储安全包括平台，数据，通信，应用程序和管理等多个方面。

5结语

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]司徒博文.浅谈城市轨道交通信号系统调试及优化[J].智能城市,2019,5(18):139-140.

[2]李业兴.城市轨道交通信号系统甩站技术方案探讨[J].科技创新与应用,2019(27):141-142.

[3]高文.城市轨道交通信号自动控制系统发展现状[J].数字通信世界,2019(09):151.

[4]刘剑.新一代城市轨道交通信号系统研究[J].城市轨道交通研究,2019,22(07):71-74.