城市轨道交通信号系统安装技术要点及调试分析

城市轨道交通信号系统安装技术要点及调试分析

王玺展

中铁电气化局西安电气化工程有限公司西安分公司 陕西西安 710000

摘要：为保证日常列车安全稳定运行，各大城市必须采取相应措施，不断完善运输体系，确保同一线路不同列车之间有足够的安全距离，避免发生列车碰撞和重伤事故，损害人民生命财产安全，这样可有效规范列车行驶速度，防止列车日常超速运行，提高城市轨道交通的经济效益。轨道交通信号系统合理应用，可为城市发展创造有利条件，有利于实现列车自动化管理。

关键词：城市轨道交通；信号系统；设备安装；系统调试

引言

现如今，我国城市建设在不断加快，城市轨道交通信号系统是地铁安全、准时运行的保障，信号系统设备安装质量的好坏，直接影响线路运营的安全和运营维护的工作量。结合地铁施工实例，对城市轨道交通信号系统设备安装要点进行介绍，并分析信号系统调试。

1城市轨道交通信号系统的特点

城市轨道交通的基本定义。根据我国针对城市公共交通分类的标准文件，我们将城市轨道交通定义为：根据城市交通总体发展规划的实际需求，采取轨道运输结构模式加以车辆承重与导向运输，将轨道线路设置为全封闭式或者部分封闭式的轨道布局专用线路，使用列车运行或者单车运行的方式，将一定量的客流实现固定线路运送的一种城市公共交通类型。城市轨道交通信号系统，是一种可以实现轨道交通自动化控制的系统建设类型，用以保证轨道交通线路上的行车安全，并能够实现轨道交通线路行车的指挥与运输的现代化发展，是切实提升城市公共交通的运输效率的关键系统。城市轨道交通信号系统主要包括运行中的自动控制系统以及线路段的信号控制系统两大部分，其中，自动控制系统又包含三个子系统，分别是车辆运行的自动监控系统、车辆运行的自动防护系统以及车辆的自动运行系统。城市轨道交通信号系统能够实现的具体功能，主要包括车辆进入轨道线路的启动控制、列车或单车之间间隔距离的控制、行车全天候调度的控制、线路设备运行情况的监测与日常维护管理以及线路运行中的数据信息管理等。此外，城市轨道交通信号系统还包括数据传输系统、后台支持维护系统以及联锁设备系统等配套的子系统建设。其中，联锁设备系统主要用于对轨道交通线路运行过程提供实时监控，并在获取第一手监控资料后第一时间传输反馈至城市轨道交通信号系统的运行自动控制系统中，在通过自动化处理后再上传至轨道交通线路的主控制系统，转化为具体的线路运行指令，对车辆发出具体的运行操作指挥行为。

2城市轨道交通信号系统安装技术要点及调试

2.1ATS系统

ATS子系统是ATC系统的重要子系统，包括现代数据通信技术、计算机技术、网络技术、信号技术、实施技术和分布式控制系统。系统主要特点有：①控制中心包含两个ATS系统，两个系统缺一而不可，换句话说，当两个系统中的一个系统在线运行时，另一个系统也在不断更新数据，同时进行工作。如果系统运行发生问题，需要进行系统切换时，热备用系统扫描可在极短时间内完成轨道信息扫描，这种系统的好处是保证了系统的准确性和及时性；②系统由车站ATS设备与控制中心ATS主机之间的环路和通道组成。如果列车在运行中遇到通信通道某一点或某一区段的故障，系统也能正常工作而不受影响；③当列车运行过程中出现系统故障时，降级功能指示灯就实现了自身功能价值。它可允许调度员调整列车进行人工操作。例如：可在车站进行自动进路设置，也可根据列车识别号进行自动信号控制；④日过列车行驶轨道出现偏差状况，系统可自动生成行驶计划，并对行驶轨道进行调整，确定列车停站时间和区间运行时间。如果出现较大偏差，发送器可手动干预调整列车停车时间和间隔运行时间，或调整系统运行图。

2.2推动轨道交通与新兴技术融合发展

面对轨道交通产业不断创新发展的新形势，通信信号设备与系统标准化工作在新技术、新产品方面较弱。标准的发展要和技术同步推进、共同发展。随着“新基建”重要战略部署的持续推进，通过深度应用5G、北斗、云计算、物联网、大数据、人工智能、工业互联网等新兴技术与轨道交通基础设施深度融合，在轨道交通通信信号技术领域内统一规划智能轨道交通基础设施标准，支撑既有轨道交通基础设施的转型升级，保证轨道交通行业良性持续发展。

2.3车车通信

设备到设备通信（Device-to-DeviceCommunication，D2D）是5G的关键技术之一，D2D通信是一种近距离数据直接传输技术，会话数据可直接在终端之间传输，不需要通过基站转发，而相关的控制信令仍由网络负责。5G网络引入D2D通信，可以有效减轻基站负担，降低端到端的传输时延，降低终端发射功率。当无线通信基础设施损坏，或者在无线网络的覆盖盲区，终端仍可借助D2D实现端到端通信甚至接入蜂窝网络。在城市轨道交通中，列车运行间隔是衡量列车控制系统性能的关键指标之一，通信时延会导致车-地信息不同步，影响列车运行效率与运行安全，在实际生产中通常会增大列车运行间隔以保证安全。5G通信技术中引入了设备到设备通信技术，可以实现列车与列车之间的数据通信而无需经过基站，这样就大大降低了传输时延，在实际运行过程中可有效缩短列车运行间隔。并且，当网络出现故障时，车车通信也能实时交互自身位置及状态信息，保证列车安全运行。

2.4系统调试

1）安装验收试验，以证明这些设备未因运输和安装受到损坏且安装符合要求；2）调试验收试验，以证明这些设备经调试后的功能满足合同要求，分为室内单项试验（联锁进路模拟试验）与室外单项试验（信号机、转辙机、轨道电路、计轴区段单项试验）；3）设备单项试验完成后，系统供应商在施工方配合下进行子系统试验，以证明各个子系统的技术指标满足合同要求。为了验证正线联锁系统的功能需要做：硬件设备性能测试；联锁逻辑试验；联锁人机接口试验；室内、外设备（信号机、道岔、计轴、站台屏蔽门、紧停按钮、自动折返按钮）状态的一致性测试，与其他联络线接口试验（如有），与场段联锁接口试验；故障报警、记录、诊断试验；子系统干扰试验；与其它子系统接口试验；传输通道的测试；冗余设备切换试验及必要的故障状态试验。为了验证场段联锁系统的功能需要做：试验硬件设备性能测试；联锁逻辑（进路）试验，联锁人机接口试验；室内、外设备（信号机、道岔、轨道电路）一致性试验；洗车线接口试验、与试车线接口试验、与正线联锁接口试验。故障报警、记录、诊断试验；子系统干扰试验；与其它子系统（如ATS、MSS维护监测）接口试验；传输通道的测试；冗余设备切换试验及必要的故障状态试验。ATP／ATO系统的功能试验包括列车静态试验、列车动态试验、安全控制功能试验、故障报警功能试验、车门／站台屏蔽门联动功能试验、自动折返功能试验、停车精度试验等。ATS系统的功能试验包括控制功能试验、信息显示功能试验、列车运行调整功能试验、最小运行间隔和折返时间试验、运行时刻表编制和管理功能试验、日志管理功能试验、报警和事件管理功能试验、权限管理功能试验。维护监测系统的功能试验包括信息显示功能试验、报警功能试验、数据分析和监测精度功能试验。

结语

科学的优化发展策略能够有效促进城市轨道交通信号系统的稳定可持续发展，对于城市化建设发展起到良好的促进作用。未来对于城市轨道交通信号系统发展方向的研究，需要进一步深入探索。

参考文献

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[2]戴汀.城市轨道交通信号安全隐患分析[J].数字通信世界,2020(03):82-83.

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