淺析城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

李維鋒

摘要：在我們國家城市軌道交通快速發(fā)展的情況下，相應的網(wǎng)絡化運營和自動化程度得到了顯著提升。在這之中越來越多人開始關注城市軌道交通信號系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，并且逐漸將發(fā)展眼光轉向無線通信平臺以及全自動駕駛的方向，由此能夠發(fā)現(xiàn)在未來整個信號系統(tǒng)的發(fā)展趨勢也必將是沿著這一基本方向進行。基于此，本文將會從技術進步方面、政策支持方面以及產業(yè)鏈等方面入手，深入分析城市軌道交通信號系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：城市軌道交通；互聯(lián)互通；信號系統(tǒng)

我們國家的城市軌道交通信號系統(tǒng)目前是自成一體的，具有故障導向安全特點列車使用無線通信的手段進行列車的移動閉塞，由此能夠實現(xiàn)精準性的停車和站臺屏蔽門之間的聯(lián)動，最重要的是能夠實現(xiàn)高密度和頻繁停靠的基本運輸需求。當前信號系統(tǒng)大多都是CBTC系統(tǒng)，該系統(tǒng)本身具有一定發(fā)展優(yōu)勢，所以對其進行深入分析具有極大的現(xiàn)實意義。

一、系統(tǒng)本身的互聯(lián)互通

要想確保CBTC系統(tǒng)之間的互通互聯(lián)就要有統(tǒng)一性的通信協(xié)議，在這之中就要應用到統(tǒng)一的技術要求、電子地圖與區(qū)域控制器、車輛系統(tǒng)接口等等。通常為了驗證這些接口協(xié)議和統(tǒng)一性的規(guī)范在實現(xiàn)互通互聯(lián)當中的必要性和充分性，往往需要經(jīng)過三個基本步驟，即實驗室、線路實驗驗證和工程實踐。早在2014年的時候相關部門就編制出來該系統(tǒng)互聯(lián)互通的接口規(guī)范，詳情見圖1。

重慶地鐵四號線、六號線以及十號線與環(huán)線都分別進行了工程示范，并對信號系統(tǒng)的互通互聯(lián)規(guī)范實施了進一步的驗證[1]。現(xiàn)階段我們國家關于信號系統(tǒng)的供應不管是對于國內來說還是中外合資，外商都參與到了其規(guī)范的編制過程當中，甚至有一部分已經(jīng)都有了信號系統(tǒng)互聯(lián)互通的產品，所以基本能夠預見，在未來信號系統(tǒng)的互聯(lián)互通必將是城市軌道信號系統(tǒng)發(fā)展的基本趨勢。

圖1 城市軌道交通CBTC系統(tǒng)互聯(lián)互通接口規(guī)范

二、統(tǒng)一的無線通信平臺

當下承載信號系統(tǒng)業(yè)務的無線通信頻段仍舊存在影響行車安全的一些不可控制因素，這些因素極有可能會發(fā)生重大的群體性事件[2]。因此工信部表示要將1.4GHz當做專用頻段。對于其統(tǒng)一的無線通信平臺來說其中最著名的就是LTE-M平臺，它是當前專用的一種無線通信平臺，是經(jīng)過國家無線電協(xié)會及部門等反復地論證和實踐之后確定的，其具有一定的可持續(xù)性，并且便于審計，能夠適應各種列車的速度，還可以覆蓋到地鐵、城市郊區(qū)的鐵路等所有線路制式當中，尤其在傳輸速率、通信質量、抗干擾能力以及可維護性等方面都具有極大的優(yōu)勢，當下該平臺也都有了非常成熟的產業(yè)鏈，和其它一些制式相比較，比如無線局域網(wǎng)更具有更大的應用前景，也與城市未來軌道交通的發(fā)展方向相統(tǒng)一。

當前中國的城市軌道交通協(xié)會已經(jīng)讓專業(yè)的委員會制定詳細的技術規(guī)范，其中包含有接口、系統(tǒng)、測試、技術設備以及工程等五種類型。在具體編制的時候也需要遵循幾個基本原則，即除了要滿足當前軌道交通車地間信息傳輸需求之外，還要保證信號系統(tǒng)能夠安全可靠運行，除此之外還要保證不同廠商之間的通信平臺之間能夠互通互聯(lián)，并依照國家及國際上的成熟標準進行編制，最后其綜合承載還應該要具有良好的綜合性經(jīng)濟指標[3]。這樣做的目的主要是為了能夠讓該平臺有更加標準和技術性的依據(jù)，給所有項目在其平臺上的實施帶來建設以及網(wǎng)絡規(guī)劃等方面的指標，使城市軌道交通信號系統(tǒng)能夠實現(xiàn)創(chuàng)新與進步。

因為長期以來對信息安全的要求，中國城市軌道交通協(xié)會提倡信號系統(tǒng)使用LTE平臺，并要求積極利用寬帶專業(yè)通信的優(yōu)勢來確保最終信息的安全性。上述所有的規(guī)范都是需要作為信號系統(tǒng)的上位規(guī)范，在各個城市進行具體工程實施的時候還是需要結合每一個城市當中的特殊性需求與實際工程的有關參數(shù)形成一套與各自城市系統(tǒng)設計要求和企業(yè)規(guī)范相適應的規(guī)范。

三、實現(xiàn)全自動駕駛

實現(xiàn)全自動駕駛之后能夠有效提升運行的效率，比如巴黎的地鐵由于建成時間較長，整體運行效率已經(jīng)無法與現(xiàn)在的社會發(fā)展相適應，將其改成全自動駕駛之后運行追蹤間隔從原先的105秒縮減到85秒。

全自動駕駛的范圍早已大大超過了信號系統(tǒng)的范圍，還包含了車輛控制系統(tǒng)、無線傳輸系統(tǒng)、站臺屏蔽門控制系統(tǒng)、綜合監(jiān)測系統(tǒng)等，由此在很大程度上打破了將原先信號系統(tǒng)本身的專業(yè)劃分范圍。即便這樣但這些系統(tǒng)還是將信號系統(tǒng)作為控制中心的，因此這就能夠將自動駕駛當做是信號系統(tǒng)的一個發(fā)展方向[4]。當未來實現(xiàn)了全自動化駕駛之后，其運行管理的關鍵點就從原先只重視列車的正常運行調整成為在故障情況當中應急響應的能力控制和基本的處理方式。

四、車車之間的通信

從當前的列車運行控制原理當中能夠發(fā)現(xiàn)車車無線通信能夠有效控制列車的運行。從運輸需求角度進行分析，要是車車通信則能夠控制列車，由此就可以減少軌旁設備，同時線路的道岔也會將列車當做指揮中心實現(xiàn)控制。聯(lián)鎖系統(tǒng)是實現(xiàn)車車通信的關鍵，它在傳統(tǒng)列車控制系統(tǒng)當中是列車控制最后一道關鍵防線，要是在車車通信當中還是保留著聯(lián)鎖在原先信號系統(tǒng)當中的地位，這時候就會軌旁設備的優(yōu)勢就會減少。其中把ZC當中的控制功能轉移到車載控制系統(tǒng)當中就需要付出巨大的代價，所以這就一定要將其車輛控制系統(tǒng)本身的安全性進行提升，并且要重點考慮當控制中心在發(fā)生故障之后的相應降級運行措施，并還要與原先信號系統(tǒng)進行比對，看其車車通信本身的安全性是不是有了一定的提升。

五、結束語

軌道交通信號系統(tǒng)負責保證車輛運行安全和提高運營效率，，當前越來越多的人開始關注信號系統(tǒng)的互聯(lián)互通，并且漸漸把發(fā)展的眼光轉向了LTE、全自動駕駛以及車車通信等新領域，所以能夠發(fā)現(xiàn)未來信號系統(tǒng)的發(fā)展勢必會朝著這些方向進行。

參考文獻：

[1]張金.淺談城市軌道交通信號專業(yè)的發(fā)展前景[J].科技資訊，2010（4）：46-46.

[2]劉洪亮，張松.淺析城市軌道交通信號控制系統(tǒng)的發(fā)展[J].電子世界，2014（24）：36-36.

[3]王焱，霍苗苗.淺析城市軌道交通既有線信號系統(tǒng)升級改造策略[J].鐵道通信信號，2013，49（8）：63-65.

[4]張鐵增.對于城市軌道交通信號系統(tǒng)發(fā)展的思考[J].鐵路通信信號工程技術，2013，10（2）：32-36.

（作者單位：蘭州市軌道交通有限公司）