城市軌道交通信號系統新技術發展應用前景

李維鋒

摘要：近年來，我國城市軌道交通事業發展迅速，表現出了建造類型多元化、建設勢頭猛、建設城市數量多等特征。由于城市軌道交通具有不間斷運營、高密度、高速度的優勢，發展趨勢不斷向網絡化、智能化和自動化方向發展，這就對城市軌道交通信號系統提出了新的壓力和挑戰。城市軌道交通信號系統不僅是城市軌道交通的重要構成，還是確保城市軌道交通安全運行的核心基礎。尤其是目前基于通信的列車自動控制系統（CBTC）在城市軌道交通信號系統中占據主導，極大提升了城市軌道交通的運營能力，在保障行車安全的同時達到了交通節能的目的。因此研究城市軌道交通信號系統的新技術應用前景，才會促進城市軌道交通建設的可持續發展。

關鍵詞：城市軌道交通信號系統;新技術發展;應用前景

科學信息技術的發展決定了社會經濟進步的實際速度，在科學信息技術的支持下，城市軌道交通發展成為城市走向發達的重要標志。信號系統作為城市軌道交通的核心系統，分析探討城市軌道交通信號系統的新技術應用，以滿足城市軌道交通的整體發展要求就顯得尤為重要。

1構成方案

城市軌道交通信號系統實質上是一個完整體系，隨著信息技術的使用，該體系具有鮮明的自動化特征。在進行系統構成設計時，要設置自動監控系統（ATS）來監控線路上列車及設備的運行情況，同時要設置自動防護系統（ATP）來保障列車的安全可靠運行。在確定設計方案后，可結合實際情況進行系統完善和改造，能提高設計方案適用性。并且需要合理選擇系統中的設備，考慮到列車行進中會產生大量信息，應適當提高ATS系統和ATP系統的信息容量，保證各類信息的有效傳遞，從而提高列車運行可靠性，充分發揮城市軌道交通信號系統的功能。

2城市軌道交通信號系統新技術發展

2.1自動駕駛系統設計

自動駕駛系統（ATO）是借助先進技術實現列車自動駕駛，有利于加強控制中心對列車的集中管理，為遠程操作的實現提供了技術保障，如在車輛出運和返程方面，能通過簡單的系統操作完成上述控制過程。在列車運行過程中，控制中心會通過在中心操作實現調整列車運行狀態，以便形成穩定、協調的運行秩序。實踐表明，自動駕駛系統（ATO）在維持列車安全上有重要作用，能完成列車運行參數的動態調整，減少行進過程中的突然變速，避免設備的損耗，并且能營造舒適的運行環境，對城市軌道交通服務質量的提高有著促進作用。另外，自動駕駛系統（ATO）還具有雙向信息交互的優勢，加強了地面、控制中心和列車間的信息互動，保證信息傳遞及時準確。

2.2ATS子系統控制方式

自動列車監控系統（ATS）作為城市軌道交通信號控制系統的一個重要組成系統，與微機聯鎖、軌旁ATC設備、車載ATC設備、發車指示器等其他信號系統一起工作，實現信號設備的集中監控，并控制列車按照預先制定的運營計劃在正線內自動運行。同時，ATS子系統作為一個綜合信息監控系統的實現平臺，與時鐘、旅客向導、無線等其他系統實現接口，獲取外部系統采集的數據，與信號系統的數據相綜合，為控制中心和車站的行車調度/值班人員提供一個豐富的現場狀況顯示，供其制定調度決策。ATS通過接口向外部系統提供信號和列車運行的相關數據，供這些系統完成自身的工作。

2.3全自動駕駛系統的發展

全自動駕駛系統是形象地衡量城市軌道交通信號系統功能和性能先進水平的標尺，可以進一步提高系統的可靠性、安全性、可用性和可維護性，提升運營/系統的應急處置水平，有效提升系統的自動化水平，降低作業人員的勞動強度。全自動駕駛系統通過設置全自動車輛段、停車場，實現車庫門聯動、全自動洗車、人員防護、障礙物脫軌檢測、應急聯動的功能，再加上關鍵系統的冗余設置，使得全自動駕駛系統更加安全可靠。全自動駕駛系統能夠節約司機操作時間，提高站臺有效停站時間，縮短列車折返間隔，同時能兼容常規的駕駛模式，讓運營組織更加靈活。全自動駕駛系統通過列車的自動休眠/喚醒、控制列車秒級運行、調整空調和照明等參數來有效實現節能減排。目前全自動駕駛系統已經在國際和國內多條線路得到應用，已成為城市軌道交通信號系統發展的新亮點和新趨勢。

2.4互聯互通技術實現條件

城市軌道交通互聯互通是指裝備不同信號廠家車載設備的列車可以在裝備不同信號廠家軌旁設備的一條軌道交通線路內或多條軌道交通線路上無縫互通安全可靠運營。可支持軌道交通網絡化運營，實現軌道交通線網建設和運營的資源共享。互聯互通線路開通后，列車等硬件設施也不僅僅局限于單一采購，可依據實際情況對設備進行多方比對，以保證資源的合理利用。同時通過對運營時間的調整，部分線路可實現共軌運營模式，進而達到減少成本、拓展項目工程的目的。信號系統在實現互聯互通時，是在軌道、列車、牽引供電的支持下完成的。列車在跨軌行駛時，應保證列車的響應速度相一致，并應對列車的車門信息、站點播報、服務項目等進行協調規劃，確保列車服務的一致性。目前中國城市軌道交通協會已經發布《城市軌道交通基于通信的列車運行控制系統（CBTC）互聯互通接口規范》，給互聯互通的技術推廣應用提供了更多的支持，重慶、青島等地已在開通運營線路中開展城市軌道交通信號系統的互聯互通研究工作，并取得了可喜成果。

3結語

到目前為止，全自動駕駛技術和互聯互通技術已經在我國城市軌道交通示范工程中得到應用，車-車通信技術和信息化技術中的大數據、云計算還在探索研究之中。可以預見，這些新技術是城市軌道交通信號系統未來發展的方向，不久的將來，隨著這些技術的成熟并推廣應用，必將為智慧城市軌道交通帶來全新的變革。

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（作者單位：蘭州市軌道交通有限公司）