電子信息技術在智能交通信號控制系統中的運用分析

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1 現代智能交通信號控制概述

1.1 信號處理技術的應用性分析

信號處理技術在近些年取得了飛速發展。硬件技術和控制技術的發展，促進信號處理技術獲得了新的發展機遇。各種先進的技術（如大數據技術、物聯網技術、人工智能技術以及云計算技術）和信息處理技術有機結合起來，使得信號處理系統發展到了一個新的階段。自然界的各種信號都需要進行一定的處理，包括語音信號、文字信息、圖像信息以及各種物理信號都需要轉換為電信號，經過信息系統處理得到一系列的規律和結論，然后通過控制相應的執行器（如伺服電機）來完成各種控制任務、通信任務等。人們生活的方方面面都離不開信息處理技術，它的發展在提高人們生活質量方面發揮著至關重要的作用。硬件技術和加工技術的發展使得信息系統逐漸朝著微小化的方向發展，很多系統能夠集成在一個很小的電路板之上，系統之間的耦合性以及集成度越來越高，使得信息系統能夠滿足各種場合的需求。隨著大數據技術和人工智能技術的發展，信號系統處理的規模越來越大，而且系統也朝著智能化的發展不斷發展，對各種信號的處理能力越來越強。因此我們可以總結出信號處理系統逐漸朝著集成化、智能化、規模化以及集成化的方向發展，在未來能夠滿足不同領域的各種需求。

1.2 現代智能交通信號控制的重要性

城市軌道交通在這些年取得了很大的發展，為人們的交通出行帶來了很大的便利，也是一個城市發展的重要基礎設施。而交通信號控制方式在列車控制系統中發揮著至關重要的作用，具有以下功能：列車進站引導、信號傳輸、列車速度自動規劃和調整。通過信號空盒子能夠保障列車始終運行在一個安全穩定的狀態。城市軌道列車大多是高速列車，這對信號控制的精度和可靠性提出了更高的要求，在控制方式方面也需要對于相關技術進行有效的調整，從而保障列車在運行過程中能夠完成列車啟動、加速、制動等環節。另外，交通信號控制方式也影響著列車運行性能、使用壽命，對設備維護起到保障作用[1]。現代城市軌道列車處于高速運轉狀態，長時間的運轉會使得設備常年出現不同程度的磨損。而軌道交通信號控制方式直接影響到列車的運行狀態。通過選擇合理的控制方式能夠有效地降低設備的損壞速度，有效提高設備的使用壽命。因此，選擇合適的軌道交通控制形式對現代城市交通行業的發展發揮著重要的作用。

2 電子信息技術的應用優勢

2.1 加強對系統的監視

電子信息技術的應用能夠進行實時監測和診斷，實時發現系統中可能存在的安全隱患，及時進行處理，減少故障帶來的影響。另外，電子信息技術的應用能夠保障系統始終運行在穩定狀態下。以列車速度監控系統為例，通過相關傳感器能夠實時監測列車運行的速度信息，根據列車運行的速度有效地評估列車運行的狀態，判斷列車是否處于正常運轉狀態，從而更好地保障列車能夠運行在穩定的狀態下。

2.2 增強信息處理的靈活性

現代化的電子信息技術不斷朝著多元化的方向發展，能夠處理各種語音信息、圖像信息以及文本信息。電子信息技術處理信息的靈活性很強，能夠對各種信息做出相應的處理。傳統技術的發展能夠為信息處理提供可靠的數據，只有保障了信息來源的可靠性，信息處理才是有意義的。另外，技術信息處理算法不斷提高，例如濾波技術、數據增強技術、數據融合技術以及人工智能技術。通過對原始數據的處理，能夠發現信號中傳達出的本質信息。很多信號在時域中很難處理，但是通過傅里葉變換、小波變換等能夠將信號放在頻域中進行分析和處理，從而得到理想的結果。

2.3 提高信息處理的速率以及可控性

信號的處理既可以在軟件上完成，也可以在專用的芯片上完成，可以有效提高信號處理的速度。而且隨著智能硬件的發展，各種信號處理的芯片需求越來越大，這種信號處理速度的增加主要得力于架構的不同，芯片的架構能夠完成數據并行化處理，這和傳統的串行處理存在很大的區別。而且這種定制化處理可以將信息處理模型的面積做到很小，從而滿足不同場合的需求[2]。另外，信號處理都需要將各種非電信號轉化為電信號，信息系統只能夠完成對電信號的處理。在非電信號向電信號轉換的過程中需要考慮到信息的損失問題。這種集成度更高的芯片逐漸被應用到交通信號系統中。

3 智能交通信號控制方式

3.1 ATS子系統控制方式

集中控制方式是對軌道列車整體運行的狀態以及相關參數進行宏觀的控制，這種控制方式一般是一個相對控制的過程。控制的方式和控制指標主要是列車入站的相關狀態以及列車整體的運行計劃等。而列車運行狀態參數以及運行軌跡信息可以通過光纜方式進行傳輸。而數據的來源主要是對車上相關設備以及車站的相關信息進行有效的傳輸，通過對相關數據的計算和分析，能夠分析出列車運行的狀態以及安全等信息。但集中控制方式在控制過程中也存在著一定的局限性和弊端。由于集中控制方式是對設備進行集中控制，容易出現設備系統出現負荷量較大，一旦集中控制出現問題，就容易導致設備無法進行集體協調控制，影響列車的正常工作。因此在控制過程中可以采用集中控制加分散控制的方式。不同的控制中心具有不同的任務，終端控制中心需要對列車運行進行整體控制，而不能進行階段性或者局部控制[3]。另外，將集中控制和分散控制有機結合起來能夠對列車整體運動狀態進行全面控制和全面監督，保障列車始終運行在一個狀態之內，更好地實現列車穩定和安全的運行。

3.2 ATP子系統列控方式

分級速度控制系統被廣泛應用到我國列車系統中。該系統可以根據目標速度實現多階段的加速過程，同時保障加速的平穩性和安全性。其中，ATP設備利用列車系統建立的基站可以為運行的列車提供各種數據傳輸服務，最重要的可以為列車實時分析下一閉塞區域的相關數據。而且ATP設備能夠實現和列車中各種設備的關聯，根據列車運行狀態自動調整列車實時運行的速度[4]。而且能夠根據列車運行規劃合理設置下一站的進、出速度。同時閉塞區也可以將設備采集的數據反饋給列車控制系統，包括閉塞區真實的數據類型以及閉塞等信息等，從而更好地使列車控制系統根據閉塞區的相關信息合理控制列車的實時速度等。

ATP設備可以通過鐵路系統的基礎設施保障列車和地面控制中心的實時傳輸，傳輸的數據主要包括前行數據信息、入口數據信息等。另外，數據在傳輸過程中還要進行一定的加密，保障數據傳輸的可靠性[5]。在系統采用保密技術對運行列車進行控制時，列車在運行過程中會對目標距離進行進一步的判斷和分析，根據分析的結果進一步調整列車的實時速度，并且通過相應的調整使得列車的速度調整到一個十分合適的速度。行車速度的確定和計算是通過相應的合理評價標準進行計算的，在速度調整方面仍然采用分階段的速度調整策略。另外，也可以通過 ATP設備向運行的列車發出相應的控制指令。例如“允許列車運行權限 LMA”命令。這條命令的功能是不允許運行的列車在進站前采取相應的制動行為，這樣能夠有效地保障列車運行的安全性和可靠性，從而實現軌道列車安全穩定地運行，縮短運行間隔。

3.3 西門子SICAS信號系統

西門子SICAS信號系統是一種高效能安全保障型微機連鎖系統，可以對其城市軌道列車道岔、軌道燈區段進行實時監督與合理控制，并可以對信號機、室外設備部件等進行檢測控制，其中還包括進行單獨操作、相關排列進路、實施輔助操作等。該系統的核心為進站占用及解鎖，對列車自動控制系統設備進行集成等。西門子 SICAS信號系統是一種能夠集約本地操作的 ATS系統，具有加強的系統可用性及擴展性，并完全兼容ETCS標準系統，進而實現其互聯、互通[6]。

4 電子信息技術在智能交通信號控制系統中的應用趨勢

4.1 綠色化方向發展

電子信息技術應用在智能交通信號控制系統中，還會產生大量的能量消耗，同時還容易對生態系統造成一定的破壞。為了減少產業發展對生態系統的影響，我國不斷進行產業結構調整，旨在更好地淘汰那些三高產業。為了更好地促進電子信息技術在產業結構中的作用，需要通過技術提高工藝的效率，減少一些不必要的能量消耗[7]。綠色化方向是交通信號控制系統發展的一個重要趨勢。在發展過程中要重點探究綠色材料、綠色工藝、綠色技術的應用，從根本上提升自動化系統運行的效率。而且未來EDA技術和智能化技術的發展，使得整個系統的運行都能夠處于一個穩定狀態，系統能夠對每一個環節運行的狀態以及功耗進行有效的監控和反饋，不斷調整系統運行的狀態，使得系統始終運行在最佳效率，在提高系統安全穩定運行的同時，最大程度地提高系統運行的經濟性。

4.2 加強電子信息技術在信號安全控制系統中的應用

工業數據的安全等級很高，需要加強對數據的保護，保障數據的安全性和可靠性。因為這些數據一旦被黑客竊取，就容易對系統安全運行造成很大的影響[8]。這就需要在建設信號安全系統過程中，加強對信息防護系統的建設和完善，保障系統能夠抵擋外部的惡意攻擊，直接對非法訪問進行有效的識別。具體可以從以下幾個方面著手，第一，需要對信息防護系統進行定期升級改造，及時發現系統存在的安全漏洞，通過系統升級來有效地解決這些問題，盡量減少系統中存在的安全漏洞等問題[9]。可以對不同的數據建立不同的加密級別，切實保障核心數據的安全性和可靠性。第二，建立完善的入侵檢測系統，對各種訪問進行詢問，判斷訪問是否為非法訪問，對非法訪問的用戶進行有效的抵御和攔截，防止這些訪問入侵系統內部。另外，還要加強系統安全建設，提高系統安全程度，能夠抵御各種非法攻擊。

5 結語

綜上所述，電子信息技術應用到智能交通信號控制系統中，極大地提高了系統的安全性和穩定性。但是在發展電子信息技術過程中，需要考慮到技術的綠色和安全發展，更好地將電子信息技術應用到交通信號控制系統中。