劉威 梅夢婷

【摘 ?要】軌道交通信號系統(tǒng)是對鐵路交通安全進(jìn)行保護(hù)的一種系統(tǒng)?；旧峡梢詫⒊鞘熊壍澜煌ㄐ盘杽澐殖扇N類別，而確定該部分類型的重點(diǎn)需要結(jié)合對模擬軌道電路的分析，同時還要根據(jù)數(shù)字軌道電力與運(yùn)行控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢和不足展開考慮，而在研究分析完該部分?jǐn)?shù)據(jù)之后還要對符合國情的交通信號系統(tǒng)進(jìn)行決策，以期更好的促進(jìn)城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】城市軌道;交通信號;系統(tǒng)控制

城市軌道交通系統(tǒng)不但能夠確保鐵路交通運(yùn)行的安全，對其進(jìn)行合理規(guī)劃也能夠在一定程度上增強(qiáng)運(yùn)輸能力。由于科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，能夠?qū)⑵渫度氲杰壍澜煌ㄏ到y(tǒng)當(dāng)中，其中信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用可以合理確保軌道交通系統(tǒng)的安全性。在全部交通信號系統(tǒng)運(yùn)行過程中，通常會經(jīng)歷模擬軌道電路、數(shù)字軌道電路和無線通信這幾個環(huán)節(jié)。

1城市軌道交通信號系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢

1.1基于模擬軌道電路的ATC系統(tǒng)

最原始的交通信號系統(tǒng)就是對軌道電路進(jìn)行模擬，其關(guān)鍵功能就是劃分一段區(qū)間內(nèi)的線路，并將所劃分的固定區(qū)段對列車實(shí)施占用檢查，在該部分區(qū)段當(dāng)中還要給列車所設(shè)置的車載ATC發(fā)出信號。該系統(tǒng)具有較好的固定閉塞能力，其主要管理對象就是將固定的軌道電路區(qū)段當(dāng)作定位單位的車輛，該種設(shè)備利用對軌道的模擬能夠給列車中設(shè)置的車載設(shè)備提供數(shù)據(jù)資料，能夠同時給車載設(shè)備傳遞10-20種信息，并且可以對列車的速度實(shí)施階梯式管控。而對軌道電路系統(tǒng)進(jìn)行模擬的方式在我國取得了普遍的應(yīng)用。雖然該部分系統(tǒng)依舊在應(yīng)用，然而根據(jù)模擬軌道系統(tǒng)的綜合情況可以得知，在對該系統(tǒng)進(jìn)行分類時較為分散，而各個子系統(tǒng)都位于較為分立的狀態(tài)，因此工作效率較低，技術(shù)水平也無法順應(yīng)現(xiàn)階段的發(fā)展，因?yàn)橄到y(tǒng)較為分散，在維修過程中也需要花費(fèi)較大的工作量，該部分問題都使得列車行駛的安全性與運(yùn)行速度被限制，也已經(jīng)逐漸被其他設(shè)備所替代。

1.2基于數(shù)字軌道電路的ATC系統(tǒng)

還有一項(xiàng)系統(tǒng)為數(shù)字軌道電路系統(tǒng)，該種電路系統(tǒng)重點(diǎn)應(yīng)用了數(shù)字編碼的形式，利用地面設(shè)立的裝置給車載設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，輸送的形式長達(dá)十位，該種傳輸方式的優(yōu)點(diǎn)為可以對列車實(shí)施曲線式的安全防護(hù)，不但能夠縮短列車的運(yùn)行距離，還能夠提高區(qū)間內(nèi)運(yùn)行車次的數(shù)量，極大的優(yōu)化了列車的舒適度。其和模擬電路系統(tǒng)存在差異的有，其應(yīng)用的是準(zhǔn)移動閉塞。與模擬軌道相比，數(shù)字軌道電路在我國的應(yīng)用更加普遍，其存在于上海、廣州、南京等地區(qū)的地鐵建設(shè)當(dāng)中。而數(shù)字軌道電路中的ATC系統(tǒng)在技術(shù)的使用上與模擬軌道電路系統(tǒng)相比來說改進(jìn)較大，并在全部系統(tǒng)當(dāng)中使用了微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)字通信技術(shù)，該部分高新技術(shù)的使用能夠在一定程度上增加安全性能保證，正是由于其安全性與穩(wěn)定性取得了較好的保障，因此不但在我國，甚至是世界上的全部應(yīng)用范圍中都是非常廣泛的。然而數(shù)字軌道電路中依舊存在著大量的不足：由于存在于軌道電路中的信息電流通常十分小，可列車的牽引回流電流卻非常大，這也導(dǎo)致信息電流非常容易被影響，因此要求軌道電路中的信息電流具備較強(qiáng)的抗干擾能力。另外，即使數(shù)字軌道電路具備較強(qiáng)的信息傳輸能力，可是其特性也限制了數(shù)據(jù)傳輸性能，現(xiàn)階段僅能滿足地面設(shè)備對列車實(shí)施的單向運(yùn)輸，這也限制了信息傳輸量，每次的傳輸量僅有數(shù)十比特，傳輸量較小使得系統(tǒng)的綜合性能被影響。同時最主要的不足就是數(shù)字軌道電路不能實(shí)現(xiàn)列車的精準(zhǔn)定位，只能大致掌握區(qū)段中的軌道電路，因?yàn)樵摲N區(qū)段內(nèi)不能實(shí)施精確定位，因此需要維持列車的間距在合理的距離當(dāng)中，這使得列車的間隔縮減被制約，進(jìn)一步妨礙了運(yùn)行速度。

1.3基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CBTC）

CBTC是現(xiàn)階段比較優(yōu)秀的鐵路交通信號系統(tǒng)，和之前的兩者對比來說，其效率與安全性也更加穩(wěn)定可靠。CBTC通常應(yīng)用了動態(tài)信息的傳輸方式，在前后車上都設(shè)置了動態(tài)定位的系統(tǒng)，該部分系統(tǒng)能夠共享兩車的位置信息，這樣就能夠較快的讓后車安全快速的了解到前車的位置信息，并維持一定的距離。該種信號傳輸?shù)男问?，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)對突發(fā)事件的預(yù)防，而且可以更好的提高鐵路交通的安全防護(hù)措施。無線通信的傳輸方式十分多樣化，并且都有著較大的差異，現(xiàn)階段為止我國重點(diǎn)應(yīng)用的方式大概為四類，第一類就是無線AP傳輸形式，該種形式在設(shè)置與施工過程中非常便利，并且成本非常低，通常是朝著軌道前進(jìn)的方向進(jìn)行線路敷設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)信息傳輸，該種傳輸形式的傳輸距離能夠達(dá)到200—400 m。然而定向天線的強(qiáng)弱遍布不夠均勻，也會對其性能造成影響。第二類就是漏纜傳輸方式，該種傳輸形式需要花費(fèi)較高的成本，其主要原理就是對同軸的電纜外部導(dǎo)體進(jìn)行處理，并在外部導(dǎo)體上設(shè)置槽口，在電纜中進(jìn)行電信號的傳輸，在通過槽口時，會將部分電磁能量通過電磁波形式的方式向外輻射到附近的環(huán)境中，這樣不但有著傳輸線作用，還具備無線電發(fā)射天線特性，因此在傳輸過程中具有較好的性能，由于是雙重線路，因此其場強(qiáng)的分布均勻，并且具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。第三類就是波導(dǎo)管傳輸方式，該種形式的傳輸具有較好的效果，由于其作為一種雙向數(shù)據(jù)傳輸，其居于頻帶跨度大、耗能低、工藝技術(shù)非常繁瑣，常常會被環(huán)境干擾，這也使其普及受到限制。第四類就是感應(yīng)環(huán)線方式，重點(diǎn)是在軌道附近鋪設(shè)交叉型的環(huán)形感應(yīng)線路，進(jìn)一步滿足全面的無線通信。

2我國城市軌道交通信號系統(tǒng)的國產(chǎn)化發(fā)展戰(zhàn)略方向

（1）因?yàn)槲覈哂休^大的國土面積與人口，在對城軌交通進(jìn)行修建時所規(guī)劃的城市非常多，所以信號系統(tǒng)國產(chǎn)化只能由政府進(jìn)行統(tǒng)一的領(lǐng)導(dǎo)與規(guī)劃。

（2）信號系統(tǒng)國產(chǎn)化需要憑借“引進(jìn)一消化一吸收一創(chuàng)新”的形式，讓該項(xiàng)工作的起點(diǎn)平臺和國際水平一致。因?yàn)槲覈某鞘熊壍澜煌ㄕ挥诔＿M(jìn)步階段，所以將該機(jī)會掌握好，并利用“市場換技術(shù)”的方式滿足信號系統(tǒng)國產(chǎn)化的目的。

（3）由于城市軌道交通的運(yùn)用區(qū)域存在一定的局限性，無法要求具備全國統(tǒng)一制式的信號系統(tǒng)，所以我國在將信號系統(tǒng)國產(chǎn)化過程中，需要始終堅(jiān)持“從實(shí)際出發(fā)”的原則，在各個條件與需求下的城市能夠采用相應(yīng)的方式，然而不得過多泛濫，尤其是同個區(qū)域或城市中更應(yīng)如此。

3國產(chǎn)化的主要內(nèi)容

（1）要是將“準(zhǔn)移動閉塞”當(dāng)成最基本的形式，而國產(chǎn)化的重點(diǎn)內(nèi)容包括安全型計(jì)算機(jī)的故障安全操作系統(tǒng);數(shù)字軌道電路的傳輸與接收;車載ATP裝置;ATS子系統(tǒng)等，同時還涵蓋了運(yùn)行控制中心的設(shè)備配置，在對列車運(yùn)行信息進(jìn)行集中、輸送和顯示，列車運(yùn)行圖的產(chǎn)生與管理，列車運(yùn)行仿真系統(tǒng)等;ATO子系統(tǒng)，涵蓋了列車運(yùn)行速度曲線的產(chǎn)生、定點(diǎn)停車、運(yùn)行路線自動排列等;對準(zhǔn)移動閉塞的區(qū)間閉塞規(guī)劃。

（2）要是采用無線移動閉塞當(dāng)成最基本的制式，就需要在國產(chǎn)化內(nèi)容當(dāng)中增加這些內(nèi)容：創(chuàng)建技術(shù)規(guī)范;確定數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)（的綜合結(jié)構(gòu)，對所采用的信號調(diào)制形式進(jìn)行確定，對DCS與車載設(shè)備及地面設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行確定等;信源碼及信道碼的生成和解碼技術(shù);直接序列擴(kuò)頻或跳頻、無線信號的發(fā)射、連接與接收裝置;開放式傳輸系統(tǒng)中的密鑰技術(shù)，安全防護(hù)技術(shù)。

結(jié)束語

在我國的城市軌道交通信號系統(tǒng)發(fā)展過程中，其戰(zhàn)略方向應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w發(fā)展水平進(jìn)行決定，應(yīng)該合理采用適當(dāng)?shù)能壍澜煌ㄐ盘栂到y(tǒng)，強(qiáng)化對城市軌道交通信號系統(tǒng)的主動研發(fā)，創(chuàng)建全面合理的城市軌道交通信號系統(tǒng)管理機(jī)制，并且培養(yǎng)出更具專業(yè)化技術(shù)水平的高素質(zhì)人才，增強(qiáng)城市軌道交通信號和通信設(shè)備一體化建設(shè)，才可以進(jìn)一步讓其和國際優(yōu)秀的水平相連接。

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