哈尔滨地铁集团运营分公司
摘要：城市轨道交通是现如今发展迅速、人们普遍会选择的交通出行方式。它具有运量大，速度快，环境污染小等诸多优点，所以目前许多国家都在大力发展城市轨道交通。信号系统是城市轨道交通的控制系统，作用是完成行车指挥，自动驾驶和超速防护以及运行的控制和调整的使命，实现列车运行的自动化、科技化，保证了列车的运行安全，提高了运行效率。主要谈谈信号系统的构成、功能、控制模式、在我国的应用情况以及存在的不足和发展对策。
关健词：轨道交通；信号系统；联锁系统
1.信号系统的构成和基本功能
1.1列车自动监控系统（ATS）
列车自动监控系统是一个能够交换显示信息的智能化系统。主要用于对列车运行状态的自动监督，控制列车在线路上的运行，帮助行车调度人员对整条线路上的列车实行管理。在控制中心部分得主要作用包含：列车在运行中的控制以及调整运行控制，在列车未按照运行图运行时及时作出调整或自动修正；管理和监督列车运行图的工作情况；线路的监督和紧急情况报警控制，记录发生的故障行为；列车运行所在位置的随时监控和对列车行驶轨迹的记录，为列车的调度员提供全线列车的行驶情况；自动设定列车行驶的进路，监督车站的联锁情况；列车时刻表的整理、记录、修正以及调整控制。
1.2列车自动防护系统（ATP）
列车自动防护系统，顾名思义是对列车行驶过程实行的防护和对相关设备进行监督和控制，以达到对列车之间的距离的保护，实现超速防护的目的。ATP的主要功能包括：（1）自动检测列车位置，控制行车间隔和进路的正确排列，在停车点前方通常设置有防护段，ATP能够计算停车的位置进行停车点防护。（2）双向交换地面和车辆的状态信息。例如：联锁设备的状态，地形，距离，速度等。得出安全范围内的安全速度，以此进行车辆的管理和监督，保证运行的安全。（3）实行连续的速度监督，车载设备能够监测列车的运行速度，在列车运行速度接近保护速度时，采取制动是列车减速。在未按要求减速时，能够采取紧急制动，实现超速防护。
1.3列车自动运行系统（ATO）
列车自动运行系统主要是用地面信息控制列车的启动，制动。ATO能够使列车经常处于最佳运行状态，增加了乘客的舒适度，很大程度的保证了列车的准时到站并且减少了车轮和钢轨之间的磨耗，节约了电能的消耗。列车自动运行系统的主要作用有以下几点：在ATP的保护曲线下，能够对列车的自动，合理驾驶进行控制。位地面传输列车型号，班次和行驶速度并获得地面的相关数据等。控制列车的启动和车门的自动开关。在满足列车行驶间隔距离的前提下，合理定制站内的ATO曲线，控制列车的牵引制动，同时保证列车到站车门时与屏蔽门的对应。列车运行状态自诊断，发生故障时可以立即向驾驶员报警，并同时可以实施紧急制动。在列车行驶状态下，根据ATS的指令，能够实行自动调整保证行车间隔和旅行速度，节约能源等。
1.4联锁系统
城市轨道交通系统中的联锁集中站为有岔站。根据道岔位置的不同可以组成不同的进路，由信号机提示列车是否能够进入进路。如果信号机的信号指示列车进入A条进路，而道岔开启的是B条进路，这样就存在发生行车事故的危险。为了保证列车在车站范围内的行驶安全，在进路，道岔和信号机三者之间有着相互制约的关系，这样的关系就成为“联锁”。联锁系统包括进路，道岔，信号机三者之间的相互制约联锁和计算机联锁。计算机联锁是为了实现联锁的基本功能，完成对列车信号系统设备和轨道电路情况的监控，保证列车正确进路开启的进路，保证运行安全。
2.ATC系统的闭塞方式
2.1固定闭塞式ATC系统
固定闭塞是基于轨道电路的信号系统，闭塞分区有固定的轨道电路划分。列车将闭塞分区作为最小行车间隔，ATC系统依次实行行车指挥和列车运行的控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆固定闭塞ATP 系统传递信息量小，采用递进式控制形式，对列车运行控制的精确度不高，不仅降低了列车运行的舒适程度，还增加了驾驶员的工作，限制了列车的通过能力。固定闭塞分区的划分依靠特定列车的性能指标，当一条线路上有不同性能的列车时就不可行了，影响了运行效率和列车类型的变更，为了保证行车安全和轨道交通的发展，不太适宜使用此种闭塞方式。
2.2移动闭塞式ATC系统
基于通信的信号系统因为没有划分固定的闭塞分区，追踪列车间的安全行驶距离由前后列车的运行等情况来确定，取消了物理层面的闭塞分区的划分，所以称为移动闭塞信号系统。移动闭塞式ATC系统通常采用无线通信、地面交叉感应环线、电缆，波导管无线传输等媒体技术手段，向列车控制的车载设备传输信息。列车安全行驶距离是根据最大允许车速、当前停车点的位置、线路相关信息计算得到的，数据能够被不断更新，用于保证列车能够不间断地收到即时信息。
2.3准移动闭塞式的ATC系统
准移动闭塞系统是基于轨道电路的目标距离控制的信号系统，在信息传递和系统自身的能力上介于固定闭塞和移动闭塞之间，列车获得的信息是距离运行前方目标点要走的距离数据或列车的“运行权限”数据。准移动闭塞主要采用数字式音频无绝缘轨道电路，感应环线或计轴等当做列车监测和信息传递的媒介，信息传输量大，抗干扰能力强。向车载设备提供目标速度，距离，线路状态等信息，车载ATP根据收到的信息计算出速度曲线对列车实行安全控制，提高了轨道线路的利用率。
3.我国地铁信号系统存在的不足
3.1城市轨道交通信号系统造价较高，过分依赖国外的供货商，无法使国内企业参与竞争，造成价格居高不下。
3.2无法有效实施互联互通，由于线路不同而采用不同的信号系统，造成了车载设备与地面设备不兼容，从而限制了列车系统的互通，由于制式不统一，造成了维修工作的复杂，在经济上不合理。
3.3技术标准不统一。由于我国城市轨道交通发展时间较短，因此相关的技术指标不够统一。3.4目前我国的城市轨道交通的建设上自主创新能力较差，所以在城市轨道的建设上大多还是依赖于国外的技术和设备，这就限制了我国城市轨道建设的发展和技术的创新，同时也不利于我国在轨道交通方面与其他国家的竞争。
3.5数字式轨道电路必须具有较强的抗干扰能力，因为与牵引和供电设备之间存在相互影响，所以只能按照轨道电路区段进行定位，无法进行更加准确的定位。（6）CBTC系统定位依赖于无线信息传输，一旦无线遭到干扰，中断或故障就会对列车运行造成影响。CBTC所选用的设备不便于安装，维修难度大，所需费用较高。
4.结束语
对于以上所提出的我国城市轨道交通信号系统所存在的问题和不足，对于我国城市轨道交通的发展，我有几点合理的建议。（1）积极鼓励国内信号系统硬件设备的自主研究和开发，借鉴国外的设备，独立更新并开发我国的信号硬件设备。多选用国内的企业作为承包商，这样可以降低价格，也能促进国内技术的进步。（2）通过技术手段，统一确定相关技术指标，这可以提高工程质量，提高效率。（3）加快信号系统技术的创新，提升我国城市轨道交通的信号系统设备的智能化水平。（4）为了行车安全，应设置后备信号系统，这样在通信信号故障时，依然能够保证安全，减少对运营的影响。
（5）大力发展CBTC系统作为城市轨道交通线路的信号系统，积极参与CBTC系统的研究，发展国产化的CBTC设备。（6）提升维修和维护技术水平，加强设备的操作管理，努力减少故障的出现等。
参考文献：
[1]徐金祥，冲蕾主编.城市轨道交通信号基础.[M].北京：中国铁道出版社，2014
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[4]肖宝弟，贾学祥.对我国城市轨道交通信号系统发展战略的思考.现代城市轨道交通[J]2004.（2）：44~47.
论文作者:邹少臣
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/24
标签：列车论文; 系统论文; 进路论文; 闭塞论文; 信号论文; 联锁论文; 轨道交通论文; 《防护工程》2019年第1期论文;