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摘要： 地铁的安全运行非常重要，事关乘客的安全。因此，需要采用相应的安全性技术。而在地铁信号系统中，安全性技术的良好应用能够实现整个地铁的安全运行。本文就重点针对地铁信号系统的自动控制功能进行了简要的分析和介绍。
关键词： 地铁信号系统；自动控制功能；研究
1.背景
近年来，随着城市化进程的加快，城市规模扩大，城市交通也面临更大的压力。地铁的建设有利于解决现代城市交通拥挤，它以运营密度大、行车间隔时间短、安全可靠等优点著称。在地铁信号系统中，自动控制功能发挥着越来越重要的作用，保证行车安全高效。
众所周知 ，在当前很多城市的发展过程中，地铁都已经成为了必不可少的一个关键交通工具，人们对于地铁的依赖性也正在不断加深 ，而对于地铁进行深入的研究也就成为 了当前乃至今后极为重要的研究领域，尤其是对于地铁信号系统的研究更是提升地铁服务质量的一个关键研究点所在，就当前的研究现状来看，地铁信号系统自动控制功能的实现是极为重要的一个方面，也是保障地铁更好、更快、更便捷控制管理的一个重要手段 。
2.概述
就当前我国地铁信号系统的构建来说，无线通信技术的应用已经成为了极为普遍的一种基本技术手段，对于这种基于无线通信技术的地铁信号系统构建来说，其在自动控制方面也具备了一定的研究基础，并且在实际的应用过程中也发挥了较为突出的价值和作用，具体来说，当前我国地铁信号系统自动控制的应用主要就是指CBTC系统的使用，而详细进行分析可以发现，这种CBTC系统的使用主要集中在列车自动监控子系统（ATS）、列车自动防护子系统（ATP以及列车自动驾驶子系统（AT0）等三个方面，在这三个方面的应用也充分的体现出了自动控制功能的实现 ，对于地铁的运行具备着较强 的自动控制效果 。
3.功能
3.1列车自动监控子系统（ATS）的功能
ATS子系统负责对列车运行的情况进行自动监控，有以下基本功能：（1）列车识别功能。ATS人机界面的轨道显示列车识别号信息，包括列车车次号及列车运行方向，中央ATS可以自动生成列车识别号，由专业人士进行修改，或由列车向ATS 发送此类信息。（2）列车追踪功能。ATS子系统根据列车位置、操作员请求及列车调整请求来完成列车的创建、删除及移动操作。（3）自动排路功能。ATS列车调整子系统提供自动列车进路，利用列车时刻表中的列车目的地号来自动排列列车进路，列车根据目的地号自动沿着线路运行，根据目的地号信息自动开放进路、停站以及在停靠站开/关车门。（4）列车自动调整功能。正常运营模式下，时刻表调整能够自动控制列车运行，将列车与时刻表（由运营管理者编制）之间的偏差降至最低。（5）列车运营时刻表管理功能。行车管理人员通过时刻表编辑软件离线编制多个列车运营时刻表，同时ATS 提供在时刻表中增加车次、延长列车营运时间等在线调整功能。
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3.2 列车自动防护子系统的功能
列车自动防护子系统控制列车在安全条件下行驶，主要包括以下基本功能：（1）列车移动授权功能。在车载控制器运行良好的情况下，利用列车自动防护子系统限制固定数据和列车自动防护子系统可变限制数据计算列车自动防护子系统运行曲线，此时系统将移动授权限定在前方列车尾部后面的安全间隔外方停车点；（2）列车定位功能。通过列车提供的速度、距离以及线路等方面信息，确定列车安全位置及非安全位置，列车自动防护子系统利用安全位置对列车进行安全防护。（3）溜车防护功能。车在站台区域停车时，车载控制器须确保列车处于静止状态，如果系统检测到列车在没有命令的情况下有了物理位置的移动，车载控制器将实施紧急制动；（4）列车追踪功能。该功能提供数据以保持安全的列车间隔，列车自动防护子系统根据列车位置报告、道岔位置构建追踪占用地图，通过非安全位置和位置及其不确定性计算安全的列车两端位置。
3.3 列车自动监控子系统的功能
列车自动监控子系统负责对列车运行的情况进行自动监控，有以下基本功能：（1）列车自动调整功能。正常运营模式下，时刻表调整能够自动控制列车运行，将列车与时刻表（由运营管理者编制）之间的偏差降至最低；（2）列车识别功能。列车自动监控子系统人机界面的轨道显示列车识别号信息，包括列车车次号及列车运行方向，中央列�自动监控子系统可以自动生成列车识别号，由专业人士进行修改，或由列车向列车自动监控子系统发送此类信息；（3）列车运营时刻表管理功能。行车管理人员通过时刻表编辑软件离线编制多个列车运营时刻表，同时列车自动监控子系统提供在时刻表中增加车次、延长列车营运时间等在线调整功能。
4.安全防护措施
针对信息传输过程中系统的安全要求以及干扰主要来源，结合实际系统运行状况提出了以下解决方案。
4.1防范PIS系统安全干扰
主要的防范措施有两种，一种是通过频点隔离予以解决，另一种则是通过补空的方式进行解决。前者是通过对二者的输出频率进行分离的方式，但是会在一定程度上由于带宽的减少对数据传输速率造成影响。而后者是针对PIS系统的，从理论上该种方式可行性较高，但由于PIS实际上分属的供货商不同，因此实施起来较大。但是可以通过令信号系统采用 5.8Hz频段，PIS系统采用2.4Hz频段的方式彻底解决冲突以及干扰。
4.2无线攻击及非法接入的防御
虽然由于无线局域网采用公共的电磁波作为载体，任何人都有条件窃听或干扰信息，但通过以下相应手段，依然可以减弱或是消除非法的接入和攻击。采用禁用服务集标志（SSID）广播功能，以此可减小恶意用户侵入 AP的可能性；设置媒体接入子层（MAC）的允许接入用户列表以防止非法用户接入网络；使用2层或更高层的交换机，把网络分成小的区段来减少恶意用户通过连接上集线器而侵入网络并监测网络数据的可能性；采用动态刷新密码，减少密码被破获的可能性；在无线网络部分设置入侵检测系统来检测可疑情况和非法侵入等行为；设置防火墙以阻止非法用户接入网络。
4.3自动监控系统采取的安全措施
为了避免地铁通信系统的故障对列车的正常运行造成影响，应在地铁车站列车的自动监控设备以及控制设备中心之间的自动监控主机上设置双通道构成系统或环路构成系统，这样可以进一步保障地铁通信故障下列车运行的安全性；在地铁信号系统故障时，调度员应做好对列车的调度工作，避免受到故障的影响；如果地铁通信系统故障导致列车与实际运行线路出现较小的偏差时，要通过应急系统对其偏差及时矫正，如，运行时间、停站时间等，如果偏差较大时，调度人员应及时对其运行列车的区间列车进行调度，同样要通过运行时间、停站时间来进行调整。
5.地铁信号系统自动控制功能的发展趋势
地铁信号系统的未来发展趋势体现在以下3个方面：（1）当前各城市地铁线路间均有联络线预留，为线路间的互联互通提供了基本的物理条件，在车型、轨道线路等条件允许下，各系统承包商开放系统接口的情况下，通过升级车载控制器，CBTC列车将实现各线路间的互联互通，为更灵活的运营调度提供方便；（2）随着通信技术的发展和计算机网络技术的进步，单一线路的列车自动监控子系统将向集成化程度更高的城市综合轨道交通控制发展，实现轨道交通网络综合监控；（3）目前国内浦片采用的列车自动驾驶子系统在列车出站时仍需要司机发出命令，在CBTC系统运营日渐趋于稳定后，通过系统升级等方式实现全程无人列车自动驾驶子系统功能，信号系统自动控制列车行驶，降低运营单位生产压力的同时提高社会经济效益。
参考文献：
[1]城市化轨道交通信号控制方式研究.何泳斌.交通世界.2014.
[2]城市轨道交通信号与通信系统.吴汶麒.中国铁道出版社.1998.
论文作者:高潜秋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/9/30
标签：列车论文; 子系统论文; 地铁论文; 功能论文; 系统论文; 自动控制论文; 信号论文; 《防护工程》2018年第16期论文;