摘要：在我国社会经济日益繁荣的今天，交通压力逐年上升，轨道交通成为了缓解城市交通压力的一种重要方式。为有效提升城市轨道交通安全，就应确保交通信号设备的稳定运行，城市轨道交通信号系统互联互通，对于提升城市轨道交通运输能力，以及城市立体交通发展具有重要意义。
关键词：城市轨道交通；互联互通；CBTC
1 概述
随着我国城镇交通建设步伐日益加快，城市规模逐渐扩大，城市区域范围的通勤及城市交通拥堵问题，已经越来越成为各大城市在快速发展过程中迫切需要解决的问题，城市轨道交通迎来了新的发展方向。城市轨道交通逐渐对信号系统提出节约重复投资、实现网络化运营的新要求，因此信号系统互联互通成为今后技术发展的趋势。
城市轨道交通信号系统采用基于通信的CBTC系统，CBTC系统具有追踪密度小的特点，能够极大的发挥线路运能。目前我国城市轨道交通CBTC系统未能实现统一的接口标准，各供货商之间的系统无法互联互通，城市各线路长期以来大多采用独立运营、跨线降级方式运行。近年国家对技术装备产业的发展给予了强有力支持，国内部分领先的系统供应商也逐步掌握了信号CBTC系统的核心技术，信号CBTC系统在城市轨道交通领域开始国产化，逐步具备了实现互联互通的技术基础。
2互联互通的功能
互联互通是实现装有不同供应商车载信号设备的列车，可以在装有不同供应商轨旁信号设备的多条轨道交通线路上，支持以点式列车控制级别、连续式列车控制级别无缝安全可靠的运营。城市轨道交通各线路互联互通是一个系统性工程，包括信号系统自身的系统总体架构、通信协议、通信接口、工程设计标准，还涉及线路、限界、车辆、牵引供电、运营管理体制等外部条件。
城市轨道交通互联互通信号CBTC系统具备下列功能：
（1）对列车在专用轨道上运行控制，含本线轨道、他线轨道和跨线轨道；
（2）控制列车按不同运营级别运营；
（3）信号系统控制运营级别下，提供列车安全运行的条件。
（4）为轨道交通系统在车站间运输乘客提供信号控制系统；
（5）不同供应商车载设备的列车可以在装备同一供应商轨旁设备线路上无缝安全可靠运营
图1 共线运营
不同供应商车载设备的列车可以通互联互通联络线在装载不同供应商轨旁设备的不同线路间无缝安全可靠运营
图2跨线运营
3系统总体架构
典型的地铁信号系统由列车自动监控系统（ATS）、列车自动防护系统（ATP）、列车自动驾驶系统（ATO）、正线计算机联锁系统、数据通信系统（DCS）、轨旁ATP/ATO、车载ATP/ATO等设备组成，由于各厂家的系统实现方式不同，因此，系统的总体架构及功能分配不尽相同，例如，联锁与车载ATP/ATO可以直接通信，也可通过轨旁ATP/ATO转发。典型CBTC信号系统总体架构如图1所示。
图3单线CBTC系统架构示意图
统一系统总体架构及功能分配是实现互联互通的基础。在不同的系统架构下实现互联互通的技术难度较大。为减少实现互联互通的难度，需统一系统总体架构，目前，互联互通统一的系统架构按照典型信号系统的配置设置子系统设备，轨旁ATP/ATO、联锁、ATS与车载轨旁ATP/ATO直接通过无线传输信息，互联互通信号系统总体架构如图2所示。
图4互联互通CBTC系统架构示意图
4系统物理接口和功能接口
图5 CBTC系统物理接口和功能接口示意图
图6 互联互通下CBTC系统物理接口和功能接口示意图
5 信号系统互联互通的关键技术点
互联互通已成为国内城市轨道交通信号系统新的发展方向，信号系统通过规范系统总体架构、通信协议、工程设计标准等，在信号系统层面实现CBTC及降级模式下的互通互换及联通联运。
实现列车可以跨线运行，要求相对应的车辆、通信、供电、线路限界及信号专业等方面能够一致或兼容。最关键的是车载信号设备必须能够与列车经过线路的地面信号设备间彼此“交流”，才能实现列车的“安全运行”，这需要车与地共同配合实现。目前信号互联互通工作已进入产业化实施阶段，互联互通需要解决的技术关键点包括统一系统总体架构及功能分配、通信协议、电子地图描述方式、轨旁设备设计原则、设备安装方式等。
6互联互通的意义
在乘客出行体验方面：实现列车从一条线路行驶到另一条线路的跨线运行，既满足乘客快速、直达的需求，也减少换乘站的客流换乘压力，为乘客出行带来更好的体验。
减少地铁建设投资：通过资源整合，将减少土地占用、以及车辆配属。如采用段场合建，取消部分试车线等方式，将极大减少投资和占用土地。通过各线车辆配属的共享，包括将检修车、备用车统一配备，可减少车辆配置数量，大幅度地提高车辆利用率。
降低线路改造及延长成本：线路延长时或既有线路改造时可采用不同供应商的设备，有利于开放市场，鼓励竞争，控制投资成本。同时，降低了线路延长时或既有线路分段改造实施风险及运营影响。
提高运营管理效率：通过将不同线路的系统操作方式和显示界面趋于一致，便于调度、司机快速掌握操作技能，大大降低操作人员的培训成本，提高运营效率；趋于一致的系统架构、原理及接口，有利于维护人员掌握相关技能，提高维护水平。
7结束语
城市轨道交通信号CBTC系统的互联互通，势必将成为今后城市轨道交通信号系统的建设目标，对信号系统的国产化起到一定的推动作用。互通互换的实现可节约投资，对延伸线工程、共轨运营线工程、预留拆解线路工程项目执行有着明显的优势，对节约旅客出行时间、提高城市轨道交通运营效率具有重要意义。城市轨道交通互联互通技术将为中国乃至世界城市轨道交通的建设、运营、维护带来一次革命性的变革。
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论文作者:焦爱莉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/3
标签：互联论文; 系统论文; 信号论文; 列车论文; 线路论文; 架构论文; 轨道交通论文; 《基层建设》2018年第34期论文;