港铁轨道（交通）深圳有限公司 518109
摘要：地铁信号系统是一种集行车指挥和列车运行控制为一体的综合系统，其基本功能是保障地铁运营安全、提高运营效率，实现列车安全、快速、高密、有序的运行。
关键词：地铁信号；技术现状；发展展望
引言
地铁列车运行指挥的主要系统就是地铁信号系统。随着中国城市轨道交通事业的蓬勃发展，地铁列车的运行控制技术也在不断地发展完善，而地铁控制系统的核心技术之一就是地铁信号系统。随着中国城市化进程的加快，地铁需求的快速增长，科学技术的日益进步，地铁信号系统必然向着高可靠性、高智能化的方向发展。
一、地铁信号技术的概述
近年来中国是全球地铁系统发展最快最迅猛的国家，截止至2017年6月包括香港、台湾在内，已经有32个城市建成并投入运营，其中上海地铁是全世界最长里程的地铁系统，香港地铁是全世界最具商业价值最繁忙的地铁系统。于此同时，保障地铁列车运行安全与高效的关键，地铁信号系统便更突显其重要性。
地铁信号系统源于铁道信号，现在已经发展出了具有自身特色的理论及规范。它的核心是列车自动控制系统（ATC），由计算机联锁子系统（CBI）、列车自动防防子系统（ATP）、列车自动驾驶子系统（ATO）、列车自动监控子系统（ATS）等构成。现代信号系统有六个基本目标：以安全的方式控制列车有条件地前进；使本列车与前行车或股道尽头保持安全距离，防止出现列车冲突；使列车能够按照要求的时间间隔运行；使列车能够按时刻表速度运行，以便最大程序的避免危及安全的各种干扰，保证关键点锁闭在正确的位置。地铁信号系统的设备主要分布在地铁的控制中心、车站及轨旁、车辆车头等处。地铁信号系统按闭塞方式进行分类，主要是固定闭塞、移动闭塞、准移动闭塞和移动闭塞四种，国内的主流是移动闭塞（基于通信的列车自动控制系统CBTC）。
在国外，发展中国家因基建投资巨大、运营成本高，如无外援，基本无力建设地铁；主要的发达国家，近几十年来，因资金投入巨大和法律、劳工等问题，基建效率极其低下，导致地铁建设缓慢。而中国得益于近三十年来经济建设的飞速发展以及社会制度的优越性，地铁系统的发展呈井喷之势，同时基于微电子技术、计算机技术及通信技术的地铁信号系统也已经在我国全面应用起来，处于世界领先地位。
虽然我国地铁信号系统的科技应用处于世界领先地位，但核心的信号系统设备国内还不能自主生产，国内轨道交通的ATC系统目前大多采用进口设备，主要来自德国SIEMENA、英国WESTINGHOUSE、美国US&S、法国ALSTON等公司。
二、地铁信号的现状
2.1缺乏统一标准
中国住房与建设部已于2009年颁布了《城市轨道技术规范》，2011年颁布了《地铁与轻轨系统运营管理规范》的行业规范，但这些仅是大纲性指导文件，更多的则是各地方自行发布的一些地方性办法，因此地铁信号系统最大的问题是标准化工作滞后，缺乏统一的技术规范、标准。
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地铁线路拓扑结构简单、封闭、建设分散，现阶段我国每一条地铁线路甚至同一条线路的某一个区段（延长线），都是量身定做，同一间地铁公司的不同线路，信号系统都不统一，无法做到互联互通，加上非定型产品大量存在，掌握核心技术的国外厂家在技术上的保守，国产设备与国外精密设备之间存在很多不能完全协调运行的情况，这些给后续的运营与维修造成很多困难。
2.2既有线路的改造
早期建设运营的地铁线路（既有线）一般采用基于轨道电路方式的ATC系统，现阶段基本到了大修年限且运量饱和也已经无法满足需求，需要逐步改造，基本是向移动闭塞的CBTC转换。一般存在设备房空间不足、施工时间少、不能影响正常运营等诸多问题，给施工、设计、维护带来许多困难。
2.2地铁信号系统维护管理方面
地铁信号的维护具有线路布点管理的特点，一般正线是按照联锁区划分维修工班，且正线工班对故障处理的要求相对较高，响应时间必需及时，故障处理时间必需短。这就给备件存储、备件检测、检修修程等提出了很高的要求。
现阶段，国内地铁信号的维护管理制度比较粗犷，各个公司均是自行制定。一般存在设备型号过多、各线路甚至同一条线路的不同区段备件无法通用的问题且信号系统备件多为电子集成板卡，现实中板卡的检测、存储等管理均有待完善和规范。另外，软件类备品的储备管理往往被忽视。特别是联锁、ATP等国外开发的核心软件，因知识产权或是合约条款含糊等问题，维护部门无法储备。这些给维护成本和效率带来了很大压力。
2.3 地铁信号人才方面
随着各高校、职业院校轨道交通专业的开设，短期内地铁信号从业人员相对较为充裕，但有地铁信号从业经验的人员较少。目前各地铁公司信号专业的中、高层，基本是大铁路或工程公司招聘。与其他行业相比擅长地铁信号加工处理的人才和相应的地铁信号技术研发型人才比较匮乏。特别是既精通行车调度工作又精通地铁信号处理的人才少之又少。在疑难故障的处理上还主要依靠厂家。
三、地铁信号的发展展望
3.1地铁信号系统的国产化
引进国外产品，不但价格昂贵也已经给运营和维护带来了很多不便和困难，更不利于系统的扩展。地铁信号系统的国产化是未来发展的趋势，也已经得到了一定的应用。地铁的车辆段（停车场）信号系统在国内一般已经在使用国产信号系统。正线ATS（列车自动监控系统）也有成熟产品应用，现阶段联锁、ATP等正在组织攻关研制，相信整套地铁信号系统的国产化很快就能实现
3.2全程无人驾驶
由于地铁运营复杂度越来越大，对地铁信号可靠性、安全性、高效性的要求越来越高。随着微电子技术的日益更新，地铁信号系统将逐步模块化、小型化，地铁信号系统必然向高度智能化发展。特别是真正的全程无人ATO方式是未来发展的重点。列车上没有任何驾驶员或工作人员的全自动方式，站停、发车、运行、折返、入库等过程由操作控制中心直接管理。其具备非常高的灵活性，对突然增长的能力需求和不可预见的事件具备敏捷的反应能力极大提高了运输效率和经济利益。目前已有少量试点应用。
3.3 高新通信技术的应用
现阶段的国内地铁信号系统主要是基于通信的CBTC，因此通信技术已经成为了信号系统技术的基础。目前第四代通信制式TD-LTE无线通信系统已经在实际进行了应用，并发现了一些问题并得到解决。比如2012年深圳地铁2、5号线曾发生的信号系统被移动WI-FI干扰事件，事后中国城市轨道交通协会已经提出地铁信号系统CBTC使用1.8G专业频道的规范。
结束语：城市建设的发展、城市人口的急剧膨胀，对地铁运输能力的要求越来越高。用户的需求，科技的进步，促进了地铁信号技术的发展。基于通信的ATC系统、全程无人ATO系统、集成的地铁控制、互联互通系统是地铁信号系统发展的方向，并将随着通信、网络、计算机技术的进步而不断发展。
参考文献
[1]何蕾 城市轨道交通运营管理[M]北京：中国铁道出版社 2007
[2]吕永宏 刘红燕 3种城市轨道交通控制系统[J]甘肃科技 2008
[3]赵祎 地铁CBTC信号系统[DB/OL]2010
论文作者:黄毅
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/30
标签：地铁论文; 信号论文; 系统论文; 列车论文; 闭塞论文; 线路论文; 联锁论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;