摘要：近年来随着我国城市的快速发展，交通问题日益严重，为了解决交通及环境各方面问题，地铁也呈现井喷式发展。而地铁信号系统作为地铁安全保障与高效运行的基础，其重要性日益凸显。本文分析了地铁信号系统通信控制的技术的研究。
关键词：地铁；信号系统；通信控制；技术；
随着我国城市化进程的加快，大型城市的人口一直呈现着持续增长的趋势。大型城市人口的增长使得交通堵塞十分严重，为解决这样的情况我国先后在多个大型城市开通了地铁，事实证明，地铁的运行在解决大型城市交通堵塞方面取得了良好的成效。在地铁的运行过程中，地铁信号系统发挥了重要的作用，它保障了地铁的安全运行，而要想使地铁信号系统充分发挥其作用就必须对地铁信号系统通信控制技术进行深入研究
一、我国地铁发展历史
中国地铁产业半个世纪的发展历程，大致上可分为三个阶段。第一阶段，1956年至上世纪80年代，1956年北京地铁就在领袖人物的政治考虑和革命豪情之下应运而生，成为我国第一条地铁线路，承担的主要是“战备为主，兼顾交通”作用。1984年天津地铁运营，成为我国第二条地铁线路。这个阶段我国的地铁还只是政治考虑的战备产物，所以发展缓慢。第二阶段，由上个世纪90年代初至20世纪末，大型城市广州和上海改革开放以来，随着各地经济的高速发展与人口、机动车的急剧增长，大塞车等交通现象严重影响着城市发展。大城市开始考虑并实施地铁项目以缓解交通压力。此时的地铁是以“交通为主，兼顾战备”的功能修建，以培养人才，学习先进技术为目的。第三阶段21世纪至现在，随着我国经济的告诉发展，城市规模扩大。继上海和广州之后，“地铁热”升温，中国34个人口数量过100万的城市中，有20个城市提出修建地铁的计划。多个城市修建并开通了地铁。多年来我国的地铁建设取得了相当不错的成绩，在缓解城市交通压力方面发挥了巨大的作用。
二、地铁信号系统通信控制的技术
1.列车控制系统核心技术。基于通信的列车控制技术建立在连续列车控制基础之上,具体可以分为无线、环线及漏缆等多种形式,在实践应用中,能够摆脱用轨道电路判别对闭塞分区的占用,且能够显著突破规定闭塞局限性。从硬件结构来看,系统以控制中心设备为核心,车载与车站设备为执行机构,就功能而言,联锁、闭塞等功能通过软件统一设计,具有系统性,更为简洁和便利。系统不再需要新增设备,能够实现双向运行,且能够根据实际需求制定对应的调度策略。数据通信系统主要存在于各设备之间,提供双向、安全数据交换,具有通信接口、体系架构。地铁运行中,该项技术非常关键,在任何情况系不允许出现故障,实现通信安全、可靠,从而为地铁通信提供更多支持。
2.列车通信控制系统设计。系统设计前,要分析和了解控制系统需求。通常情况下,城市轨道交通最大的特点就是密度大、正点要求高,尤其是对于新线的设计。数据通信系统架构,能够提供独立、完整的列车控制业务通道,对于该类频率通道的分类,能够显著提高通信安全性。数据通信系统能够在多个区间内通信,如区域与相邻控制器之间、区域与车载控制器之间等。一是定位设计。在具体设计中,数据通信系统设备在设置过程中,要按照冗余方式予以设计,简而言之,就是当任一数据通信系统设备发生故障,都能够迅速响应,由备用设备接替,确保系统始终处于正常状态下工作。对于通信系统来说,所有列车子系统的通道都为透明,按照UDP/IP协议,完成报文同路。同时,还可以增添旅客广播系统、向导系统等,以此来为地铁信号系统运行提供更多支持。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆系统具备与同频段其他业务协调功能,能够确保各子系统均处于良好的状态下运行,实现频段资源共享。二是安全防范。无线通信处于开放状态,面临着诸多安全威胁,为了避免攻击者恶意修改和转发,应在设计时充分考虑安全防范体系的构建。具体来说,可以引入标准的通信协议、密钥进行管理,保障报文认证与编码保密性,支持IKE协议,以此来管理所有密钥信息。或者设计网络保密系统,由数据通信系统边缘加密/解密装置及中央系统授权认证,是通信列车控制系统的关键,在具体应用中,能够实现对信任网段的保护,且能够避免未经授权的操作和访问。
3.数据通信系统设计。一是总体设计框架。网络通信子系统主要是由地面骨干网络、子网及无线网络构成。其中,骨干网络,主要是为了承载多个独立的专用局域网为基础的多个系统提供独立通道,为用户数据传输提供宽带。同时,还要利用双网并行冗余设计,所有信息报文,都能够通过独立的网络传送到终点,从而实现冗余通信目标。在设计中,主要采用SDH同步数字交换、以太网传输技术,通过光纤连接,构建环形拓扑结构。网络节点设备可以安装在沿线的设备集中站等位置。二是有线接入网设计。接入网,是以太网承载IP数据包,为终端之间数据传输的网络,在地铁信号系统当中,它能够为移动的列车之间提供连续的数据通信,在设计中,可以将其与自动控制等接口相连接,并将各个子系统设备接入到SDH骨干网当中,通过区域控制器等提供通信通道。
4.地铁信号系统采用的安全性技术。一是故障软化技术。故障软化技术在当今地铁信号系统中被广泛的应用，地铁信号系统在运行的过程中，经常会因为某些原因而引发系统故障，会导致信号系统某部分功能停用，对地铁运营的安全性造成极为严重的影响，而通过故障软化技术可以在地铁信号系统出现故障时，使故障形式减弱，能保证整体的通信系统依然维持运行，只不过功能上可能会稍弱一点，对信号机具有保护进路的功能；强行解锁，地铁列车通信系统出现故障时，很有可能造成轨道电路通信故障，使得列车的进路不能正常解锁，对列车运行带来一定的安全隐患，而这时可以采用故障软化技术的强行解锁功能，需要在保证安全的条件下，进行强行解锁，主要包含强行解锁道岔命令、强行解锁区段等。二是冗余技术。冗余技术主要是一种备份系统，通过系统额外的备份装置可以提高系统的安全性和可靠性，一旦地铁信号系统发生故障，可以通过备份系统及时代替原有的故障，确保地铁通信系统的正常运行，例如，地铁信号灯泡，主要采用双灯丝的备份方式，如果信号灯灯丝烧断的话，可以用另一个灯丝进行替换，能保证信号灯的正常显示命令；信号电源的双路电源，避免信号电源出现故障而导致信号系统停止运行，主要是通过正线西门子引进的UPS 先进的电源设备，是通过相应数量的蓄电池所组成的电源；ATS（即列车自动控制系统）双套冗余系统，其中另一套系统就是作为系统的备份，避免ATS 系统出现故障而导致通信系统的整体故障。另外，地铁信号系统还可以采用2312 系统承载网络，实现双网系统，进一步保证地铁通信系统运行的可靠性
随着科技的发展以及人类对土地的充分利用，我国近年来在交通建设方面取得了丰硕成果，先后在多个大型城市建设了地铁。在地铁的运行过程中，地铁信号系统很好的保证了地铁运行的效率以及安全。就目前而言，地铁信号系统中的通信控制技术取得了很大的发展，从固定闭塞式发展到了今天的移动闭塞式，它实现了地铁与地面之间的双向通信，地铁的实时状态也能得到更全面的了解。这对地铁运行的安全和可靠都有着深远的意义，本文正是以此为出发点进行探讨。
参考文献：
[1]桂志艳.关于地铁信号系统自动控制功能分析[J].江西建材,2016(22):135.
[2]王磊.关于高铁通信系统技术的探讨——ASON技术的应用分析[J].科技风,2015(08):125-126.
[3]刁心宏、李明华.城市轨道交通概论[M].北京:中国铁道出版社.2017.
论文作者:王凯1,朱政2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/11
标签：地铁论文; 系统论文; 信号论文; 通信论文; 通信系统论文; 技术论文; 列车论文; 《基层建设》2018年第15期论文;