摘要：地铁车载信号操控系统在车辆运转中使用广泛，是实现地铁智能化、数字化管理的关键技术，在地铁运转过程中车载信号系统关于地铁的运转安全及运营功率至关重要。地铁车载信号系统故障许多，常见的故障很多，例如连锁故障等，这些故障的出现严重影响列车运营的功率，因而需要对常见故障进行研究，提出处理办法，以供参考。
关键词：地铁；车载信号系统；功能；故障及处理
目前我国铁路系统建设日益完善，同时系统复杂性也不断提高，行车管理将要面临更大难度。为提高行车安全性，应保证行车工作人员可以及时获得行车相关信息，清楚了解地铁本身以及周围实际情况。
1地铁车载信号系统
地铁车载信号系统配置图如图1所示，包含列车自动监控系统（ATS）、正线联锁系统（CI）、车辆段联锁系统、轨旁系统（ZC）、车载控制器（VOBC）、维护监测系统等。信号系统是一个分布式系统，各系统功能如下。
图1信号系统配置图
（1）ATS系统：实现对列车运行的监督和控制，辅助调度人员对权限列车进行管理。（2）正线联锁系统：根据联锁条件控制轨旁信号元素，排列进路，确保进路上的信号元素之间的安全联锁关系。（3）车载／轨旁系统：分车载设备和轨旁设备，实现“地对车控制”，负责列车的安全运行。（4）车辆段联锁系统：用以实现车辆段的进路控制，通过ATS与车辆段分机与行车指挥中心交换信息。（5）维护监测系统：实时地采集和接收信号系统的维护信息，进行显示和数据保存。
2地铁车载信号系统功能
车载信号系统经过速度传感器、应答器以及查询器等设备来确定列车在轨迹上的方位及运转方向，并经过车载天线将这些信息实时地传送给轨旁列车自动防护系统（ATP）。轨旁ATP系统依据列车当时的方位、方向等信息，结合轨旁其他设备的状况，包含轨迹上其他列车，核算出该车的移动授权，并发送给列车。车载信号系统在接纳到移动授权后，会依据当时列车的速度、移动授权结尾及车载数据库进行核算列车的最大答应速度。车载ATP经过对列车间隔、速度进行监督，保证列车在移动授权范围内安全地运转到受监控的泊车方位，并将相应的数据信息传输到司机人机界面，用来辅导司机的操作。车载ATP核算最晦气情况下的泊车间隔，假如泊车间隔超越移动授权，那么车载ATP将使用紧急制动。车载信号系统还供给倒溜和过冲回退防护、开门授权、牵引授权、列车完整性、车门状况监督等ATP功能。
3地铁信号车载系统在铁路行车中应用分析
3.1地铁运行状态监测
地铁信号车载系统经过接纳和传输各项信息，其主要监测地铁运转信息包含运转时刻、列车车次、公里标、车站信息、地铁信号以及运转速度等，对一切信息进行有用搜集和开始处理后，传输给地铁相关作业人员，便于随时把握行车相关信息，提早做好行车预备，保证安全到站后可以有序上车。
3.2地铁周边环境监测
经过地铁信号车载系统对各类信息的搜集和存储，地铁作业人员还能够了解并把握地铁运转区域相关信息，对地铁周边气候改变信息进行监测，包含暴雨气候、雷电气候、大雪气候等，运转安全系数降低，要求地铁司机提高警觉，归纳所监测到的各项信息来做好应对办法，降低自然环境对行车的影响，防止安全事故的出现。
4地铁车载信号常见故障
CBTC系统是一种列车自动操控系统，该系统运转作业的原理就是经过车与地上之间的一种通讯，周期性地传递列车的方位信号。在整个运转的过程中，主要是经过轨迹周围的各个子系统来实现对信号信息的传递。以深圳地铁5号线为例，首先是ATP冗余，指在2个套车信号设备别离散布在列车的两头A车上面，表现为：当头端的OBCT激活后，其尾端的一部分常常处于待机状况。在这种情况下，一旦头端的车载操控单元呈现一点小问题，就会出现冗余切换。分析研究发现，呈现ATP冗余的原因，是因为各子系统功用模块出现故障而导致前后两头的车载单元信号传递受阻，表现为单元与单元之间无法进行正常的切换运转作业。如，雷达设备及系统、应答器及机柜等。其次是无线丢失。出现频率高于前者（ATP冗余）。一旦呈现无线丢失，半会对整个列车的正常运转形成很大的搅扰。分析研究发现，呈现该问题故障的原因是多方面的，有场所的原因，也有网络信号的原因。
5地铁车载信号故障处理
5.1使用车路协同系统
在现有管控系统、交通信息服务系统的基础上，构建车辆与道路信息的交互，实现有轨电车沿线智慧路口的智能化信号控制。
（1）智能车载终端和车载显示终端安装。在有轨电车上安装智能车载终端和车载显示终端，负责车辆端所有多模式通信控制、数据处理计算、定位和信息发布及提供诸多应用面向用户的交互出口。
（2）路侧协同控制机安装。路侧协同控制机需要安装在有轨电车沿线路口现有的路侧信号控制机柜内。
5.2使用正线联锁系统时钟同步
正线联锁通过TCP/IP网络与中央前端服务器连接，一套前端接口服务器分别与一套正线联锁相连。故正线联锁以与之相连接的前端接口服务器作为时钟源，前端接口服务器周期性（一般周期为300ms）向联锁系统发送时钟同步信息，即前端服务器1向正线联锁1周期性发送时钟信息；前端服务器2向正线联锁2周期性发送时钟同步信息，用于正线联锁系统的时钟同步，系统连接如图2所示。
图2 正线联锁与ATS系统连接图
5.3做好车载调度终端的软件改造设计
在车载调度终端ZTM2003上，需要增加与外接模块对接的程序，设计开发内容：①RS232接口的收发程序；②RS232接口的切换程序；③ZTM2003与外接模块上的定位芯片配置程序；④ZTM2003上的2G与外接模块的4G无线通信网络切换子程序；⑤UDP通信协议的配置程序；⑥站点进出站的坐标采样修正程序；⑦语音话筒配置程序；⑧外接模块的北斗/GPS定位数据解析程序；⑨ZTM2003与外接模块的通信程序。
综上所述，随着社会经济的发展，铁路运营的能力与速度不断的得到了提升，传统的铁路调度是以人工作业为主，已不能满足高速发展的铁路运输事业的需要，对铁路运行中地铁信号车载系统的研究成为了当前铁路未来发展和提升的主要方向。地铁信号车载系统正在发生着巨大的变革，预示着现代化铁路事业正在与时俱进的稳定发展。
参考文献：
[1]刘伟兵.轨道交通共用试车线信号系统工程设计方案[J].都市快轨交通，2016，29（05）：107-110.
论文作者:濮俊
论文发表刊物:《防护工程》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/23
标签：系统论文; 信号论文; 联锁论文; 地铁论文; 列车论文; 信息论文; 终端论文; 《防护工程》2017年第33期论文;