摘要：随着我国的城市轨道交通事业的快速发展，城市轨道交通的网络化运营和信号自动化程度也在不断提高。城市轨道交通信号系统的互联互通也成为了国内各大城市城市轨道交通信号系统新发展方向。在轨道交通系统中有着举足轻重的地位，是实现轨道交通统一指挥调度、保障列车安全运行、提高运输效率的关键技术装备。基于此，本文主要对我国城市轨道交通信号系统的发展进行了分析和研究。
关键词：轨道交通；信号系统；发展
中图分类号：U283 文献标识码：A
引言
城市轨道交通信号系统由地面控制中心和车载信号系统共同构成，对列车进行实时指挥，实现列车运行自动化，保证列车运行安全，提高列车运营效率。信号系统的控制模式为控制中心对运行中的列车发出指令，列车车载系统接收指令并执行。如何保证控制中心的指令及时、准确地传输到列车的车载系统，需要将LTE技术应用在城市轨道交通系统中，实现高效可靠的车地无线通信，为信号系统的正常运行提供有力的保障。
1、地铁轨道交通信号系统可靠性及安全性的重要价值
保障城市交通系统的安全运营：地铁轨道交通系统的安全性、可靠性是十分关键的部分，利于提升行人、乘车安全，信号系统是保证交通通行安全的必要设施，同时也是提高运营效率的举措。对信号系统而言，可靠性是安全性的基础，安全性是系统稳定运行的保障。当然运营安全与当地组织机构及相关人员的操作也存在较大关联。出行便利度的提升：地铁轨道交通系统可为大众出行提供更为安全舒适的环境，乘车管理中必须加强安全性分析，在此基础之上方可进行便利性考虑。借助信号系统可谓出行人员提供稳定的时间间隔周期，避免晚点、堵车等状况的发生。从另一个角度分析，地铁轨道交通之在逐渐获得大众认可的同时，也明显降低了交通拥堵压力，所以说地铁轨道信号系统对交通网络的发展而言，提供了安全、可靠的保障。
2、铁路信号与其他专业的关系与区别
铁路运输相关专业主要包括工务工程、电气化、通信信号、机车车辆、运输管理等。各专业均依托特定的技术手段，结合铁路的特点而形成，是应用性极强的综合性学科。各专业的关键技术不同、关注点亦不同。工务工程、电气化、机车车辆等专业装备提供列车运行所需的基本条件，主要目的是让列车群运行起来，完全不考虑列车冲突的风险及风险的消解。运输管理专业主要考虑列车运行冲突风险的消解，以安全高效地完成运输生产活动，其主要技术手段就是铁路信号专业提供的系统和装备。为避免列车运行冲突，轨道交通运营对信号系统提出了高安全性、高可靠性要求，故障不能导向危险侧，故障影响范围要尽可能小，不能影响全局。事实上，铁路信号系统广泛采用故障-安全技术，80%以上功能都是在处理各种故障，消解运行冲突风险。
铁路信号专业与其他专业相比有一个非常显著的特点，即信号系统是为每条线路、每个车站单独定制的。由于移动装备与地面固定装备之间缺乏直接的信息交流，移动设备无法与地面固定装备直接进行匹配，其结果就是移动装备无法知晓自己能跑多远能跑多快。信号系统需要承担车地之间的联系，使得移动装备与地面固定装备保持协调关系，确保列车安全运行。为实现上述协调作用，导致信号设备每个车站、每条线路、每个调度台的软件都不同，而且信号设备的应用软件与线路/配置数据高度耦合，系统的安全性既依赖于应用软件，也依赖于线路/配置数据（如坡度、线路限速、临时限速、车站股道、道岔位置、区段长度等）。例如，某个区段固定限速200km/h，如果数据配置错误，列车可能超速行驶通过该区段，造成列车脱轨。实际上，信号设备因为数据错误造成的事故远多于软件错误造成的事故。对数据的管理，是信号系统需要重点考虑的一个非常重要方面，目前采用大量测试的方式来保证数据的准确性和安全性。
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3、轨道交通信号系统发展趋势
3.1、LTE技术运用于城市轨道交通CBTC系统
运用于轨道交通系统中LTE技术，有三个层面非常重要，第一个核心层，它是整个系统的心脏部分，控制其他的子系统，确保其系统与核心层进行互相传输数据，为双向提供安全可靠地数据信息，负责整理和维护整个网络信息。第二个是接入层将将列车与控制中心进行连接，轨道信息情况和列车连接，整个系统由旁轨的BBU和RRU还有车载的无线终端系统TAU组成。第三个层是终端层将核心层和接入层进行汇总，对于列车进行指示，对于给类数据进行保存，对于列车和地面控制中心进行安全可靠的数据交换。如图三所示：核心网设备布置在线路的控制中心，列车和信号系统进行相连，保证无线业务的畅通性。LTE无线通信系统与控制中心相连，在列车的车头和车尾分别配置1套TAU，在旁轨沿线布置BBU和RRU设备，通过核心层与信号系统车载设备相连，接收控制中心指令并获取列车内实时信息。
3.2、城市轨道交通信号系统互联互通的设想
目前城市轨道交通事业发展迅速，许多城市的轨道系统已经日益呈现出城市全域覆盖，多条线路同时运行的网络化架构。为进一步完善城市轨道交通CBTC信号系统互联互通的相关规范性要求和设计建设要求，使CBTC信号系统互联互通更加广泛地适应于全国各大城市。在根据已有的轨道交通信号互联互通标准和规范的基础上，提出个人的一些设想和建议。1）进一步完善和细化城市轨道交通CBTC信号系统互联互通的规范要求和技术标准，主要包括CBTC信号系统的主要功能和架构，信号设备之间的接口协议，数据内容和实际测试要求等方面。内容应该尽量细化准确，无歧义内容和无缺失，同时不能与现行的相关标准相抵触；2）统一轨道设备的设计和安装原则，在CBTC信号系统互联互通的基础上，保证信号硬件系统的互联互通；3）对城市轨道交通不同线路的运行图应采用统一标准进行定制和描述，以此来规范信号系统内部及相关子系统之间的接口标准，达到互联互通的基本条件；4）在上述基础上，建立统一全域轨道交通线路的调度指挥系统，以此来作为城市轨道交通互联互通的运营和管理组织，通过与上文中的LTE-M平台进行对接，为列车跨线调度和运行提供有利条件；5）除了统一的调度指挥系统外，还需要建立统一的全域轨道交通线路维护系统，以此来作为轨道交通运营过程中的各项指标的实时监控系统和维护系统，为及时修复各类安全问题和为更好地调整列车跨线运营和各条线路的车辆配置提供依据。
结束语
轨道交通信号系统是轨道交通系统中为保证行、调车作业安全，提高车站、区间通过能力及列车解编能力，提升综合指挥调度及运营管理水平，改善作业人员劳动条件，降低运行能耗的技术设备的总称，是一套用于消解列车运行冲突风险的专用工业控制系统，是使移动装备与地面固定装备保持协调关系、防止列车超速的重要系统。在此基础上，针对大型路网和小型线路提出轨道交通信号系统的不同发展趋势及技术难点，并对当前一些流行的技术趋势进行了探讨。
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论文作者:郭俊延
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/30
标签：系统论文; 信号论文; 列车论文; 轨道交通论文; 互联论文; 交通论文; 城市论文; 《基层建设》2019年第16期论文;