摘要：轨道交通系统作为大容量公共交通工具，其安全性直接关系到广大乘客的生命财产安全，信号系统作为保证列车安全、正点、快捷、舒适、高密度不间断运行的重要技术装备，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。随着高速铁路和城市轨道交通、城际/市域铁路技术不断发展，列车运行速度和密度不断提高，现代复杂电子系统在信号领域的更广泛应用，带来我国轨道交通信号系统技术的长足进步。
关键词：轨道交通信号系统；发展；趋势
1 城市轨道交通信号系统
1.1 在生活中的作用
实际运行中，城市轨道交通包含不间断性、舒适性以及准点性等特点。基于城市轨道交通的实际特点，通过轨道交通信号系统的使用，可以充分发挥信号设备的作用，达到预期效果。分析先进轨道交通运营情况可知，只有使用高水平的信号系统，才能满足列车运行效率的要求，并提升其安全性能。
1.2 特 征
分析城市轨道交通信号系统可知，其具体特征包括3点。第一，城市轨道交通需要承担较大的客流量，基于安全考虑，对最小行车距离提出一定要求，同时也要兼顾对列车速度的监控，以确保其安全性。第二，分析城市轨道交通运输速度可知，城市轨道交通运行的速度基本等同于铁路干线的运行速度。因此，信号系统不需要较快的信息传输，只需要适当的系统就可以满足其信号传输的要求。第三，考虑到列车的实际运行间隔较小，实际运行时会出现规律性。
2轨道交通信号系统发展过程及功能变迁
2.1信号系统发展过程
轨道交通信号专业是故障-安全的信息化，经历了机械、电气、电子以及计算机应用等发展阶段，从人工控制、设备控制向信息控制为主体的方向发展。车站信号、区间信号和列车运行控制技术的一体化，通信信号技术的相互融合，以及行车调度指挥自动化等技术的应用，使现代轨道交通信号系统不再是各种传统的机械、电子类信号设备的简单组合，而是一个包含列车追踪、安全防护、速度控制等功能完善、层次分明、基于计算机处理技术的复杂控制系统。从而打破了铁路信号功能单一、控制分散、相对独立的传统理念，发展成集信号指示、列车运行控制、调度集中、数据通信等多项功能为一体，软件与硬件紧密结合的大型安全相关系统，具有网络化和系统化的技术特点，且系统功能复杂多样。
2.2信号系统主要功能
经过一百多年的发展，铁路信号已经从最初阶段提供“视力”的传统信号逐步演变成为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。随着信号系统不断发展，其功能也在不断扩展完善。从当前的技术发展阶段来看，信号系统具有保障行车安全、提高运输效率、提升运营管理水平、改善工作人员劳动条件、降低运行能耗等5大功能。
信号系统是保障行车安全的关键系统设备。保障行车安全是铁路信号能够成为一个独立学科的基础，是信号系统的核心功能。信号系统最初仅仅提供信号指示功能，但随着其技术发展，信号系统越来越多地承担了从其他专业转移而来、涉及行车安全和乘客安全的安全功能。以中国铁路使用的信号系统为例，既有线的信号系统是以地面信号显示作为行车凭证，机车信号和LKJ设备为司机提供辅助行车信号，信号系统仅承担道岔和信号机控制、自动停车防冒进等安全功能，其他功能由调度员和司机承担安全责任；高速铁路信号系统在信号指示的基础上提供连续的速度防护，能够有效防范列车超速和列车相撞等安全事故；高速铁路自动驾驶系统在高速铁路信号系统的基础上，又增加车门开关和加减速的相关处理，更多地承担了乘客安全相关的安全功能。
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信号系统是提高运输效率的关键系统设备，从支持更高的行车速度和更高的行车密度两个方面不断提升运能。近二十余年来，我国轨道交通闭塞方式从半自动站间闭塞、自动站间闭塞、固定闭塞发展到准移动闭塞、虚拟闭塞、移动闭塞，列车最小追踪间隔从十几分钟缩短到高铁3min、地铁90s；从三显示/四显示、机车信号、列车运行监控记录装置到CTCS列控系统，信号系统支持的列车最高运行速度从120km/h提高到350km/h；从ATP安全防护、ATO自动驾驶到FAO全自动驾驶，确保列车运行准点率，更好满足运营要求。信号系统是实现行车指挥和列车运行现代化的关键系统设备，对提升运营管理水平起到重要作用。从继电联锁到计算机联锁，从地车单向通信到车地双向通信，各种分散的信号设备联成整体网络化结构，信号系统能够实现行车各种信息的采集、传输、处理、再生和管理，调度指挥系统能够获得的信息越来越丰富，有效提高各个层次的辅助决策手段；从人工调度到计划自动执行，从人工驾驶到全自动驾驶，行车指挥手段越来越智能化，能够充分发挥信号系统的整体综合效能，有效提升了运营管理水平。
2.3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。
3 提高轨道信号系统可靠性方案
基于城市轨道交通信号系统的实际情况，为了提高系统可靠性，需要采取合理有效的方案。
第一，针对联锁因站间通信故障导致的可靠性降低问题，需要提升网络的冗余度，满足网络故障出现后的后备异构通道，最终提升联锁可靠性。例如，针对联锁站间，可以避免骨干网独立通道的使用，利用串口通信、独立网络及继电接口确保其断开外部网络时能够维护其联锁功能，确保其正常使用其后备。当站间通信可靠性偏低时，通过串口、接口以及独立网络接口的增加，传递必要的信息。这一接口和既有网络接口并行传输接口数量，如果因为网络问题无法实现信息的传递，联锁就可以利用接口获取对应的信息来确保其联锁正常。
第二，解决CBTC降级到点式BM过程中对运营带来的影响，将原本的点式BM系统调整为连续的固定闭塞系统，可实现降级过程中不会因无法及时获取轨旁提供的控制命令，从而对运行产生影响。目前，改善了点连式系统。相对于利用单纯增加区域控制器冗余层级的模式，利用续式固定闭塞系统的异构方式更好，可以消除共模因素对系统可靠性带来的影响。
结束语
科学技术的发展决定了社会经济进步的实际速度。在科学信息技术的支持下，轨道交通发展成为城市走向发达的重要标志。因此，分析了轨道交通信号系统基础，然后探讨了轨道交通信号系统的关键技术及对应的可靠性提升方案，以满足轨道交通信号系统的整体要求。
参考文献
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论文作者:贾璇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/25
标签：信号论文; 系统论文; 轨道交通论文; 列车论文; 联锁论文; 闭塞论文; 功能论文; 《基层建设》2019年第24期论文;