浅析地铁信号技术的发展

邓洋 林俨

摘 要：地铁信号技术，是保证列车高效、安全运行的核心部件。信号技术的发展，经历了一系列的演变，现在已经越来越趋于成熟。随着信号技术的不断升级和发展，各种信号技术在设计理念及功能方面都有了差异。文中主要对地铁信号技术的特点及发展趋势进行介绍。

关键词：地铁；信号技术；发展

一、引言

地铁信号技术的发展趋势主要提现在三个方面：1.通信网络技术在地铁信号中的应用，形成了以通信为基础的ATC系统；2.随着通信安全性、可靠性的提高和通信手段的多样化，目前普遍采用的站间ATO方式将向全程无人ATO方式发展；3.利用先进的网络技术与计算机技术，单一的ATS系统将向集成化的综合地铁控制系统方向发展。

二、概述

在城市轨道交通系统中，信号系统是一个集行车指挥和列车运行控制为一体的非常重要的机电系统，它直接关系到城市轨道交通系统的运营安全、运营效率以及服务质量。它保证乘客和列车的安全，实现列车快速、高密度、有序运行的功能。

地铁信号技术是由传统列车的自动停车技术发展而来的，是通过列车上的自动控制系统，接受地面轨道传送的允许列车行车速度的信息，之后利用计算机进行控制，从而实现列车的自动控制。地铁信号技术把地面轨道传送的，允许列车行车速度的信息同列车的时实前进速度对比，当列车的行驶速度超过限定车速时，自动控制系统就会依据计算机分析出最佳的降速方案，在该系统的实际应用中，信号的传递方式、及信号的运用是决定列车控制的关键环节。近年通过对地铁信号的研究，地铁信号系统得到了很大改善，为地铁的安全行驶提供了有力的保障。

三、发展现状

相较于其他的发达国家，我国的地铁信号技术的应用与发展起步晚，在初期阶段以引入国外信号系统为主，以此来弥补我国地铁信号技术方面的空白。与此同时，我国也借此加入到了地铁信号技术的研究中，当前我国的地铁信号技术已经取得了较大的进步。在引进国外先进技术的基础上，我国对当前所使用的地铁信号系统进行了较好的完善与更新。此外，就当前的城市地铁信号技术存在的缺陷进行了较好完善。目前，我国已将城市的轨道交通发展列入了国民经济大发展纲要之中，并将其作为城市经济不断持续发展的重要方针战略。当前，我国地铁信号系统主要是应用于自动控制、自动保护、自动运行等系统；要逐渐使用列车自动控制技术，并逐步实行数字轨旁信号技术，利用该技术来提高地铁运行的安全性与稳定性。

四、地铁信号技术发展的特点

1.强调自动化 应用全自动化的先进系统，以消除人为因素的不利影响，缩短追踪间隔，提高通过能力，使系统运行准时、可靠，通过自动驾驶，以提高旅客乘车舒适度，提高停车精度，从而实现站台们控制，以改善乘车环境，确保旅客安全等。

2.强调系统化 由于ATC系统是为了实现优化列车运行控制，各子系统之间必然存在分工与协作问题，显然协作的好坏直接影响到系统的性能，随着计算机、控制、通信与信息技术的发展，为ATC系统化建设准备了物质条件，各发达国家的ATC系统各子系统间都有高容量的信息交换接口，在计算机的管理下，有条不紊地控制，管理着整个交通系统中的列车运行。

3.更加依赖地车信息传输 由于信息是控制的基础，无论ATP还是ATO及ATS控制，都需要地车甚至车地通信，两个代表性信息传输方式分别是数字编码无绝缘轨道电路方式和轨间交叉电缆传输方式，目前数字编码无绝缘轨道电路方式在应用数量上占据了明显优势，而轨间交叉电缆传输方式只在特别强调运输密度的场合下才应用，由于无线具有设置灵活，双向传输，信息量大，易于维护，成本低等特点，发达国家开始开发基本无线通信技术的ATC系统，但目前基于无线通信方式的地铁信号系统还没有开通的先例。

4.维修管理更加重要 除了设备本身需要进行可靠性控制外，由于地铁交通空间狭窄，運输密度高，设备故障对系统的影响非常大，为了提高系统的可靠性，减少维护费用，信号系统的监控管理以及维修管理信息系统都非常重要，如发达国家地铁ATC系统大都具有有线维护计算机，综合测试试验车，维护管理信息系统，设备维修基地等。

五、地铁信号技术发展趋势

近年来，随着我国城市地铁工程项目的建设进程逐渐加快，地铁信号技术也随之得到了快速发展。未来我国的地铁信号技术的发展趋势将以移动闭塞系统、以及控制系统为主要发展趋势。这主要体现在三个方面，即：

1.利用当代计算机技术，结合網络技术，促使单一的列车自动监控系统逐渐向集成化方向发展，逐步形成综合城市地铁交通系统。这不只是传统意义上的列车自动监控，地铁工程中的无线通信系统、公共广播系统、火灾报警系统等信号子系统能够完好的实现监督与控制功能，并且能够与乘客信息系统等功能集成在一个系统当中，这样不仅可以保证地铁安全的运行，而且能够减少工作人员，促使地铁信号系统更加的先进、高效。

2.随着技术的不断进步，通信安全得到了很大提高，通信手段也变得多样化，当前我国普遍使用站间列车自动运行方式，即在正常的情况下，列车出站时由驾驶员来启动，运行过程则是全自动的。随着技术的不断发展进步，未来将会向全程无人的列车自动运行方式方向发展，即列车上没有驾驶员，采用全自动系统控制来实现发车、行驶、站停、返回等过程。就当前的技术水平来讲，只要保证通信速率及通信安全，实现全程无人的列车自动运行并不难。

3.通信网络技术在城市地铁信号技术中的应用，进而形成以通信为基础的列车自动控制系统。轨旁信号是把区间线路划分成多个固定区段，以此来作为列车占用检测，以及向列车自动控制设备传输信息的载体。列车定位主要是通过固定的轨道电路区段为基本单位，采取模拟轨道电路的方式，从地面轨道向列车自动控制设备传输多种信息，进而列车利用阶梯式的方法来控制列车行驶速度，这就是通常所说的固定闭塞。由于模拟轨道电路的列车自动控制系统中，各个子系统都处于分离的状态，技术水平落后，并给维修工作带来了困难，制约了列车的行驶速度。

六、结语

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，集成的地铁控制系统是地铁信号系统发展的方向，并随着通信、网络、计算机技术的进步而不断发展。

参考文献：

[1]吴文麟 《城市轨道交通信号与通信系统》中国铁道出版社-1998.

[2]魏京燕 《当代中国铁路信号》中国铁道出版社-1997.