城市轨道交通信号系统新技术发展前景

甄向龙

（兰州市轨道交通有限公司，甘肃兰州 730000）

0 引言

近年来，随着产业信息的高度自动化发展，中国主要城市的轨道交通网络在逐步实现信息互联、网络智能化的路上已取得成效，在轨道交通领域，全自动驾驶技术，车辆通信技术，互联网连接和信息技术等得到了迅速发展。高自动化，高集成度，软硬件资源共享是发展智能城市交通信号系统技术的方向。

1 城市轨道交通信号系统的相关内容

从理论上讲，对城市轨道交通信号系统的大致分类主要依据系统运行的不同场景，在列车调度环节，由系统掌控列车运行行程，通过一系列智能传感设备对列车的实际运行情况进行检测，在此基础上实现有效的控制，并通过数字化信息予以展现，为列车的正常运行提供安全保障。系统的逻辑结构基于计算机信息技术，以便列车的行驶实现自动控制，并保障在监控下对列车进行双向控制，使列车各项系统具备自动化条件。

2 城市轨道交通信号系统新技术的应用

2.1 全自动驾驶日常运营场景描述

城市列车的自动驾驶系统是铁路运输技术发展的方向，因为它具有改善列车运行安全性和可靠性的功能，在增加运输能力和降低的运输成本方面的优点十分明显。在全自动列车投入运行之前，系统模式会自动唤醒，运行前进行充分测试，自动驾驶到过渡轨道，进入干线，升级为CBTC系统，按时运输乘客并在车站之间进行驾驶。能够调控车辆在车站进行准确的停车，在开门和关门动作以及自动折回入库方面均有很好的自动化优势，完成停车操作后能够及时上传数据，自动进入睡眠状态。

2.2 城市轨道交通信号系统互联互通

当前用于城市轨道交通的CBCT系统是主要的应用系统。该系统的交互作用是指来自不同制造商的列车可以在不同的铁路上运行，其目的是开放并系统地操作整个城市的铁路运输网络，共享有关使用城市铁路的使用信息。不断改进科学技术，建立未来的城市信号系统和发展互联互通的首要条件是建立标准化的信号系统并形成系统特性。我们可以考虑以下内容：建立统一的系统框架，以集成系统功能和体系结构，标准化互连和操作界面，遵循一致的设计和安装原则，促进后期调度工作的顺利开展。CBCT系统之间的连接必须在技术，车辆接地端口，外部接口和测试方面进行规范。规范包括阐明系统设计的总体目的和技术要求，系统架构的集成，功能的良好分配以及电子地图的标准化；必须从连续通信协议和应答器角度考虑车辆基本接口的属性[1]。

2.3 城市轨道交通CBTC系统互联互通

连接线路之间的铁路运输的CBTC系统的连接意味着，配备有不同CBTC制造商提供的船舶设备的列车将在不同线路制造商的线路上运行。互连的总体目的是支持联通多式联运的铁路运输网络的运营，并实现铁路运输网络资源的共享和管理。目前，中国的CBTC铁路运输系统直接依赖进口，因此由于与不同供应商的CBTC系统接口标准不兼容而无法互连。伴随着城市中城市交通建设的扩大，中国对轨道交通提出了新的要求，即“节省成本，避免再投资并进行网络的建设，运营和管理”。随着中国城市发展协会互连标准和技术规范的不断发展，CBTC系统的互连旨在成为进一步发展的方向。

2.4 自动化功能

（1）正线运行。包括站台点的自动对位调整、发车过程减少人因操作、远程自动清客等。

（2）车辆段实现自动化。此阶段包括车辆自动唤醒与休眠的实现，列车自动出入以及调度工作的高自动化。在运维方面，尤其在库门防护和有人区与无人区隔离上可以实现基本自动控制。

（3）应急处理。蠕动、站台门与车门对位隔离、紧急手柄与列灾等系统联动、车辆监测信息处置及上报、远程操控、乘客疏散及应急逃生、站台关车门与清客确认。以冗余方式处理地面、车载系统和车辆硬件设备。其中，车载系统包括列车信息管理系统，例如TDMS，速度传感器，天线等。而在针对地面系统的设备包括ATP与轨旁ATS继电器等[2]。

2.5 系统软件升级并提高运行的稳定性

与传统的CBTC系统相比，全自动CBTC系统需要更多功能，这要求将信号系统连接到多个外部系统以实现集中控制和集成通信。需要从应用程序体系结构中重新设计一个大型而复杂的控制系统。通常，它会逐步改进现有系统的软件（模块化和分层的软件模型使升级系统和外部扩展变得容易）。通过软件系统实现整个系统的稳定性保障[3]。

3 城市轨道交通信息化建设的发展前景

为了加快我国城市轨道交通的发展，有必要朝着城市建筑交通信息化建设的方向发展，这是中国城市轨道交通发展的当务之急。尽管城市的铁路信号系统的建设取得了良好的效果，但仍保留在传统的建设模式中。面对这些挑战，必须充分实施基于计算机信息技术的系统改良并将其有效地用于城市中的列车运输环节。从城市的轨道交通信息的总体架构中，我们可以总结出以下六个角度：

3.1 设计感知层

感知层主要完成对外部信息的采集和归纳汇总分析，通过集成外部传感设备，充分发挥现代射频技术和先进蓝牙技术的产品优势来完成对外部环境的模拟。

3.2 设计网络层

这一部分主要是加强系统中信息的有线交流和无线交流，提高系统交互效率，使系统间的数据传递更快，保证系统在面对各种复杂网络条件情况下都能有正常的反馈。

3.3 设计数据层

这部分主要是将系统中的各项数据都集中在一起进行管理，针对不同的业务来提供相应的数据信息，以保障城市轨道交通信号系统的正常运行[4]。

3.4 设计平台层

这一层有效应用了大数据技术，创建云计算平台，科学而快速地处理各项数据信息，保障信息数据的安全行，并逐步实现信息数据共享。

3.5 设计应用层

这一层主要是负责列车的运营，除了生产指挥工作之外，还设计到乘客服务和企业管理部分，包括了基本建设和管理的各大业务。

3.6 设计展示层

这部分主要是建设铁路运输门户，实现良好的访问反馈。城市铁路运输系统可以分为两个大方向：①创建一个全面的技术规范系统，实现技术层面的标准化管理。②建立可靠的信息安全网络，规范系统性能。建立用于城市列车运输信息系统的可靠安全保护。信息必须以多种方式存储，存储安全包括平台，数据，通信，应用程序和管理等多个方面[5]。

4 结束语

我国的经济基础设施建设正处于稳步的发展当中，城市化水平正在提高，通过交通运输行业的发展，城市轨道体系建设已进入网络化的新时代，许多城市在专业人才的需求上都有较大缺口，运输通信系统方面的培训具有良好的发展前景。