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信号技术交流 2015-09-06 于北城院 申大川 城轨系统信号技术的发展、作用及方向 1、发展的过程与发展的基础和方向 1）发展的过程 -设备构成模式：的发展机械设备、继电设备、机电设备、电子设备 -产品规模的发展：单一功能设备、多功能系统、综合系统、复杂大系统 -信息交换数量的发展：无信息、单一信息、多信息、信息群以及信息传输方式的改变 -运用与资源共享需求的改变：小运量与大运量，单 线运行与多线路联合运行 2）发展的基础 -运用需求深度广度的发展 -信号专有技术的发展 -领域内技术的技术发展 -通用技术的发展 -系统理论的发展 系统理论的发展 1、可靠性理论及RAMS理论的发展 2、系统理论的发展 1）系统论、控制论、信息论 2）耗散论、突变论、协同论 2-1 系统论、控制论和信息论是本世纪四十年代先后创立并获得迅猛发展的三门系统理论的分支学科。 2-2耗散结构论、协同论、突变论是本世纪七十年代以来陆续确立并获得极快进展的三门系统理论的分支学科。 信息论 信息论是以概率论与数理统计的方法研究信息、信息熵、通信系统、数据传输、密码学、数据压缩等问题的应用数学学科。 　　 香农被称为是“信息论之父”。人们通常将香农于1948年10月发表的（通信的数学理论）作为现代信息论研究的开端。 在信息论的指导下，信息的编码安全促进了计算机等电子技术的在信号系统的应用。信息的编解、传输技术是CBTC系统发展基础。 控制论 控制论是美国数学家维纳，为适应科学技术国同门类互相渗透、融合的发展而建立的理论。用于研究系统的状态、功能、行为及变动趋势。控制系统的稳定可揭示不同控制系统的规律。控制系统一定具有动态性，其要点是信息反馈技术。 控制论对于信号控制指导意义在于ATO的控制，包括比例控制、变比例控制以及模糊控制技术等在定点停车控制中具有广泛的应用。 系统论 系统论由美藉奥地利数学家贝塔朗菲首创。系统论明确了整体观、动态观和等级观及有序性、目的性、动态性三大基本特性。 信号技术依靠系统论的指导使得信号技术，由单一功能的设备，演变成现代的、不同等级的信号系统。 突变论 法国数学家托姆(R. Thom)在1969年提出。特点是研究非连续的变化现象。突变理论是一门数学理论， 其核心思想有助于理解系统变化和系统中断。 如果系统处于休止状态（无变化），或者处在某种定义的状态范围内。 如系统受到外力量作用，系统起初将试图通过反作用来吸收外界压力。 如可能，系统随之恢复原先的理想状态。 如果变化力量过于强大，而不可能被完全吸收，则突变发生，系统随之进入另一种新的稳定状态，或另一种状态范围。即系统在一定范围内为可控状态，反之为失控状态，最终进入新的稳态。 突变论的启示是，控制系统可控的范围应宽裕，控制系统的调整参数要优化，但不宜为 最优。防止系统的失控。 耗散（结构）论 -该理论是普里戈金为首的布鲁塞尔学派经过多年的努力，终于建立起一种新的关于非平衡系统自组织的理论──耗散结构理论于1969年由普里戈金提出。建立的新的关于非平衡系统自组织的理论──耗散结构理论。是在开放的远离平衡条件下，在与外界交换物质和能量的过程中，通过能量耗散和内部非线性动力学机制的作用，经过突变而形成并持久稳定的宏观有序结构。 -理论对于信号控制的启示，也多在列车控制与运行调整方面，对于如何建立一个自适应系统或系统重构具有理论上的指导意义。 协同论 协同论的是20世纪70年代以来在多学科研究基础上发展起来的一门新兴学科，是系统科学的重要分支理论。其创立者是联邦德国斯图加特大学教授、物理学家哈肯。1971年他提出协同的概念。协同论主要研究远离平衡态的开放系统在与外界有物质或能量交换的情况下，如何通过自己内部协同作用，自发地出现时间、空间和功能上的有序结构。同时，协同论是研究不同事物共同特征及其协同机理的新兴学科，被广泛应用的综合性学科。它着重探讨各种系统从无序变为有序时的相似性。研究的对象是多子系统的联合作用，以产生宏观尺度上结构和功能；又是由许多不同的学科进行合作，发现自组织系统的一般原理。 综合监控系统、信号系统的运营管理、列车运行控制的综合，都受到协同论的影响而开发的。 信号自动化系统的梗概、构成与运用需求 1、当前正线信号系统的构成模式 基于车地子系统共建模式的ATC系统：包括中心、车站及车载的ATS子系统；轨旁及车载ATP；轨旁及车载ATO。 2、基于ATS及以车载系统为主体的ATC系统 3、基于ATS及以地面系统为主体的ATC系统 系统ATC构成模式比较简表 预见模糊控制方式 本方式是以熟练驾驶员的经验为准则，以列车为控制对象的一种控制方式。在采用模糊控制理论后，由简单地模仿司机的操作，变成理论化的预见模糊控制ATO