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试论轨道交通通信信号技术与整合趋势

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试论轨道交通通信信号技术与整合趋势

引言

我国经济社会不断发展，城市人口数量也不断增多。每年都有大量的农村劳动力进入城市与城市人一起劳动生活，这给城市的公共交通造成了巨大的压力。目前的城市道路建设已经与日益增长的交通需求不相适应，需要采取一定的措施进行改善。经过探索，目前已经有多个城市开始增加轨道交通建设，并把高速公路、等级公路与城市进行接轨，形成多种布局的城市交通格局，为人们的出行提供了极大的便利。随着现代交通技术的发展，城市地铁与轻轨受到了城市管理者更多的青睐，一方面是由于能源利用少，缓解交通作用明显，另外就是速度快，占用地面面积非常少，使城市资源得到合理配置，促进社会与经济的发展，带动周边沿线的消费水平。目前高铁的应用已经充分表明了城轨交通可以为现代社会经济的发展带来强大生命力。[1]

城市需要轨道交通技术的进步，而轨道交通技术则需要完善的通信信号系统支持。交通通信信号对于轨道交通来说十分重要，轨道交通通信信号能够有效指导轨道上的运行秩序，避免造成安全隐患，从而极大地保护了人民的财产安全与生命安全。轨道交通如果想要完成安全运行与提高通过率，必须需要有轨道交通信号系统的应用支持。随着近年来电子、计算机、网络技术的不断发展，轨道交通信号技术将会面临新的改善更新。城市轨道交通信号系统为安全与通过提供了强力保障，甚至实现了列车自动化运行。

轨道交通信号系统组成

轨道交通信号系统通过各种各样的信号显示、轨道应用电路、道岔装置以及其他设施共同组成的一个完整系统。就城市轨道交通信号系统而言，一般包括联锁装置与列车自动控制系统。列车自动控制系统包括自动监控系统、自动防护系统以及自动运行系统，这三个子系统的相互配合促进了轨道交通的安全稳定运行，极大地保护了使用安全。列车的自动控制系统需要接收来自地面的信息，来对列车的运行状态进行自行控制。通过对轨道运行速度的监测，根据不同的参照速度做出相关的反应。这种自动控制作用将会使列车速度自动下降，确保安全。同时这种控制手段有易于实现列车运行的智能化，减少人为原因造成了失误与其他问题。相对于传统的轨道信号系统而言，目前的轨道交通信号技术较为先进，传统的轨道信号系统主要还是靠驾驶员对列车的速度进行控制与调整，现代轨道交通已经不再依赖人为工作因素。轨道交通智能化系统将会把列车主要信号传给列车指挥中心，数据包括速度、距离等。通过智能化的运行系统，列车可以在站点自动停止、启动并进行相关的调整。[2]

3.轨道交通信号技术

我国轨道交通的不断发展，将会促进信号系统技术的不断进步。目前我国多是以进口国外先进的信号系统与轨道交通通信进行结合，国内目前只能提供信号系统配套设备与技术服务。针对目前无法实现的ATP子系统，需要不断加快研制的进度，结合我国的轨道交通实际国情与轻轨需要，借鉴国内外先进的设备运营经验，消化吸收国外先进的信号系统设备与技术。

在轻轨交通信号系统中，微机联锁系统是我国自主研发的一种技术。而冗余技术则是为了实现计算机可靠性的一种常用技术，可以有效提高信号系统的运行稳定性。当信号系统发生故障时，冗余配置部分将会承担不良部件进行操作，减少了因故障造成的停机时间，确保系统继续稳定运行。随着计算机技术的发展，硬件冗余技术从双机冷备、双机准热备，再到双机热备技术。[3]

轨道交通信号系统均有列车自动控制系统，同时可供选择的系统方案有三种，一是固定闭塞方式的点式系统、准移动式系统与基于通信的移动闭塞系统。固定闭塞点式系统相对应的是连续式系统，这主要是基于通信方式的不同进行划分的，点式系统实现车与地面进行信息传输，连续式的固定系统已经不再满足现代轨道交通业的发展。准移动闭塞式的系统多采用数字式音频无绝缘轨道形式来进行列车占道检测与信息传输，具有较强的抗干扰能力与大量的信息传输能力，通过一定的信息发射设备可以向车载设备中提供诸如速度、目标距离等参数，ATP车载设备结合本身的车辆性能，可以计算出适合列车运行的最佳参数，从而传送给列车的控制系统，维持安全稳定的运行曲线，提高线路的利用率。基于通信的移动系统即为CBTC系统，主要是采用交叉感应电缆、漏缆或扩频电台等方式来完成车与地面的信息传输，通过测速传感器来对列车进行准确定位，保持地面设备可以得到每一节列车的运行参数，将动态更新的信息发回到列车，收到信号后，自动计算出速度曲线。[4]

为了降低列车驾驶员的疲劳强度，在列车的信号系统上增加ATO系统是现代轨道交通的一项重要进步。上文中提到的准移动式系统可以实现这一功能。

轨道交通信号系统网络安全

由于现代IP网络协议的开放程度不断加深，系统间的接口与数据共享将会进一步扩大，数据与网络的安全性需要进一步考虑。所