探討城軌中信號(hào)系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)

曠利平

摘? ?要：城市軌道交通為城市居民提供方便快捷的出行方式，行駛在大街小巷的軌交也逐漸成為城市一道亮麗的風(fēng)景線。隨著國(guó)家科技水平的不斷進(jìn)步，城軌的信號(hào)系統(tǒng)設(shè)施逐漸趨于智能化自動(dòng)化。本文意在根據(jù)城市軌道交通的實(shí)際運(yùn)載情況，針對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)進(jìn)行研究與探索，并提出相應(yīng)的參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：城軌? 信號(hào)系統(tǒng)? 接口設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U28? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）11（c）-0061-02

城軌的核心設(shè)計(jì)理念，是地鐵功能的延伸與擴(kuò)展，軌道交通的運(yùn)行線路不再只局限于地下軌道的形式，而是通過(guò)與城市布局及規(guī)劃的有機(jī)結(jié)合，建立地下、地面與高架的綜合軌道交通運(yùn)輸系統(tǒng)，城市軌道交通不再只是地鐵的代名詞。軌道交通猶如搬運(yùn)到城市之間的火車，不斷馳騁在城市中，緩解城市交通壓力?；疖嚹軌蚋咚俚匦旭傇阼F軌上，安全可靠的信號(hào)系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，因此，城市軌道交通的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同樣無(wú)法離開(kāi)高質(zhì)量信號(hào)系統(tǒng)的幫助。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，信號(hào)系統(tǒng)行使的職能逐漸增加。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的項(xiàng)目與日俱增，同時(shí)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)賦予信號(hào)系統(tǒng)“智慧”，可以自己對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效準(zhǔn)確地分析，幫助維護(hù)人員高質(zhì)量地完成設(shè)備維護(hù)與檢修工作。信號(hào)系統(tǒng)功能愈發(fā)強(qiáng)大，系統(tǒng)的兼容性需要增強(qiáng)，與其它系統(tǒng)的互動(dòng)隨之增多。接口越來(lái)越豐富的信號(hào)系統(tǒng)，接口技術(shù)的復(fù)雜程度與日俱增。如何在原有技術(shù)基礎(chǔ)上，改良創(chuàng)新出系統(tǒng)完善的新型接口設(shè)計(jì)？保障信號(hào)系統(tǒng)在增加功能的前提下，繼續(xù)安全運(yùn)轉(zhuǎn)。通過(guò)分析具有典型代表性城市的軌交系統(tǒng)，得出以下結(jié)論。

1? 信號(hào)系統(tǒng)構(gòu)成與接口設(shè)計(jì)的基本原理

1.1 具有代表性城市軌交的信號(hào)系統(tǒng)組成

通過(guò)觀察此次課題的研究對(duì)象，該座城市擁有世界上先進(jìn)的軌交系統(tǒng)。建立該座城市信號(hào)系統(tǒng)的基本部分有：傳輸控制中心、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)（CBI）、列車高速行駛防護(hù)應(yīng)急裝置以及列車與地面的通訊系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)作為組成信號(hào)系統(tǒng)的核心技術(shù)體系，它的組成部分由中央聯(lián)鎖、目標(biāo)控制系統(tǒng)與場(chǎng)地控制系統(tǒng)組成。

1.2 各個(gè)系統(tǒng)之間的接口設(shè)計(jì)

信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要涉及多方專業(yè)的理論知識(shí)基礎(chǔ)與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，體系復(fù)雜且分工明確，各司其職。信號(hào)系統(tǒng)的核心技術(shù)包含的專業(yè)有：線路專業(yè)、土建專業(yè)、房屋建筑專業(yè)、配電輸送專業(yè)、車輛工程專業(yè)、通信專業(yè)以及車輛運(yùn)輸專業(yè)。

線路專業(yè)需要考察信號(hào)系統(tǒng)設(shè)置需要的線路材料，以及詳細(xì)的站場(chǎng)數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)對(duì)實(shí)際站場(chǎng)勘測(cè)，制定線路傳輸速度標(biāo)準(zhǔn)，著重考慮站臺(tái)線路與軌道彎道線路。土建專業(yè)需要進(jìn)行的工作主要包括電纜槽溝的挖設(shè)，以及途經(jīng)軌道的管道預(yù)埋。房屋建筑專業(yè)主要負(fù)責(zé)的工作是把控信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)的施行需要的最大面積，工程照明設(shè)計(jì)，室內(nèi)電纜溝槽的預(yù)置與防靜電工序，同時(shí)設(shè)計(jì)好信號(hào)系統(tǒng)需要的地線。配電專業(yè)主要負(fù)責(zé)的工作是制定信號(hào)系統(tǒng)用電量的大小，使用預(yù)置好的地線，以及做好牽引回流電方位。車輛專業(yè)負(fù)責(zé)的工作量最龐大，承擔(dān)的責(zé)任最重。車輛專業(yè)需要預(yù)先設(shè)定好列車行駛過(guò)程中最大加速度，較長(zhǎng)使用的制動(dòng)減速度，以及自動(dòng)化車門的預(yù)置信息;車輛行駛過(guò)程中路遇彎道時(shí)的轉(zhuǎn)速計(jì)接口設(shè)施，提前設(shè)定信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)施位置。通信專業(yè)負(fù)責(zé)安排信息傳輸渠道以及保證最佳信息傳輸效率。車輛運(yùn)輸專業(yè)負(fù)責(zé)計(jì)算牽引點(diǎn)以及實(shí)時(shí)追蹤間隔。

2? 分析設(shè)計(jì)接口的依據(jù)

2.1 接口設(shè)計(jì)的原則

信號(hào)系統(tǒng)關(guān)乎城軌交通正常運(yùn)行與否，軌交作為深受大家歡迎的出行方式，客運(yùn)量龐大，人流量眾多。無(wú)論信號(hào)系統(tǒng)接口技術(shù)怎樣發(fā)展，保障乘客的人身安全是至關(guān)重要的。因此，信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則就是盡量避免系統(tǒng)產(chǎn)生故障，最大限度保證信號(hào)系統(tǒng)的正常使用。但在實(shí)際工作中，基本原則常常被忽略，安全問(wèn)題沒(méi)有得到應(yīng)有的重視。究其原因是因?yàn)樘热艉鲆暟踩Ｕ蠁?wèn)題，信號(hào)接口設(shè)計(jì)會(huì)變得非常簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)工作往往只是單純地進(jìn)行分析接口需要的電路設(shè)計(jì)，忽略一些可能存在的安全隱，沒(méi)有及時(shí)對(duì)潛在危險(xiǎn)進(jìn)行排查，易造成嚴(yán)重后果。

2.2 忽視接口設(shè)計(jì)原則可能會(huì)產(chǎn)生的危險(xiǎn)后果

通過(guò)分析本次課題研究的對(duì)象城市，我們可以知道，該座城市的軌交信號(hào)系統(tǒng)在實(shí)際工作中，發(fā)生過(guò)列車運(yùn)載自我保護(hù)系統(tǒng)的輸出與輸入電路單元被燒毀的情況。通過(guò)調(diào)查該座城市的軌交運(yùn)輸設(shè)備與信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)施，造成列車自我保護(hù)系統(tǒng)的輸入輸出單元電路被燒壞的原因，是由于高壓電流過(guò)大。但是列車自我保護(hù)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)不會(huì)自身產(chǎn)生足以燒毀單元電路的高壓電流，不難得出造成單元電路燒毀的高壓電流是從系統(tǒng)外部串流而來(lái)。

2.3 解決故障的典型辦法

通過(guò)調(diào)查該座城市的相關(guān)軌交報(bào)告，產(chǎn)生上述故障的主要部件是列車內(nèi)部的調(diào)換開(kāi)關(guān)導(dǎo)致。若想盡快解決問(wèn)題，最好的辦法，是在列車自我保護(hù)系統(tǒng)的輸入與輸出單元電路及調(diào)換開(kāi)關(guān)之間添加隔離裝置。將光電隔離耦合元件放置在輸入輸出單元燒壞的四號(hào)及五號(hào)端子與調(diào)換開(kāi)關(guān)之間，使數(shù)據(jù)的輸入與輸出處于安全的隔離區(qū)。

3? 接口設(shè)計(jì)的相關(guān)舉措

3.1 專業(yè)技術(shù)人員注重自身外語(yǔ)水平，方便技術(shù)交流

以本次課題研究的城市為例，該座城市擁有世界先進(jìn)的城軌技術(shù)體系，系統(tǒng)完備的信號(hào)接口技術(shù)，是世界軌道交通的信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展的表率。我們國(guó)家的專業(yè)技術(shù)人員需要不斷通過(guò)學(xué)習(xí)交流別國(guó)的先進(jìn)技術(shù)，借鑒已經(jīng)成型的信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)體系。結(jié)合我國(guó)城市實(shí)際建設(shè)情況，取其精華，去其糟粕，努力創(chuàng)造出適合我們國(guó)家的城市軌道交通技術(shù)。專業(yè)技術(shù)人員的外語(yǔ)水平需要過(guò)硬，至少能夠保證正常的交流與溝通，對(duì)于對(duì)方提及的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，能依靠自己的理解銘記于心，取代經(jīng)過(guò)他人翻譯過(guò)后的技術(shù)表述。

3.2 細(xì)化接口文件

接口文件作為接口技術(shù)最關(guān)鍵的一環(huán)，是信號(hào)系統(tǒng)正確連接其它系統(tǒng)的主要核心依據(jù)。接口文件不夠詳實(shí)完備，造成重要數(shù)據(jù)判定標(biāo)準(zhǔn)缺失，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)系統(tǒng)涉及的眾多專業(yè)技術(shù)人員分析產(chǎn)生差異，從而造成接口設(shè)置失敗，信號(hào)系統(tǒng)無(wú)法完成與其他系統(tǒng)的連接。

通過(guò)細(xì)致探索本次課題的研究對(duì)象，我國(guó)參與了這座城市的信號(hào)系統(tǒng)建設(shè)，作為技術(shù)交流，為該座城市提供接口文件。該座城市結(jié)合瑞典信號(hào)單位，對(duì)信號(hào)接口設(shè)計(jì)進(jìn)行了界定。由于在建設(shè)期間，技術(shù)人員發(fā)生改變，造成對(duì)原有敲定的接口文件分析出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致多次進(jìn)行接口實(shí)驗(yàn)失敗。因此，在實(shí)際信號(hào)系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)工作中，一定需要做好接口文件分析的準(zhǔn)確界定與穩(wěn)定技術(shù)人員，避免參與的工作人員產(chǎn)生流動(dòng)，產(chǎn)生較大誤差。

3.3 注重接口設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

信號(hào)系統(tǒng)建設(shè)要求從初步設(shè)計(jì)到實(shí)際施工的嚴(yán)謹(jǐn)與專注，對(duì)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)嚴(yán)格把控，才能在實(shí)際建設(shè)與之后的使用中避免不必要的麻煩。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要做到事無(wú)巨細(xì)，對(duì)每一專業(yè)的技術(shù)人員匯總的資料進(jìn)行分析與考量，不斷改良設(shè)計(jì)中的某一環(huán)節(jié)，有效規(guī)避與實(shí)際勘察數(shù)據(jù)不相匹配的情況。

4? 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)城市軌道交通建設(shè)蓬勃發(fā)展，在前進(jìn)的道路上不斷攻克技術(shù)難關(guān)，與世界其他國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，提高自身技術(shù)水平。信號(hào)接口技術(shù)作為城軌建設(shè)的重要一環(huán)，不僅需要過(guò)硬的技術(shù)儲(chǔ)備，同時(shí)需要在實(shí)際建設(shè)中嚴(yán)格把控細(xì)節(jié)，務(wù)實(shí)走好城軌交通信號(hào)系統(tǒng)的接口技術(shù)發(fā)展道路上的每一步。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭碧.城軌信號(hào)系統(tǒng)與防淹門接口配置分析與優(yōu)化[J].機(jī)電信息，2019（15）：137-139.

[2] 錢偉強(qiáng).淺談城軌中信號(hào)系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)[J].通訊世界，2017（14）：155.

[3] 黃毅，高京顯.地鐵信號(hào)系統(tǒng)與其他專業(yè)接口分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（23）：67-68.

[4] 肖杰.城市軌道交通車輛與信號(hào)系統(tǒng)接口研究[J].信息系統(tǒng)工程，2018（10）：156.

[5] 田靜.城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)中的信號(hào)系統(tǒng)互聯(lián)互通方案[J].城市軌道交通研究，2018，21（S1）：28-30.