軌道交通信號(hào)系統(tǒng)安全技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀探究

宋超

摘要：目前，我國的軌道交通發(fā)展十分迅速，安全技術(shù)在軌道交通中十分重要，信號(hào)系統(tǒng)的應(yīng)用關(guān)乎到軌道列車能否穩(wěn)定、安全且高密度的運(yùn)行。以軌道交通系統(tǒng)構(gòu)成的分析為切入點(diǎn)，總結(jié)并闡述信號(hào)系統(tǒng)安全技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀，以期為我國軌道交通事業(yè)發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：軌道交通;安全技術(shù);現(xiàn)狀;信號(hào)系統(tǒng);發(fā)展

引言

近年來，我國一直致力于城市現(xiàn)代化建設(shè)中，強(qiáng)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化和協(xié)同化發(fā)展，而城市交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，則是為區(qū)域一體化發(fā)展奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)，有利于促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展。城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)建設(shè)是當(dāng)前交通建設(shè)中的重要組成部分，其能保證列車的有序運(yùn)行，維護(hù)列車運(yùn)行的安全性。這是一個(gè)高效的自動(dòng)化系統(tǒng)，具有綜合性，而且此系統(tǒng)的運(yùn)行效果將直接影響列車的運(yùn)輸效率，必須予以高度重視，不容忽視。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)也隨之不斷創(chuàng)新，尤其是在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用下，更是迎來了新的機(jī)遇，在未來的城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)重視系統(tǒng)的智能化建設(shè)，旨在實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，做好頂層設(shè)計(jì)，以完善城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)。

1概述

軌道交通系統(tǒng)作為大容量的公共交通工具，其安全性直接關(guān)系到廣大乘客的生命安全。信號(hào)系統(tǒng)作為保證列車運(yùn)行安全，實(shí)現(xiàn)行車指揮和列車運(yùn)行現(xiàn)代化，提高運(yùn)輸效率的關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備，在軌道交通系統(tǒng)中有舉足輕重的地位，通常由列車自動(dòng)控制系統(tǒng)（AutomaticTrainControl，簡(jiǎn)稱ATC）組成。ATC系統(tǒng)包括列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（AutomaticTrainSupervision，簡(jiǎn)稱ATS）、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)（AutomaticTrainProtection，簡(jiǎn)稱ATP）、列車自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)（AutomaticTrainOperation，簡(jiǎn)稱ATO）。其中，ATP主要對(duì)行駛中的列車進(jìn)行監(jiān)控和安全防護(hù)，避免其出現(xiàn)聯(lián)鎖備或自身系統(tǒng)中出現(xiàn)問題故障而影響列車運(yùn)行安全。ATS對(duì)列車的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督與控制，可使行車調(diào)度工作者對(duì)整個(gè)線路的列車進(jìn)行全面、系統(tǒng)、完整的管理。ATO則通過分析地面情況來對(duì)列車進(jìn)行控制，避免列車在行駛中突然加速或減速，提高列車運(yùn)行的舒適性和節(jié)能性。3個(gè)子系統(tǒng)通過信息交換網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地面控制與車上控制結(jié)合、現(xiàn)地控制與中央控制結(jié)合，構(gòu)成一個(gè)以安全設(shè)備為基礎(chǔ)，集行車指揮、運(yùn)行調(diào)整以及列車駕駛自動(dòng)化等功能為一體的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)。

2信號(hào)系統(tǒng)安全技術(shù)發(fā)展

2.1設(shè)置風(fēng)險(xiǎn)管控機(jī)制

任何行業(yè)中，保證安全問題的妥善處理都是最為重要的。城市軌道交通系統(tǒng)在研發(fā)項(xiàng)目過程中，具備一定的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)性。其研發(fā)設(shè)計(jì)牽涉到了產(chǎn)品參數(shù)產(chǎn)品材料，參數(shù)以及依靠不同設(shè)備所應(yīng)更換的材料問題。而國內(nèi)在這一方面的風(fēng)險(xiǎn)管理和知識(shí)儲(chǔ)備都處在較低水平，因而要積極進(jìn)行信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)控制的理論探究。根據(jù)其風(fēng)險(xiǎn)性和復(fù)雜性的特征對(duì)可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)做出控制。但是對(duì)交通系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的管理雖然做到了控制，但是并未能夠?qū)Π踩畔⑦M(jìn)行全方位預(yù)測(cè)和控制。對(duì)此，可以將管控的目標(biāo)和目的放在對(duì)交通信號(hào)的主動(dòng)預(yù)測(cè)上，并且有效解決，讓系統(tǒng)所生產(chǎn)的產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

2.2城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)互聯(lián)互通

城市軌道交通CBCT系統(tǒng)是當(dāng)前主要應(yīng)用系統(tǒng)，此系統(tǒng)的互聯(lián)互通，指的是不同廠商的列車，能夠在不同廠商的軌道設(shè)備線路上運(yùn)行，其目的在于打通整個(gè)城市軌道交通網(wǎng)，系統(tǒng)化運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)城市軌道運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)共享。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新，在未來城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展中，要朝著互聯(lián)互通方向發(fā)展，首要條件便是建立標(biāo)準(zhǔn)化的信號(hào)系統(tǒng)，制定系統(tǒng)規(guī)范，可從以下方面著手：一是要統(tǒng)一規(guī)定系統(tǒng)中的各項(xiàng)功能和架構(gòu)，規(guī)范互聯(lián)互通接口，遵循一致的軌道設(shè)計(jì)和安裝原則，在界面設(shè)計(jì)上也應(yīng)當(dāng)保持一致，以便于調(diào)度員操作。城市軌道CBCT系統(tǒng)互聯(lián)互通應(yīng)當(dāng)從技術(shù)、車地接口、地面設(shè)備接口、外部接口和測(cè)試等方面來予以規(guī)范。技術(shù)規(guī)范需要明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總目標(biāo)和技術(shù)要求，統(tǒng)一系統(tǒng)架構(gòu)，做好功能分配，規(guī)范車載電子地圖;車地接口規(guī)范應(yīng)當(dāng)從應(yīng)答器和連續(xù)通信協(xié)議兩方面著手;地面設(shè)備接口規(guī)范需要考慮到不同接口的協(xié)議，如CI與CI接口、MSS與MSS接口等;外部接口規(guī)范包括了信號(hào)系統(tǒng)與CCTV接口、與無線接口等規(guī)范;測(cè)試方面則需要規(guī)范互聯(lián)互通測(cè)試驗(yàn)證技術(shù)，包括點(diǎn)式部分和CBCT部分。除以上建設(shè)條件之外，為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通互聯(lián)互通，還應(yīng)當(dāng)從多方面進(jìn)行考慮，比如軌道信號(hào)系統(tǒng)自身通信協(xié)議，車輛管理、牽引供電和運(yùn)營(yíng)條件等。

2.3ATS系統(tǒng)

在控制中心設(shè)立兩套ATS系統(tǒng)，互為熱備份，即其中的一個(gè)系統(tǒng)在線時(shí)，另一個(gè)系統(tǒng)也在不斷更新其數(shù)據(jù)信息，當(dāng)出現(xiàn)故障需要切換時(shí)，熱備份系統(tǒng)在很短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)軌旁信息的掃描，從而保證系統(tǒng)獲取最新的數(shù)據(jù)。各車站和車輛段ATS系統(tǒng)通過冗余配置的網(wǎng)絡(luò)通道和控制中心ATS連接，實(shí)現(xiàn)信息交換，以保證某點(diǎn)或某段通信信道發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)仍能正常工作。ATS系統(tǒng)采用DCS系統(tǒng)提供的接口獨(dú)立組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)信息的安全獨(dú)立穩(wěn)定傳輸。ATS采用集中控制的方式，可以減少系統(tǒng)維護(hù)工作，并且減少沿線工區(qū)和人員配置。

2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與軌道交通領(lǐng)域的融合愈發(fā)深入，信號(hào)系統(tǒng)安全技術(shù)得到有效創(chuàng)新與發(fā)展。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的融合，逐漸研發(fā)出微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)、實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)等，在提升信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)行效果的基礎(chǔ)上，推動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)朝著自動(dòng)化、智能化的方向不斷邁進(jìn)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，在降低系統(tǒng)控制成本的同時(shí)，避免因人為因素而出現(xiàn)控制失誤現(xiàn)象。但是在實(shí)際應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的使用無疑是一把雙刃劍，在提升信號(hào)系統(tǒng)穩(wěn)定性、效率性的同時(shí)，也對(duì)信號(hào)系統(tǒng)安全運(yùn)行提出更高的要求。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具體組成包括軟、硬件設(shè)備，其中系統(tǒng)硬件囊括諸多元器件，且硬件的行為狀態(tài)復(fù)雜多元;而針對(duì)系統(tǒng)軟件而言，不同程序的執(zhí)行路徑諸多，致使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用具備復(fù)雜性、精密性等特點(diǎn)，加大計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開發(fā)難度，并且計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障問題的檢測(cè)難度增大。盡管如此，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用仍推動(dòng)著安全技術(shù)的創(chuàng)新，其創(chuàng)新的安全技術(shù)被廣泛應(yīng)用于信號(hào)系統(tǒng)中，包括：（1）故障檢測(cè)診斷技術(shù)。可實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的及時(shí)發(fā)展與診斷，避免因故障問題影響到系統(tǒng)運(yùn)行。（2）容錯(cuò)技術(shù)。是指錯(cuò)誤產(chǎn)生時(shí)，借助冗余進(jìn)行影響屏蔽，并通過應(yīng)用重構(gòu)來緩慢的進(jìn)行系統(tǒng)降級(jí)。冗余技術(shù)包括硬件、軟件、時(shí)間、信息冗余，其中硬件冗余又包括雙機(jī)熱備、三取二、二乘二取二、三乘二取二冗余。

結(jié)語

二十一世紀(jì)是一個(gè)信息化時(shí)代，自動(dòng)化技術(shù)和智能化技術(shù)大力發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于各大行業(yè)中，在城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)時(shí)代發(fā)展需求，來不斷地革新系統(tǒng)技術(shù)，充分發(fā)揮現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的作用，引領(lǐng)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)走向智能化和全自動(dòng)化，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來有效獲取信息和處理信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。這些新技術(shù)的應(yīng)用，為人們的生活帶來了巨大改變，也將成為城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的未來發(fā)展方向?？杉訌?qiáng)對(duì)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)展的研究，使其技術(shù)更加成熟，便于推廣和應(yīng)用，這有利于引發(fā)一場(chǎng)城市軌道交通技術(shù)變革，符合時(shí)代發(fā)展需求，而且能為智慧城市軌道交通的實(shí)現(xiàn)奠定扎實(shí)基礎(chǔ)，具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]王奇，唐俊同，任穎.軌道交通列車運(yùn)行控制系統(tǒng)互聯(lián)互通技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].大功率變流技術(shù)，2018，000（002）：7-10.

[2]郜洪民，賓海豐，付連著.我國城市軌道交通信號(hào)技術(shù)自主化發(fā)展策略探討[J].城市軌道交通研究，2012（04）：14-17+33.