淺析城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展

曹博然

本文主要簡要介紹了城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，分析了城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)新技術(shù)的應(yīng)用，探討了城市軌道交通信息化建設(shè)的發(fā)展前景，充分運(yùn)用了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，對(duì)交通信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行了創(chuàng)新。通過提高城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)信息資源共享，并為中國的智慧城市建設(shè)提供重要的技術(shù)支持，從而加快了中國的城市現(xiàn)代化進(jìn)程。

一、相關(guān)理論基礎(chǔ)

（一）城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)概述

軌道運(yùn)輸早已在城市中興起，作為全球公共交通的一種手段。城市軌道交通系統(tǒng)沿地鐵和輕軌線的容量大，速度快、安全、準(zhǔn)時(shí)、節(jié)能、舒適、輕便。隨著科學(xué)技術(shù)和城市化的發(fā)展，軌道交通在現(xiàn)代大都市中起著越來越重要的作用。根據(jù)發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體中城市交通發(fā)展的歷史，只有擁有大量乘客的地鐵和輕軌系統(tǒng)才是“從根本上改善城市公共交通的有效途徑”。

（二）城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的作用

城市軌道交通的特點(diǎn)是高速、高密度和不間斷的運(yùn)行。信號(hào)系統(tǒng)用作車運(yùn)行的操作命令/控制設(shè)備，盡管整個(gè)城市軌道業(yè)務(wù)的投資很少，但在確保安全駕駛，提高交通能力，節(jié)約能源以及改善運(yùn)輸人員的工作環(huán)境等方面起著重要的作用，在城市軌道交通中使用先進(jìn)的信號(hào)設(shè)備可以輕松進(jìn)行測量。

（三）城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn)

城市軌道交通系統(tǒng)與大型軌道交通信號(hào)系統(tǒng)有許多相似之處，但它們?nèi)匀痪哂凶约旱奶攸c(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.城市軌道交通經(jīng)常載有很多乘客，因此最小行駛間隔要求比大型軌道要高得多。這將對(duì)列車速度監(jiān)控提出更高的要求，并提供更高的安全保證。

2.城市的軌道速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于主要軌道的速度，因此可以在信號(hào)系統(tǒng)中使用慢速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

3.大多數(shù)城市軌道站沒有岔道或地面信號(hào)（依靠軌道信號(hào)1和速度監(jiān)控裝置進(jìn)行列車管理）大多數(shù)城市軌道站只支持乘客上下站。因?yàn)閮H連接車站配備信號(hào)后，對(duì)互連設(shè)備的監(jiān)視要比傳統(tǒng)的大型客運(yùn)和貨運(yùn)站的監(jiān)視要少得多。

4.除乘客高峰期外，大多數(shù)城市軌道站的運(yùn)營非常簡單。

5.城市軌道站之間的距離短，由于軌道時(shí)刻表的規(guī)律性，城市軌道信號(hào)系統(tǒng)通常具有自動(dòng)放置路線的功能。路徑會(huì)根據(jù)給定的程序自動(dòng)分類，僅在更改操作方案時(shí)才需要人工干預(yù)。

二、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)新技術(shù)的應(yīng)用

城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)運(yùn)輸和派遣車輛，控制軌道時(shí)間表以及檢測軌道的實(shí)際運(yùn)行情況。它還包含與系統(tǒng)操作有關(guān)的各種數(shù)據(jù)，必須對(duì)其進(jìn)行有效的控制和配置，以確保軌道的正常運(yùn)行，保證安全操作，軌道列車基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行信號(hào)點(diǎn)或連續(xù)傳輸，并在各種可以自動(dòng)控制的系統(tǒng)的監(jiān)督下執(zhí)行雙向控制。

（一）FAO新技術(shù)應(yīng)用

全自動(dòng)操作涉及使用全自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以提高城市軌道列車運(yùn)行的安全性并降低運(yùn)輸列車的成本，這是一項(xiàng)新技術(shù)。系統(tǒng)運(yùn)行過程：火車自動(dòng)醒來，自動(dòng)檢查，如果檢查正確，將自動(dòng)行駛。在操作過程中，改變路線，進(jìn)入干線，恢復(fù)CBTC，實(shí)現(xiàn)乘客操作，到達(dá)目的地后繼續(xù)返回目的地，完成一天的工作后，上傳并輸入工作數(shù)據(jù)并執(zhí)行自動(dòng)關(guān)機(jī)。

（二）信號(hào)系統(tǒng)互聯(lián)互通

當(dāng)前，城市軌道CBCT系統(tǒng)是主要的應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)的互連意味著來自不同制造商的軌車輛可以在不同制造商的軌道設(shè)備線上行駛。目標(biāo)是開放城市軌道運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，即實(shí)現(xiàn)城市軌道交通數(shù)據(jù)共享。

（三）新型CBTC系統(tǒng)

在未來的發(fā)展中，用于車對(duì)車通信的新CBCT系統(tǒng)將逐步取代用于車對(duì)地通信的CBTC系統(tǒng)。新的CBCT系統(tǒng)需要相對(duì)少量的線路設(shè)備結(jié)構(gòu)，并且還包含相關(guān)的系統(tǒng)接口協(xié)議，它可以簡化復(fù)雜的協(xié)作并提供高度的集成，用于車對(duì)車通信的CBCT系統(tǒng)可以保證火車的正常運(yùn)行，并且可以根據(jù)實(shí)際需要修改各種運(yùn)輸系統(tǒng)。車對(duì)車通信是一種新型的CBTC系統(tǒng)，它消除了對(duì)計(jì)算機(jī)鏈接子系統(tǒng)CI的需求。技術(shù)人員所需要做的就是管理和控制設(shè)備，例如信號(hào)燈和站旁門的操作。在交流方面，VOBC主要用于接收信息，下一列火車可以與前一列火車進(jìn)行無線通信，以實(shí)時(shí)定位上一列火車，通過相應(yīng)的計(jì)算確定列車運(yùn)行距離，以確保列車運(yùn)行的安全性。

三、城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展前景

（一）積極促進(jìn)軌道交通信號(hào)系統(tǒng)國產(chǎn)化

首先，國產(chǎn)化是中國城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的必要發(fā)展途徑。如果將城市軌道信號(hào)系統(tǒng)國產(chǎn)化，不僅可以控制建筑成本，還可以降低運(yùn)營成本，最重要的是加快中國城市軌道交通技術(shù)水平的提高，這將有很大的幫助和參與培訓(xùn)人才。國際競爭即將到來，通過采用我國開發(fā)的系統(tǒng)，可以大大簡化各個(gè)子系統(tǒng)之間的接口，可以采用相同的技術(shù)平臺(tái)，并且可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖和列車控制系統(tǒng)的集成，從而縮短開發(fā)時(shí)間，控制開發(fā)成本并創(chuàng)建系統(tǒng)，它更穩(wěn)定、更安全。其次，這是中國軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的國產(chǎn)化過程。自實(shí)施國產(chǎn)化政策以來，許多外國供應(yīng)商已根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r選擇與中國制造商合作，并出現(xiàn)了合作生產(chǎn)狀況。但是，通過這種協(xié)作產(chǎn)生的產(chǎn)品不是高端產(chǎn)品，并且與核心技術(shù)（尤其是軟件）仍然相距甚遠(yuǎn)。中國已經(jīng)引入了各種標(biāo)準(zhǔn)和級(jí)別的ATC系統(tǒng)，但是在短時(shí)間內(nèi)掌握和生產(chǎn)此類設(shè)備仍然存在更大的困難。但是，隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長以及城市軌道交通市場的成熟和擴(kuò)展，這種情況肯定會(huì)大大改善。

（二）培養(yǎng)專業(yè)城市軌道交通信號(hào)人才

工程師和專業(yè)技術(shù)經(jīng)理對(duì)軌道信號(hào)的理論基礎(chǔ)、新軌道信號(hào)技術(shù)的強(qiáng)大應(yīng)用和構(gòu)建能力具有扎實(shí)的知識(shí)，并且通常在擁有軌道信號(hào)科學(xué)學(xué)士學(xué)位的本科院校中學(xué)習(xí)，被視為企業(yè)和工作團(tuán)隊(duì)的骨干，以確保城市軌道信號(hào)的正常運(yùn)行。了解和掌握國家和國際技術(shù)水平的發(fā)展，熟悉城市軌道信號(hào)和其他技術(shù)的應(yīng)用和管理，并能夠獨(dú)立實(shí)施工程建設(shè)和指導(dǎo)項(xiàng)目，驗(yàn)收及各種技術(shù)咨詢服務(wù)。

工程師和維護(hù)工程師具有相對(duì)扎實(shí)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，具有出色的分析和解決實(shí)際工作問題的能力，以及城市軌道運(yùn)輸信號(hào)產(chǎn)業(yè)（主要是電力），這是服務(wù)公司的基本人力資源。該部門最基本的工作水平是所從事的技術(shù)工作系統(tǒng)的日常運(yùn)行和維護(hù)，這些系統(tǒng)具有很高的實(shí)踐操作能力和解決問題的能力，以及技術(shù)含量高的應(yīng)用程序的技術(shù)能力，能夠獨(dú)立完成職位和使用小型技術(shù)也可以完成翻新項(xiàng)目。

當(dāng)涉及城市軌道時(shí)，建立高質(zhì)量和稱職的勞動(dòng)力并不是一件容易的事，它必須在很長一段時(shí)間內(nèi)完成，需要足夠的設(shè)備和資金。

參考文獻(xiàn)：

[1]郜洪民，陳寧寧.我國城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展歷程的回顧與展望[J].鐵道通信信號(hào)，2019，55（51）：130-136.

[2]江明.軌道交通信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展與趨勢(shì)探討[J].軌道通信信號(hào)工程技術(shù)，2019，16（05）：93-98.

[3]張鐵增，林瑜筠.對(duì)于城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)發(fā)展的思考[J].軌道通信信號(hào)工程技術(shù)，2013，10（02）：32-36.

[4]燕飛，唐濤.軌道交通信號(hào)系統(tǒng)安全技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2005（06）：94-99+113.