地鐵信號系統(tǒng)通信控制技術(shù)研究

鄭麗楠

◆摘? 要：隨著國民經(jīng)濟(jì)不斷增長，城鎮(zhèn)化建設(shè)腳步的不斷加快，人們對于地鐵出行提出了更高的要求。信號系統(tǒng)通信控制技術(shù)合理應(yīng)用作為現(xiàn)代地鐵建設(shè)運(yùn)營過程的重中之重，是一項(xiàng)必不可缺的關(guān)鍵技術(shù)，直接關(guān)系到地鐵交通運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，促進(jìn)我國公共交通行業(yè)穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展。因此，現(xiàn)代鐵路部門必須加強(qiáng)對信號系統(tǒng)通信控制技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，相關(guān)工作人員要正確認(rèn)識到該項(xiàng)技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用的重要性，結(jié)合實(shí)際情況優(yōu)化設(shè)計(jì)地鐵系統(tǒng)，充分發(fā)揮出該項(xiàng)技術(shù)的價(jià)值作用。本文將進(jìn)一步對地鐵信號系統(tǒng)通信控制技術(shù)展開分析與探討。

◆關(guān)鍵詞：地鐵信號系統(tǒng);通信控制技術(shù);應(yīng)用

地鐵方便人們交通出行，據(jù)有運(yùn)行速度較快、承載量大以及占地面積少的特點(diǎn)。地鐵發(fā)展到現(xiàn)在階段，各大城市幾乎都已經(jīng)開通運(yùn)行。地鐵信號控制系統(tǒng)通信控制作為核心技術(shù)，也逐漸進(jìn)步發(fā)展，不斷成熟穩(wěn)定，對于城市交通問題方面給予了很大的舒緩作用。

1地鐵信號系統(tǒng)通信控制技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

地鐵信號系統(tǒng)通信控制技術(shù)被人們簡稱為CBTC技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)能夠有效幫助地鐵運(yùn)營部門建立控制臺與列車之間的雙向、高速以及連續(xù)通訊，從而實(shí)現(xiàn)地鐵部門控制臺對所有運(yùn)行列車的監(jiān)控作業(yè)目標(biāo)，全面提高地鐵整體運(yùn)行管理水平，為地鐵用戶提供優(yōu)質(zhì)出行服務(wù)。CBTC地鐵通信控制技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面內(nèi)容：（1）使用靈活。CBTC地鐵通信控制技術(shù)能夠支持列車雙向運(yùn)行，并且無需進(jìn)行采用其他新設(shè)備，可以支持不同數(shù)量編組以及不同性能列車在同一軌道線的同時(shí)運(yùn)行，從而體現(xiàn)出了該項(xiàng)技術(shù)的靈活使用方便性;（2）結(jié)構(gòu)簡單。CBTC地鐵通信控制技術(shù)的核心為控制技術(shù)，整體架構(gòu)中的其他設(shè)備更多是作為輔助設(shè)備，比如車載通信設(shè)備、車站通信設(shè)備等;（3）高效率。CBTC地鐵通信控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)列車的移動閉塞，促使列車運(yùn)行間隔的有效縮短，這樣無疑能夠全面提升列車的實(shí)際運(yùn)行效率，幫助地鐵部門節(jié)省更多的能源，創(chuàng)造出更多的社會經(jīng)濟(jì)效益。

2地鐵信號系統(tǒng)通信控制技術(shù)

2.13無線通信網(wǎng)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)軌旁有線網(wǎng)絡(luò)與列車之間的通信，車地之間的無線通信系統(tǒng)就必不可少，并且是確保通信得以正常傳輸?shù)闹匾Ｕ?。系統(tǒng)的無線通信網(wǎng)在構(gòu)成上除了AP，還有車載通信設(shè)備以及無線通道等。AP通過wLAN實(shí)現(xiàn)與車載通信設(shè)備之間的實(shí)時(shí)通信，而在AP的另一端，則經(jīng)由交換機(jī)實(shí)現(xiàn)與有線接入網(wǎng)一端的直連，有線接入網(wǎng)的另外一端則與地面骨干網(wǎng)連接，從而形成完整的通信鏈。此外，為了避免數(shù)據(jù)包發(fā)生丟失，在國際通信標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，AP之間的間隔通常設(shè)置為300M左右，只有這樣才能在列車高速移動（時(shí)速高于120b/h）過程中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無縫切換。通常情況下，單套車載移動終端通信時(shí)切換時(shí)長都低于100ms。

2.2無線快速切換技術(shù)

為了讓列車更加高效地行駛，快速切換技術(shù)不可或缺。AP在越區(qū)切換時(shí)，所要花費(fèi)的時(shí)間一般是500ms～2s。如果普通列車按照120km/h的時(shí)速行駛，那么AP在越區(qū)切換時(shí)，會有65m左右的行駛區(qū)間處于無斷開系統(tǒng)的控制范圍內(nèi)，一旦出現(xiàn)這種情況，將會造成十分嚴(yán)重的交通安全事故，所以無線快速切換技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，該技術(shù)可以在區(qū)域切換時(shí)確保數(shù)據(jù)不丟失，保證列車安全運(yùn)行。如一段隧道長度為300m，API1和API2可以覆蓋列車的公共區(qū)域。當(dāng)列車高速運(yùn)行到API1區(qū)域時(shí)，可以和API1保持相關(guān)的數(shù)據(jù)連接，當(dāng)運(yùn)行到公共區(qū)域時(shí)，列車依然可以使用API1進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，同時(shí)API還要建立與API2數(shù)據(jù)的連接。當(dāng)列車運(yùn)行到API2時(shí)，能直接與其連接，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，不用等待API1斷開。這樣可以將切換時(shí)間縮短到50ms之內(nèi)，確保列車高速運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)通信。

2.3自動監(jiān)控技術(shù)

在人們搭乘地鐵出行中，我們會經(jīng)常看到多輛列車叫同時(shí)行駛在同一條地鐵線路上，而不是一條軌道線只存在一輛列車，在這個(gè)過程中必須要求地鐵運(yùn)營管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)控掌握了解到地鐵實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)獲取到監(jiān)控反饋信息采取有效控制管理措施，確保地鐵系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。自動監(jiān)控技術(shù)的有效應(yīng)用能夠輔助管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)控到地鐵的運(yùn)行狀態(tài)，從而優(yōu)化調(diào)整不同列車的停戰(zhàn)間隔時(shí)間和列車運(yùn)行等級?，F(xiàn)代地鐵運(yùn)營部門要合理運(yùn)用自動控制技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)完成對地鐵運(yùn)行狀態(tài)的有效監(jiān)控，確保能夠在最短時(shí)間內(nèi)對地鐵實(shí)際運(yùn)行狀況作出科學(xué)準(zhǔn)確判斷，結(jié)合地鐵運(yùn)行實(shí)際問題采取有效安全防范控制措施，避免地鐵在運(yùn)行過程中出現(xiàn)各類安全故障，威脅到乘客生命安全和國家財(cái)產(chǎn)安全。

2.4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)由地面骨干網(wǎng)絡(luò)、子網(wǎng)及無線網(wǎng)這三點(diǎn)主要構(gòu)成。骨干網(wǎng)絡(luò)是為了能夠承載多個(gè)獨(dú)立的專用局域網(wǎng)為基礎(chǔ)的多個(gè)系統(tǒng)提供獨(dú)立通道，給用戶信息數(shù)據(jù)傳輸提供寬帶。上文也已經(jīng)提到需采用冗余方式設(shè)計(jì)，使所有的報(bào)文信息都能夠經(jīng)由獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，達(dá)到冗余通信的傳輸目標(biāo)。有線接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)：依據(jù)以太網(wǎng)承載的IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行終端數(shù)據(jù)之間的傳輸網(wǎng)絡(luò)，即是接入網(wǎng)的定義。在地鐵信號系統(tǒng)里，它為移動列車之間的數(shù)據(jù)通信起到了巨大的作用。

3結(jié)語

當(dāng)前，在城市化發(fā)展進(jìn)程日益加快的當(dāng)下，地鐵己成為城市發(fā)展進(jìn)程中最必不可少的交通設(shè)施之一。而作為確保地鐵得以安全運(yùn)行的最關(guān)鍵技術(shù)，地鐵信號控制系統(tǒng)的重要性不言而喻。較之傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，CBTC不僅更加靈活高效，其成本也更加低廉。雖然當(dāng)前的設(shè)計(jì)可以解決一些安全威脅，但是仍存在諸多不足與漏洞，這些問題都有待未來予以改進(jìn)及完善。

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