浅析有轨电车信号系统与地铁信号系统的区别

黄燕子

摘 要：文章首先介绍了有轨电车信号系统的特点以及组成，最后以深圳地铁2号线与广州海珠区有轨电车信号系统为例，对有轨电车信号系统与地铁信号系统的异同点进行了对比分析，希望能对后续有轨电车信号系统的设计与维护提供一定的参考和借鉴作用。

关键词：地铁；有轨电车；信号系统；对比分析

1 有轨电车信号系统的特点

相对于地铁运输来说，有轨电车交通运输能力较小，正线站间距离短、运行速度较低，运行间隔较大，正线信号控制设备应尽量简单、实用。有轨电车交通设有专用车道，在城市街区靠近公交车道运行，为保证运行效率，需设计路口信号优先控制系统，保证车辆在非繁忙道路叉口可顺利同行。

2 有轨电车信号系统组成及功能

有轨电车信号系统由道岔控制子系统、数据通信子系统、交叉路口控制子系统、调度管理子系统及组成车载控制子系统，其中轨旁设备有地埋式转辙机、进路表示器、车轮传感器、定位信标及AP天线。下面简单对各子系统的功能进行简单介绍。

2.1 道岔控制子系统

道岔控制子系统的核心处理单元采用三取二的安全计算机，实现对其控制范围内的设备进行控制。一般该系统主要用于管理正线和停车场的所有道岔和进路表示器。该系统主要功能为进路排列与解锁、道岔控制与监督、进路表示器控制与监督、轨道区段状态监督 以及区间运行方向切换等。

2.2 数据通信子系统

一般该系统需在调度中心设置一套冗余的通信控制器，通信控制器通过调度中心核心交换机与轨旁AP网连接，轨旁无线AP通过定向天线进行全线无线信号双频冗余覆盖。在列车头/尾各部署一套车载STA，连接车载网络和地面网络。实现车地信息的实时通信，主要是传输列车进路信息、道岔状态、列车识别号、道口信号以及列车运行速度、车载设备状态等信息。

2.3 交叉路口控制子系统

交叉路口控制子系统主要用于实现有轨电车在交叉路口的信号控制，通过与交管部门路口信号灯控制系统的信息交互，实现各种交通工具的有序运行。在路口接近区域及路口离去区域设置接近信标和离去信标，用以车载控制器采集相关信息，内部处理之后发送给电车接近或离去信息给交叉路口控制器，交叉路口控制器向交通信号控制器发送优先请求或优先请求取消。

2.4 调度管理子系统

运营调度管理子系统汇集来自道岔控制器和车载控制器的电车位置、进路状态、电车状态、识别号、信号设备故障等信息，依据当天计划时刻表对全线的运行电车实施监督和控制。运营调度管理子系统能够自动排列进路。在必要的时候，运营调度管理子系统可以进行人工操作。运营调度管理子系统功能的主要子功能包括电车监督和追踪（TMT）功能，进路自动排列（ARS）功能，时刻表功能，调度中心人机界面（HMI）功能，统计、报告、报警与归档功能。

2.5 车载控制子系统

车载子系统的组成主要包括：车载控制器、司机显示单元、驾驶台按钮、障碍物探测雷达、信标读取天线、无线通信单元STA、无线天线、GPS/BD天线。该系统主要具备驾驶信息提示、电车定位、道岔车载遥控、障碍物探测以及状态监测信息处理功能。

3 有轨电车信号系统与地铁信号系统的区别

因不同的供货商研制的信号系统均有所不同，有轨电车信号系统与地铁信号系统还是存在挺大差别。现以广州有轨电车信号系统与深圳地铁2号线信号系统为例，进行了一下简单的对比分析。

3.1 广州有轨电车信号系统概况

广州海珠区环岛新型有轨电车试验段共7.7公里，11个车站，1座停车场。该线路为半专有路权，平交路口采用信号优先系统。其中信号系统全线设置7套道岔控制器，分别位于广州塔站、猎德大桥南站、会展西站、会展东站、万胜围站和停车场，管理本工程中正线和停车场的所有道岔和进路表示器。正线共设有14个路口控制器，其中3个平交路口与社会车辆共享路权。广州有轨电车信号系统采用了南京十四所研发的国产的信号系统，系统组成如图2。

3.2 深圳地铁2号线信号系统概况

深圳地铁2号线全长35.82km，29个车站（含10座联锁站）。其中赤湾联锁站配置1台LC线控制器及1台ZC区域控制器（赤湾-世界之窗）；安托山联锁站配置1台ZC区域控制器（世界之窗-新秀）、1座停车场（后海）及1座车辆段（蛇口西）。信号系统采用中法合资的卡斯柯信号有限公司基于无线通信的列车控制系统（CBTC）。该系统实际是由法国目公司阿尔斯通引进的URBAL ISTM系统。该系統主要包括ATC列车自动控制系统、ATS列车自动监控系统、CBI联锁系统、DCS无线传输系统、MSS维护支持系统。其设备分布图如图3：

3.3 信号系统的区别

广州有轨电车信号系统与深圳地铁2号线信号系统均采用了无线通信技术进行车地通信，这两套信号系统在设计上还是具备一定的相似性和类比性。综合上述系统介绍及对这两套系统实地考察情况的对比分析，这两套信号系统的主要区别如下：

3.3.1 系统制式不同

广州有轨电车因半专有路权的限制，基本采用的都是固定闭塞模式行车，固定区域及进路内基本只能允许单一方向的单列列车运行，无法达到CBTC模式。

3.3.2 列车驾驶模式不同

广州有轨电车无ATP保护功能，因此只能使用人工驾驶模式，基本仅靠司机经验行车。地铁信号系统则可以实现ATP功能，具备ATO自动驾驶功能。

3.3.3 无线通信网络组网结构有差异

广州有轨电车车地通信系统全线建立两套环网，一套短程通信网络，使用5.8G频段，在道岔区域、交叉路口区域布设，用于上述区域之间的可靠车地通信。另一套PIDS网络，使用2.4G频段，用于为PIDS系统提供实时车地通信。深圳地铁2号线仅采用了2.4G的无线网络，较易受到干扰。

3.3.4 排列进路方式不同

广州有轨电车进路排列方式除了自动排列外，还多了两种人工排列进路方式，一个是可通过进路表示器下方的进路控制盒人工按压按钮进行进路的排列与取消，另一个是可以通过车载信号显示屏进行进路排列操作。地铁信号系统则一般仅可通过OCC和车站HMI进行进路排列与取消操作。

3.3.5 列车定位方式不同

广州有轨电车主要是通过GPS/BD天线进行列车定位。存在5米左右的误差。深圳地铁2号线信号系统则采用波导管进行列车定位，计轴辅助定位。

4 结束语

有轨电车信号系统与地铁信号系统最大的不同点是制式与组成的不同。随着轨道交通控制技术的不断创新与发展，有轨电车信号系统的设计与控制技术将在保障安全的前提下，不断进步与革新，未来的有轨电车信号系统将比地铁信号系统更加多元化。国产化的信号系统一定能在有轨电车大系统的实践检验下，不断发展、不断完善、不断成熟，走向世界。

参考文献

[1]王力.新型有轨电车的信号系统[J].铁道通信信号，2009（1）.

[2]喻智宏，孙吉良，申大川.有轨电车通信信号技术与智能交通系统[J].城市交通，2013（7）.