城市轨道交通信号控制系统研究

熊伟

摘 要：信号控制系统作为城市轨道交通运输过程中，保证运输的安全与高效的重要系统设备，对于整个城市的轨道交通具有重要的意义。所以目前增加城市轨道交通信号控制系统的运营的能力，成为有关学者的重要研究话题，通过对其的研究，来提高城市轨道的社会和经济的双重效益。

关键词：城市轨道；交通信号；控制系统

中图分类号：U284 文献标识码：A

目前，计算机正在飞速的发展过程中，所以计算机在铁路运输系统中也得到了广泛的应用，现代的城市轨道的信号控制也是利用计算机来开发系统，科学有效地进行城市轨道运输的管理。

1.城市轨道交通信号系统的发展和应用状况

首个开始使用基于通信技术的列车自动控制系统的国家的加拿大，坐落于温哥华的天车是第一个，开始于20世纪80年代，基于通信的列车控制系统英文缩写为CBTC，一经投入运营就取得良好的效果，这种系统能够对连续的列车进行控制，能够高精度定位，通过“目标距离”的确定，缩短列车间隔距离，并且它的电路是可以独立于轨道的，能够安全地进行信号控制的工作，这个工作由车载及轨道旁边的处理器作用就能够实现。从20世纪开始，各个国家就开始注重CBTC在其他方面的应用，尤其是在城市轨道交通建设上的应用。CBTC具有许多的优点，这种设备是一种自动化程度较高的系统，轨道旁边安置的设备较少，能够安全可靠的进行列车的自动控制。所以在20世纪以后，无论是国外还是国内，都是比较认可这一种系统的，我国近年来所建设的铁道以及城市轨道交通也都运用到了CBTC。由于CBTC相比于传统的基于轨道电路的信号控制系统具有多方面的优点，所以国内外对于CBTC的深度开发和广泛使用的程度较高。

随着逐步的发展和研究，城市轨道交通信号控制系统在铁路信号控制系统上取得了突破，研制出了城市轨道系统专用的控制系统：列车运行自动控制（ATC）系统。这个系统在工作運行时又分为了三个部分，一是自动监控系统（ATS）；二是自动防护系统（ATP）；三是自动运营系统（ATO）。通过这3个子系统的相互工作，可以完成城市轨道信息控制的工作。

2.城市轨道交通信号控制系统选型

城市轨道交通信号控制的选择也是有一般的原则的，在级逆行选择时，不仅要考虑该系统的安全可靠性，还要保证这个系统经济、先进，满足这个城市的发展情况，具有适用性。我国再进行城市轨道控制系统的选择时，最重要的就是要遵守以上的原则，要保证全方位的要求都能够满足，不能够单单的追求经济成本，并且城市之间一定要选择满足自己城市发展的情况的控制系统，不能够盲目的攀比，引起不良的现象发生，一定要慢慢发展不能一蹴而就。有一些城市是刚刚建造城市轨道交通，所以一定会出现一些问题，这就导致了维修人员的工作量增大，费用加大，所以我们根据不同的城市选择最合适的系统，日后如果系统不能满足要求了，那么给系统升级就能够满足工作需求。

2.1新建线路信号系统制式选择

城市轨道交通信号控制系统的发展和应用一直都受到各种情况下的制约，所以新建线路信号系统制式选择方面，就需要遵从三个原则，这样才能够合理的选择到最适合该城市的新建线路信号系统制式。一是一般不采用基于模拟轨道电路的ATC系统，这个系统并不适合新建路线；二是可以选择基于数字编码的轨道电路ATC系统，这个ATC系统能够满足新建路线的使用要求；三是CBTC，采用基于通信的CBTC是最佳的选择方式。这三点原则都是经过实际的分析得出来的，具有较高的实用性，新建路线在进行信号控制系统的选择时，可以依据此原则进行选择。

2.2旧线改造信号系统模式

轨道电路方式的ATC系统广泛地应用于我国的早期城市轨道路线。再进行早期路线的信号控制的改造时，最好的方案是采用最合适的CBTC，这种基于通信的列车控制系统，在我国的铁路路线早有使用，并且比较适合。这种基于无线通信的列车控制系统可以在改造期间不影响原本的轨道电路，这样在施工的期间，就会减少很多的困难，是非常适合旧路线信号改造的。

3.实际应用

通过查阅资料和文献以及实际的调查，可以知道我国的城市轨道交通的应用模式主要有3种。第一种是引进发达国家的先进技术，只是基础设施由我国在修建，大部分都采用外国的产品。第二种是将国内自主研发的系统和国外的系统一起配套使用，这样能够起到更好的效果。第三种是完全的采用我国自主研发的系统。采用这种方式的原因是，由于引进国外的系统会增加建设成本和系统的维护成本，这样成本就会太高。并且引进的部分系统实际上是国外并不成熟的系统，这就导致了外信号试验中会有问题出现，这是极大的不利于我国城市轨道交通信号的发展的。并且即使是成熟的国外系统，那么我国在信号这个系统上也会出现各类问题，导致引进的不能在我国成熟使用。所以最好的方式还是我国自主研发一个较好的信号系统，这样才是满足我国国情的最好的方式，有利于城市轨道交通信号控制系统在我国的发展。国产化是中国轨道交通信号控制的必选之路，同时目前得到我国广泛关注的CBTC系统也能够给我国的自主研发提供帮助。

目前在我国运营的大多数城市轨道交通信号控制系统，都是从国引进回来的，这样就会存在维护困难的问题，所以我国的CBTC需要继续研发，得到属于我国国产化的CBTC系统，这样就会节约维护和购买的资金。所以我国一直都有进行这方面的研究，在2004年的时候，北京交通大学以及北京地铁运营公司以及其他的几个公司一起申请”基于通信的城市CBTC系统研究”的科研项目，并且这次研究对于我国的国产化ATO、ATC系统的发展具有促进的作用。这个系统先后还在大量进行了试验，在2011年底正式的进行CBTC全功能系统的推出，使得我国的城市轨道交通信号控制系统逐渐地成熟起来。

我国自主研发的城市轨道交通信号控制系统的类型较多，目前在我国均取得了较好的发展。目前中国城市轨道交通信号控制系统中应用最广泛的就是CBI，这个系统已经在我国的铁路运行中投入运行了1500多个场站，在我国的城市轨道交通中也是设立了60多个场站。ATS国产化系统的应用也比较的广泛，在铁路干线的应用中正在运行的就有2000多个场站，城市轨道交通方面有我国的重庆轻轨项目。与CBI一样，我国的CSM项目也是在城市轨道交通信号控制中有设立60多个场站，在铁路轨道的运行中投入使用了300多个场站。通过这些实例可以看出，我国目前的城市轨道交通信号控制系统的自主研发技术比较成熟，并且安全可靠。

结语

城市轨道交通信号控制系统是一个专业化程度较高的系统，目前的技术方面发展的比较迅速。列车的控制在整个城市轨道交通信号控制中占着重要的地位，担负着整个城市的城市轨道交通网的安全问题，所以必须高效、高质量地完成它所负责的工作，并且对于这些系统的研究还要继续，这样才能不断地的提高它们的工作能力。

参考文献

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