关于智能轨道交通信号系统研究

时垚 重庆邮电大学移通学院

目前居民出行最普遍使用的交通工具就是轨道交通。由于计算机技术、网络技术、信息技术和控制技术的不断更新从而使得轨道交通控制技术快速发展。目前人工智能技术已经广泛应用于轨道交通控制中，国内外专家、学者在轨道交通控制领域采用人工智能中的网络系统、电子信息技术、计算机技术等实用技术。智能化管理系统和信息系统是智能轨道交通系统最重要的组成部分。大城市发展轨道交通已经成为一个必然趋势，然而能够保障轨道交通安全运行的只有轨道交通信号系统的有效运行。

1.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。

1.1 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。

1.2 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。

2.嵌入式智能交通信号控制系统设计方案

2.1 总体方案

嵌入式智能交通信号控制系统由图像采集摄像头、微型计算机处理器、无线通信系统、微型控制器及交通指示信号灯现实单元组成。通过在十字路口设置图像采集摄像头获取车流量基本信息，并将获取的信息传输至微处理器进行分析处理，微处理器将处理结果发送给路口的控制系统，控制系统根据信息确定路口车流量的状态从而进行有效调节，实现对交通信号的智能控制。

2.2 方案特点

组成嵌入式智能交通信号控制系统的各个组件通过其独特的功能特点，保证了整个系统的有效运行。

（1）图像采集摄像头

一般采用CCD摄像头，主要功能是将光信号转换成数据信号，并传送至处理器进行分析。

（2）微型计算机处理器

微型计算机处理器执行ETX工业标准，在收到图像采集摄像头传输过来的数据信号后及时对其进行分析、处理，并将分析结果发送至控制系统。

（3）信号控制系统

信号控制系统一般采用AVR微控制器对数据分析结果做出判断并进行调节，高速运算能力与内部的I/O功能有机结合，实现对交通信号控制系统的智能化管控。

（4）无线通信系统

无线通信系统作为整个系统的信息传送路径，其系统性能也至关重要。无线通信系统还可以通过组建广域网或局域网进行一定区域内的信息交流，提高系统控制的智能性，减少传统布线带来的资源浪费。

2.3 嵌入式控制系统优势

嵌入式控制系统在应用过程中具有明显的优势。如可以实现对道路整体车流情况和具体信息的实时监控，且信息的准确度高，稳定性强，同时能够适应各类复杂的路况环境，可推广性和可移植性强等等。

3.智能轨道交通信号系统

3.1 建立和统一产品质量检验标准，形成与自身相适应的质量管理体系

当前我国铁路及城市轨道交通领域，大部分采用西门子、庞巴迪、泰雷兹等国外系统供应商提供的信号系统设备，系统制式、系统设计及产品技术标准各不相同，建设和运营主管部门尚未对信号系统产品制定统一的技术标准和质量检验标准，给项目质量管理和控制带来难度。

国内信号集成商虽已各自建立ISO9000质量管理体系并通过了第三方质量认证，但由于各种原因并不能做到体系和实际的有机结合。相比之下国外的信号系统供应商大都以IRIS作为质量管理体系，从产品设计、研制生产、出厂检验、供应链管理、系统设计、勘察定测、施工安装、测试、交付、维护管理等，均严格遵守IRIS事先制定的质量管理和控制程序。并将程序细化到每一项活动，详细规定了每项活动的质量管理内容和控制方法，辅以相应的检验表单作为证据记录，从而保证整个活动质量管理过程的可追溯性。任何时间、地点，任何人都不能逾越质量这个红线，在上一工序出现的质量问题没有解决前，绝对不会放行进入下一工序。在整个质量管理活动中，质量工程师有绝对的话语权，尤其是安全保障工程师更具有一票否决权。从而实现产品全生命周期内的过程质量控制，确保将风险降低到最低限度。

3.2 加大技术装备投入，为质量控制提供技术保障

技术装备水平的高低直接决定系统产品的设计水平、研发及生产工艺水平、施工安装质量、试验及检测水平、测试及调试、故障查找及维护等质量水平的高低，有助于提高产品质量管理和控制的流程化、标准化。良好的质量管理体系都会采用一些先进的技术装备，尽可能避免因技术人员水平参差不齐、责任心不强等因素所可能带来的潜在隐患。如，在设计阶段采用比较先进的设计工具和程序，实现快速、标准化的系统设计；实施故障失效模式分析、危害风险分析，提高产品的可靠性、安全性。利用针对性比较强、单独开发的测试程序进行实验和检验，能够很快对设计结果的好坏做出评判，从而将问题尽可能消灭在前一环节。

4.结语

为了能够提高城市城市交通路网的使用效率，缓解城市交通拥堵和安全问题，将智能交通系统中的智能信号系统应用于轨道交通中大大的提高了其运输效率和安全性，信号系统在轨道交通的运作中起到了至关重要的作用，它保证能够轨道交通的实时性、高效性、安全性。智能轨道交通信号控制系统有效的将轨道、车站、驾驶员、车辆结合在一起，使得它们之间的控制变得更加协调，关系更加密切。智能轨道交通信号系统的应用极大的提高了轨道交通运输效率，全面的缓解了城市交通拥堵，提高了出行的安全性，节约了出行时间，降低了城市环境污染和噪音污染。