轨道交通信号系统安全技术的发展与现状探究

宋超

摘要：目前，我国的轨道交通发展十分迅速，安全技术在轨道交通中十分重要，信号系统的应用关乎到轨道列车能否稳定、安全且高密度的运行。以轨道交通系统构成的分析为切入点，总结并阐述信号系统安全技术发展与现状，以期为我国轨道交通事业发展提供借鉴。

关键词：轨道交通;安全技术;现状;信号系统;发展

引言

近年来，我国一直致力于城市现代化建设中，强调区域经济一体化和协同化发展，而城市交通网络建设，则是为区域一体化发展奠定了扎实基础，有利于促进城市经济的大力发展。城市轨道交通信号系统建设是当前交通建设中的重要组成部分，其能保证列车的有序运行，维护列车运行的安全性。这是一个高效的自动化系统，具有综合性，而且此系统的运行效果将直接影响列车的运输效率，必须予以高度重视，不容忽视。随着科学技术的高速发展，城市轨道交通信号系统技术也随之不断创新，尤其是在计算机信息技术的应用下，更是迎来了新的机遇，在未来的城市轨道交通信号系统建设中，应当重视系统的智能化建设，旨在实现互联互通，做好顶层设计，以完善城市轨道交通信号系统。

1概述

轨道交通系统作为大容量的公共交通工具，其安全性直接关系到广大乘客的生命安全。信号系统作为保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备，在軌道交通系统中有举足轻重的地位，通常由列车自动控制系统（AutomaticTrainControl，简称ATC）组成。ATC系统包括列车自动监控系统（AutomaticTrainSupervision，简称ATS）、列车自动防护子系统（AutomaticTrainProtection，简称ATP）、列车自动运行系统（AutomaticTrainOperation，简称ATO）。其中，ATP主要对行驶中的列车进行监控和安全防护，避免其出现联锁备或自身系统中出现问题故障而影响列车运行安全。ATS对列车的实际运行情况进行监督与控制，可使行车调度工作者对整个线路的列车进行全面、系统、完整的管理。ATO则通过分析地面情况来对列车进行控制，避免列车在行驶中突然加速或减速，提高列车运行的舒适性和节能性。3个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。

2信号系统安全技术发展

2.1设置风险管控机制

任何行业中，保证安全问题的妥善处理都是最为重要的。城市轨道交通系统在研发项目过程中，具备一定的复杂性和风险性。其研发设计牵涉到了产品参数产品材料，参数以及依靠不同设备所应更换的材料问题。而国内在这一方面的风险管理和知识储备都处在较低水平，因而要积极进行信号系统项目风险控制的理论探究。根据其风险性和复杂性的特征对可能发生的风险做出控制。但是对交通系统风险的管理虽然做到了控制，但是并未能够对安全信息进行全方位预测和控制。对此，可以将管控的目标和目的放在对交通信号的主动预测上，并且有效解决，让系统所生产的产品风险降到最低。

2.2城市轨道交通信号系统互联互通

城市轨道交通CBCT系统是当前主要应用系统，此系统的互联互通，指的是不同厂商的列车，能够在不同厂商的轨道设备线路上运行，其目的在于打通整个城市轨道交通网，系统化运营，实现城市轨道运营数据共享。随着科学技术的不断更新，在未来城市轨道交通信号系统的发展中，要朝着互联互通方向发展，首要条件便是建立标准化的信号系统，制定系统规范，可从以下方面着手：一是要统一规定系统中的各项功能和架构，规范互联互通接口，遵循一致的轨道设计和安装原则，在界面设计上也应当保持一致，以便于调度员操作。城市轨道CBCT系统互联互通应当从技术、车地接口、地面设备接口、外部接口和测试等方面来予以规范。技术规范需要明确系统设计的总目标和技术要求，统一系统架构，做好功能分配，规范车载电子地图;车地接口规范应当从应答器和连续通信协议两方面着手;地面设备接口规范需要考虑到不同接口的协议，如CI与CI接口、MSS与MSS接口等;外部接口规范包括了信号系统与CCTV接口、与无线接口等规范;测试方面则需要规范互联互通测试验证技术，包括点式部分和CBCT部分。除以上建设条件之外，为实现城市轨道交通互联互通，还应当从多方面进行考虑，比如轨道信号系统自身通信协议，车辆管理、牵引供电和运营条件等。

2.3ATS系统

在控制中心设立两套ATS系统，互为热备份，即其中的一个系统在线时，另一个系统也在不断更新其数据信息，当出现故障需要切换时，热备份系统在很短时间内完成对轨旁信息的扫描，从而保证系统获取最新的数据。各车站和车辆段ATS系统通过冗余配置的网络通道和控制中心ATS连接，实现信息交换，以保证某点或某段通信信道发生故障时，系统仍能正常工作。ATS系统采用DCS系统提供的接口独立组网，实现信息的安全独立稳定传输。ATS采用集中控制的方式，可以减少系统维护工作，并且减少沿线工区和人员配置。

2.4计算机系统应用

随着计算机技术与轨道交通领域的融合愈发深入，信号系统安全技术得到有效创新与发展。计算机系统的融合，逐渐研发出微机联锁系统、实时通信系统等，在提升信号系统运行效果的基础上，推动信号系统朝着自动化、智能化的方向不断迈进。计算机控制系统的应用，在降低系统控制成本的同时，避免因人为因素而出现控制失误现象。但是在实际应用中，计算机系统的使用无疑是一把双刃剑，在提升信号系统稳定性、效率性的同时，也对信号系统安全运行提出更高的要求。计算机系统具体组成包括软、硬件设备，其中系统硬件囊括诸多元器件，且硬件的行为状态复杂多元;而针对系统软件而言，不同程序的执行路径诸多，致使计算机系统的应用具备复杂性、精密性等特点，加大计算机系统开发难度，并且计算机系统故障问题的检测难度增大。尽管如此，随着科学技术的不断发展，计算机系统的应用仍推动着安全技术的创新，其创新的安全技术被广泛应用于信号系统中，包括：（1）故障检测诊断技术。可实现对故障的及时发展与诊断，避免因故障问题影响到系统运行。（2）容错技术。是指错误产生时，借助冗余进行影响屏蔽，并通过应用重构来缓慢的进行系统降级。冗余技术包括硬件、软件、时间、信息冗余，其中硬件冗余又包括双机热备、三取二、二乘二取二、三乘二取二冗余。

结语

二十一世纪是一个信息化时代，自动化技术和智能化技术大力发展，被广泛应用于各大行业中，在城市轨道交通信号系统建设中，应当根据时代发展需求，来不断地革新系统技术，充分发挥现代计算机信息技术的作用，引领城市轨道交通信号系统走向智能化和全自动化，利用大数据技术来有效获取信息和处理信息，实现数据共享。这些新技术的应用，为人们的生活带来了巨大改变，也将成为城市轨道交通信号系统的未来发展方向。可加强对城市轨道交通信号系统新技术发展的研究，使其技术更加成熟，便于推广和应用，这有利于引发一场城市轨道交通技术变革，符合时代发展需求，而且能为智慧城市轨道交通的实现奠定扎实基础，具有重要意义。

参考文献

[1]王奇，唐俊同，任颖.轨道交通列车运行控制系统互联互通技术现状与发展趋势[J].大功率变流技术，2018，000（002）：7-10.

[2]郜洪民，宾海丰，付连著.我国城市轨道交通信号技术自主化发展策略探讨[J].城市轨道交通研究，2012（04）：14-17+33.