城市轨道信号控制技术的现状与未来发展探讨

摘 要：近年来，随着产业信息的高度自动化发展，中国主要城市的轨道交通网络在逐步实现信息互联、网络智能化的路上已取得成效，在轨道交通领域，全自动驾驶技术、车辆通信技术、互联网链接和信息技术等得到了迅速发展。高自动化，高集成度，软硬件资源共享是发展智能城市交通信号系统技术的方向。

关键词：城市轨道;信号控制技术;现状与未来发展

一、 引言

城市轨道交通运营中信号控制的目的是提高运营效率和保障运输安全，进行城市轨道交通信号的选型项目建设，当前采用自动控制技术提升城市轨道交通信号控制水平，涉及列车运行控制和指挥控制。

二、 城市轨道信号控制技术现状

城市轨道交通信号系统的本质是一个以计算机技术为基础的复杂控制系统，在保证列车运行安全和提升运行效率方面，其主要对当前时间、环境、线路和信号指示等状况进行实时采集和监控，并根据这些信息进行列车相关控制。是典型的软硬件结合的电子技术装备。其目标是对轨道交通行车进行调度，并分析控制可能的运行冲突和潜在风险。信号系统在解决运行调度问题时，本质是一个全局的优化问题，要求信号系统必须实时对列车调度的多方面信息进行监控，并按照既定的调度计划进行列车运行方向和动作道岔的切换，生成指导性的行车凭证，指导列车司机的行车决策。目前，城市轨道交通轨道交通信号系统逐渐由集中式控制、人工驾驶阶段向分散式控制、自动驾驶方向发展，控制和调度功能复杂，是一种软硬件结合的结构。城市轨道交通提速战略的实施，主要应当从提升列车运行速度、提高列车运行密度、提高列车运行效率等方面考虑。提高轨道交通信号系统的可靠性是一项重要任务。

三、 城市轨道信号控制技术未来发展

（一）应用云技术

轨道交通系统涉及车辆、供电、通信、运输、信号、环控等方方面面，各专业之间彼此独立却又密切关联，为了保证系统的高效运行，需要对各个专业的信息进行采集、存储、分析与管理。云技术可与城轨建设需求融合，建立城轨云平台，将城市轨道交通信号系统中的部分子系统接入到云平台中。将云技术应用到信号ATS子系统中，可进一步提升信号系统的数据采集、处理、分析效率，将行车调度信息进行整合，提供更丰富的运营调度界面，以便调度更快的运营决策。呼和浩特1号线作为一个将云技术、5G、大数据融合的典型实践项目，将ATS子系统接入数据共享平台，云平台设置了灾备中心（异地災备），为信号系统提供了应用级服务，为其他专业提供了数据级灾备的服务，可最大限度地整合资源，提升资源的利用率。同时，对服务器、网络设备、存储设备、安全设备等实现统一监管及综合运维，可极大提高运营维护效率和降低维护成本，信号系统的可靠和稳定是城市交通信号系统的命脉。而云技术凭借其优越的性能为城市轨道交通信号系统的稳定运行提供了更加可靠的保障。

（二）面向等保2.0的信息安全

随着《中华人民共和国网络安全法》的正式实施，国内进入网络安全建设新时代。目前，信号系统网络安全并未受到高度重视，即便进行了网络安全防护建设，但是业务现场仍处于传统的被动的安全防护阶段，主要采用“封、堵、查、杀”的方式筑起安全防线。面对新形势下有目的性的新型网络攻击，必须调整安全建设思路，在网络和信息系统安全防护被攻击之前，构建主动防御体系，保障城市轨道交通信息基础设施的运行安全。目前，既有信号系统的安全防护大部分仅限于采用传统防火墙、防病毒等初级的防护措施。传统防火墙主要进行两网之间的逻辑分区隔离控制，主要是访问控制、安全域管理等功能。但传统防火墙不能理解工业控制协议的支持，一般不加载工业协议解析模块，传统防火墙的架构不能很好适应工业网络实时性和生产环境的要求。另外，目前国内轨道交通信号系统无安全认证机构，安全认证体系还未建立，信号系统的安全保证存在较大的不确定性和风险。

（三）形成泛在网络

基于泛在通信网的自主式列控系统：城市轨道交通系统中的每列车、地面设备以及障碍物等都可以作为通信节点，网络内任意节点间可以发起通信。相当于列车不仅可以给列控中心发送数据，也可以直接将列车位置信息发送给其他列车，从而增加通信链路和安全信息的冗余。即使其中一路信息发生丢失或产生错误，其他链路也能将列车信息以及障碍物信息传送至各列车，使得各列车能够实现自主的多维信息闭环安全控制。在现有GSM-R基础上，研发先进LTE-R无线通信技术、5G技术的轨道交通应用。如表1所示展示新型通信技术的特性对比，应用新型通信技术，将提升通信网络的可靠性、降低通信信息交互延迟、降低结构复杂度。

四、 结语

在建设发展城市轨道交通过程中，作为综合性较高的列车运行控制系统，列车的运行指挥问题和列车实际的运行控制是列车自动控制系统所牵涉的主要问题。保证乘客的安全、增强列车运行的安全性能以及提高列车的工作效率是城市轨道交通信号控制系统必须做到的。除此之外，城市轨道交通信号控制系统也在不断提高自身智能化和科技化的水平，这一目标也因为科学技术的不断成熟与发展，正在逐渐向现实靠近，城市轨道交通信号控制系统也因此被广泛应用。

参考文献：

[1]吕永宏，刘红燕.3种城市轨道交通信号控制系统[J].甘肃科技，2008（11）：115-117.

[2]邢红霞.铁路信号系统与城市轨道交通信号系统的比较研究[J].贵州大学学报（自然科学版），2011，28（3）：124-127.

[3]张璟.我国城市轨道交通信号系统发展的战略方向解读[J].中国化工贸易，2017，9（34）：219.

作者简介：王艳，重庆市轨道交通（集团）有限公司。