淺析有軌電車信號系統與地鐵信號系統的區別

黃燕子

摘 要：文章首先介紹了有軌電車信號系統的特點以及組成，最后以深圳地鐵2號線與廣州海珠區有軌電車信號系統為例，對有軌電車信號系統與地鐵信號系統的異同點進行了對比分析，希望能對后續有軌電車信號系統的設計與維護提供一定的參考和借鑒作用。

關鍵詞：地鐵；有軌電車；信號系統；對比分析

1 有軌電車信號系統的特點

相對于地鐵運輸來說，有軌電車交通運輸能力較小，正線站間距離短、運行速度較低，運行間隔較大，正線信號控制設備應盡量簡單、實用。有軌電車交通設有專用車道，在城市街區靠近公交車道運行，為保證運行效率，需設計路口信號優先控制系統，保證車輛在非繁忙道路叉口可順利同行。

2 有軌電車信號系統組成及功能

有軌電車信號系統由道岔控制子系統、數據通信子系統、交叉路口控制子系統、調度管理子系統及組成車載控制子系統，其中軌旁設備有地埋式轉轍機、進路表示器、車輪傳感器、定位信標及AP天線。下面簡單對各子系統的功能進行簡單介紹。

2.1 道岔控制子系統

道岔控制子系統的核心處理單元采用三取二的安全計算機，實現對其控制范圍內的設備進行控制。一般該系統主要用于管理正線和停車場的所有道岔和進路表示器。該系統主要功能為進路排列與解鎖、道岔控制與監督、進路表示器控制與監督、軌道區段狀態監督 以及區間運行方向切換等。

2.2 數據通信子系統

一般該系統需在調度中心設置一套冗余的通信控制器，通信控制器通過調度中心核心交換機與軌旁AP網連接，軌旁無線AP通過定向天線進行全線無線信號雙頻冗余覆蓋。在列車頭/尾各部署一套車載STA，連接車載網絡和地面網絡。實現車地信息的實時通信，主要是傳輸列車進路信息、道岔狀態、列車識別號、道口信號以及列車運行速度、車載設備狀態等信息。

2.3 交叉路口控制子系統

交叉路口控制子系統主要用于實現有軌電車在交叉路口的信號控制，通過與交管部門路口信號燈控制系統的信息交互，實現各種交通工具的有序運行。在路口接近區域及路口離去區域設置接近信標和離去信標，用以車載控制器采集相關信息，內部處理之后發送給電車接近或離去信息給交叉路口控制器，交叉路口控制器向交通信號控制器發送優先請求或優先請求取消。

2.4 調度管理子系統

運營調度管理子系統匯集來自道岔控制器和車載控制器的電車位置、進路狀態、電車狀態、識別號、信號設備故障等信息，依據當天計劃時刻表對全線的運行電車實施監督和控制。運營調度管理子系統能夠自動排列進路。在必要的時候，運營調度管理子系統可以進行人工操作。運營調度管理子系統功能的主要子功能包括電車監督和追蹤（TMT）功能，進路自動排列（ARS）功能，時刻表功能，調度中心人機界面（HMI）功能，統計、報告、報警與歸檔功能。

2.5 車載控制子系統

車載子系統的組成主要包括：車載控制器、司機顯示單元、駕駛臺按鈕、障礙物探測雷達、信標讀取天線、無線通信單元STA、無線天線、GPS/BD天線。該系統主要具備駕駛信息提示、電車定位、道岔車載遙控、障礙物探測以及狀態監測信息處理功能。

3 有軌電車信號系統與地鐵信號系統的區別

因不同的供貨商研制的信號系統均有所不同，有軌電車信號系統與地鐵信號系統還是存在挺大差別。現以廣州有軌電車信號系統與深圳地鐵2號線信號系統為例，進行了一下簡單的對比分析。

3.1 廣州有軌電車信號系統概況

廣州海珠區環島新型有軌電車試驗段共7.7公里，11個車站，1座停車場。該線路為半專有路權，平交路口采用信號優先系統。其中信號系統全線設置7套道岔控制器，分別位于廣州塔站、獵德大橋南站、會展西站、會展東站、萬勝圍站和停車場，管理本工程中正線和停車場的所有道岔和進路表示器。正線共設有14個路口控制器，其中3個平交路口與社會車輛共享路權。廣州有軌電車信號系統采用了南京十四所研發的國產的信號系統，系統組成如圖2。

3.2 深圳地鐵2號線信號系統概況

深圳地鐵2號線全長35.82km，29個車站（含10座聯鎖站）。其中赤灣聯鎖站配置1臺LC線控制器及1臺ZC區域控制器（赤灣-世界之窗）；安托山聯鎖站配置1臺ZC區域控制器（世界之窗-新秀）、1座停車場（后海）及1座車輛段（蛇口西）。信號系統采用中法合資的卡斯柯信號有限公司基于無線通信的列車控制系統（CBTC）。該系統實際是由法國目公司阿爾斯通引進的URBAL ISTM系統。該系統主要包括ATC列車自動控制系統、ATS列車自動監控系統、CBI聯鎖系統、DCS無線傳輸系統、MSS維護支持系統。其設備分布圖如圖3：

3.3 信號系統的區別

廣州有軌電車信號系統與深圳地鐵2號線信號系統均采用了無線通信技術進行車地通信，這兩套信號系統在設計上還是具備一定的相似性和類比性。綜合上述系統介紹及對這兩套系統實地考察情況的對比分析，這兩套信號系統的主要區別如下：

3.3.1 系統制式不同

廣州有軌電車因半專有路權的限制，基本采用的都是固定閉塞模式行車，固定區域及進路內基本只能允許單一方向的單列列車運行，無法達到CBTC模式。

3.3.2 列車駕駛模式不同

廣州有軌電車無ATP保護功能，因此只能使用人工駕駛模式，基本僅靠司機經驗行車。地鐵信號系統則可以實現ATP功能，具備ATO自動駕駛功能。

3.3.3 無線通信網絡組網結構有差異

廣州有軌電車車地通信系統全線建立兩套環網，一套短程通信網絡，使用5.8G頻段，在道岔區域、交叉路口區域布設，用于上述區域之間的可靠車地通信。另一套PIDS網絡，使用2.4G頻段，用于為PIDS系統提供實時車地通信。深圳地鐵2號線僅采用了2.4G的無線網絡，較易受到干擾。

3.3.4 排列進路方式不同

廣州有軌電車進路排列方式除了自動排列外，還多了兩種人工排列進路方式，一個是可通過進路表示器下方的進路控制盒人工按壓按鈕進行進路的排列與取消，另一個是可以通過車載信號顯示屏進行進路排列操作。地鐵信號系統則一般僅可通過OCC和車站HMI進行進路排列與取消操作。

3.3.5 列車定位方式不同

廣州有軌電車主要是通過GPS/BD天線進行列車定位。存在5米左右的誤差。深圳地鐵2號線信號系統則采用波導管進行列車定位，計軸輔助定位。

4 結束語

有軌電車信號系統與地鐵信號系統最大的不同點是制式與組成的不同。隨著軌道交通控制技術的不斷創新與發展，有軌電車信號系統的設計與控制技術將在保障安全的前提下，不斷進步與革新，未來的有軌電車信號系統將比地鐵信號系統更加多元化。國產化的信號系統一定能在有軌電車大系統的實踐檢驗下，不斷發展、不斷完善、不斷成熟，走向世界。

參考文獻

[1]王力.新型有軌電車的信號系統[J].鐵道通信信號，2009（1）.

[2]喻智宏，孫吉良，申大川.有軌電車通信信號技術與智能交通系統[J].城市交通，2013（7）.