關于智能軌道交通信號系統研究

時垚 重慶郵電大學移通學院

目前居民出行最普遍使用的交通工具就是軌道交通。由于計算機技術、網絡技術、信息技術和控制技術的不斷更新從而使得軌道交通控制技術快速發展。目前人工智能技術已經廣泛應用于軌道交通控制中，國內外專家、學者在軌道交通控制領域采用人工智能中的網絡系統、電子信息技術、計算機技術等實用技術。智能化管理系統和信息系統是智能軌道交通系統最重要的組成部分。大城市發展軌道交通已經成為一個必然趨勢，然而能夠保障軌道交通安全運行的只有軌道交通信號系統的有效運行。

1.城市軌道交通信號控制系統選型

城市軌道交通信號控制的選擇也是有一般的原則的，在級逆行選擇時，不僅要考慮該系統的安全可靠性，還要保證這個系統經濟、先進，滿足這個城市的發展情況，具有適用性。我國再進行城市軌道控制系統的選擇時，最重要的就是要遵守以上的原則，要保證全方位的要求都能夠滿足，不能夠單單的追求經濟成本，并且城市之間一定要選擇滿足自己城市發展的情況的控制系統，不能夠盲目的攀比，引起不良的現象發生，一定要慢慢發展不能一蹴而就。有一些城市是剛剛建造城市軌道交通，所以一定會出現一些問題，這就導致了維修人員的工作量增大，費用加大，所以我們根據不同的城市選擇最合適的系統，日后如果系統不能滿足要求了，那么給系統升級就能夠滿足工作需求。

1.1 新建線路信號系統制式選擇

城市軌道交通信號控制系統的發展和應用一直都受到各種情況下的制約，所以新建線路信號系統制式選擇方面，就需要遵從三個原則，這樣才能夠合理的選擇到最適合該城市的新建線路信號系統制式。一是一般不采用基于模擬軌道電路的ATC系統，這個系統并不適合新建路線；二是可以選擇基于數字編碼的軌道電路ATC系統，這個ATC系統能夠滿足新建路線的使用要求；三是CBTC，采用基于通信的CBTC是最佳的選擇方式。這三點原則都是經過實際的分析得出來的，具有較高的實用性，新建路線在進行信號控制系統的選擇時，可以依據此原則進行選擇。

1.2 舊線改造信號系統模式

軌道電路方式的ATC系統廣泛地應用于我國的早期城市軌道路線。再進行早期路線的信號控制的改造時，最好的方案是采用最合適的CBTC，這種基于通信的列車控制系統，在我國的鐵路路線早有使用，并且比較適合。這種基于無線通信的列車控制系統可以在改造期間不影響原本的軌道電路，這樣在施工的期間，就會減少很多的困難，是非常適合舊路線信號改造的。

2.嵌入式智能交通信號控制系統設計方案

2.1 總體方案

嵌入式智能交通信號控制系統由圖像采集攝像頭、微型計算機處理器、無線通信系統、微型控制器及交通指示信號燈現實單元組成。通過在十字路口設置圖像采集攝像頭獲取車流量基本信息，并將獲取的信息傳輸至微處理器進行分析處理，微處理器將處理結果發送給路口的控制系統，控制系統根據信息確定路口車流量的狀態從而進行有效調節，實現對交通信號的智能控制。

2.2 方案特點

組成嵌入式智能交通信號控制系統的各個組件通過其獨特的功能特點，保證了整個系統的有效運行。

（1）圖像采集攝像頭

一般采用CCD攝像頭，主要功能是將光信號轉換成數據信號，并傳送至處理器進行分析。

（2）微型計算機處理器

微型計算機處理器執行ETX工業標準，在收到圖像采集攝像頭傳輸過來的數據信號后及時對其進行分析、處理，并將分析結果發送至控制系統。

（3）信號控制系統

信號控制系統一般采用AVR微控制器對數據分析結果做出判斷并進行調節，高速運算能力與內部的I/O功能有機結合，實現對交通信號控制系統的智能化管控。

（4）無線通信系統

無線通信系統作為整個系統的信息傳送路徑，其系統性能也至關重要。無線通信系統還可以通過組建廣域網或局域網進行一定區域內的信息交流，提高系統控制的智能性，減少傳統布線帶來的資源浪費。

2.3 嵌入式控制系統優勢

嵌入式控制系統在應用過程中具有明顯的優勢。如可以實現對道路整體車流情況和具體信息的實時監控，且信息的準確度高，穩定性強，同時能夠適應各類復雜的路況環境，可推廣性和可移植性強等等。

3.智能軌道交通信號系統

3.1 建立和統一產品質量檢驗標準，形成與自身相適應的質量管理體系

當前我國鐵路及城市軌道交通領域，大部分采用西門子、龐巴迪、泰雷茲等國外系統供應商提供的信號系統設備，系統制式、系統設計及產品技術標準各不相同，建設和運營主管部門尚未對信號系統產品制定統一的技術標準和質量檢驗標準，給項目質量管理和控制帶來難度。

國內信號集成商雖已各自建立ISO9000質量管理體系并通過了第三方質量認證，但由于各種原因并不能做到體系和實際的有機結合。相比之下國外的信號系統供應商大都以IRIS作為質量管理體系，從產品設計、研制生產、出廠檢驗、供應鏈管理、系統設計、勘察定測、施工安裝、測試、交付、維護管理等，均嚴格遵守IRIS事先制定的質量管理和控制程序。并將程序細化到每一項活動，詳細規定了每項活動的質量管理內容和控制方法，輔以相應的檢驗表單作為證據記錄，從而保證整個活動質量管理過程的可追溯性。任何時間、地點，任何人都不能逾越質量這個紅線，在上一工序出現的質量問題沒有解決前，絕對不會放行進入下一工序。在整個質量管理活動中，質量工程師有絕對的話語權，尤其是安全保障工程師更具有一票否決權。從而實現產品全生命周期內的過程質量控制，確保將風險降低到最低限度。

3.2 加大技術裝備投入，為質量控制提供技術保障

技術裝備水平的高低直接決定系統產品的設計水平、研發及生產工藝水平、施工安裝質量、試驗及檢測水平、測試及調試、故障查找及維護等質量水平的高低，有助于提高產品質量管理和控制的流程化、標準化。良好的質量管理體系都會采用一些先進的技術裝備，盡可能避免因技術人員水平參差不齊、責任心不強等因素所可能帶來的潛在隱患。如，在設計階段采用比較先進的設計工具和程序，實現快速、標準化的系統設計；實施故障失效模式分析、危害風險分析，提高產品的可靠性、安全性。利用針對性比較強、單獨開發的測試程序進行實驗和檢驗，能夠很快對設計結果的好壞做出評判，從而將問題盡可能消滅在前一環節。

4.結語

為了能夠提高城市城市交通路網的使用效率，緩解城市交通擁堵和安全問題，將智能交通系統中的智能信號系統應用于軌道交通中大大的提高了其運輸效率和安全性，信號系統在軌道交通的運作中起到了至關重要的作用，它保證能夠軌道交通的實時性、高效性、安全性。智能軌道交通信號控制系統有效的將軌道、車站、駕駛員、車輛結合在一起，使得它們之間的控制變得更加協調，關系更加密切。智能軌道交通信號系統的應用極大的提高了軌道交通運輸效率，全面的緩解了城市交通擁堵，提高了出行的安全性，節約了出行時間，降低了城市環境污染和噪音污染。