淺談城市軌道交通信號系統新技術

上海電氣泰雷茲交通自動化系統有限公司 上海 201206

前言

想要更好的發揮出城市軌道交通的作用，就應該做好交通信號系統關鍵技術的研究，從而為城市軌道交通的正常運轉提供可靠的支持，為城市的發展提供可靠的保障。

1 城市軌道交通信號系統的發展大概情況

自建成以來，中國城市軌道交通信號系統的快速發展。根據當時的國情，中國開始了他所有部件研發的旅程，也提供了更高水平的設備技術。在大約1990年前后，我國改革開放和經濟快速發展，城市人口快速增長，進入城市軌道交通快速發展的階段，在這種情況下，沒有適當的國內城市軌道交通信號系統可以選擇使用，其次是信號系統的涌入，在國外陸續采用了一些更先進的信號系統。中國城市軌道交通信號系統的自主開發與城市軌道交通的發展相比，長時間滯后期，長期以來，在我國國內，沒有供應商可以獨立完成信號系統，配備有國外可比的我國只依靠國外一套完整的系統，主要部分子系統還需要向國外介紹，國內供應只能提供一部分的設備和技術服務。使用信號系統后引進國外，在短時間內可以滿足城市軌道交通發展的需要，大大提高了運營效率，安全程度和通過能力有很大提高，可能研究國外對信號系統前沿技術的了解和發展趨勢。

2 城市軌道交通信號系統的組成

作為城市軌道交通的關鍵所在，整個信號系統在維持軌道交通正常運轉方面發揮著十分重要的作用，主要的組成部分包括聯鎖設備、列車自動控制(ATC)系統以及軌道電路等。在這些組成部分當中，列車自動控制系統主要發揮實現指揮行車以及列車自動化運行的功能，從而最大限度的保證列車的正常運行，促進運輸效率的提升，盡可能的緩解城市的交通壓力。而對于列車自動控制(ATC)系統而言，又可以細化為三個部分，包括列車自動運行(ATO—automatic train operation)、列車自動防護(ATP-automatic train protection)以及列車自動監控(ATS—automatic train supervision)，這三個部分組成了完整的列車自動控制系統，為軌道交通的安全運行提供了可靠的保障。聯鎖設備有中央聯鎖，系統和車站聯鎖計算機，主要對室外設備信號機和道岔進行控制，排列列車進路并傳送進路信息給軌旁ATC設備。而軌道電路主要用于傳送軌道電路信息和ATP報文信息。

3 城市軌道交通信號系統的關鍵技術分析

3.1 LTE技術 LTE是更適用的交通信號技術，這項技術在實際城市軌道交通信號系統中可以實現高傳輸速率，低延遲，并且在信；號系統中支持各種功能，支持無線廣播業務，具有無線接入架構。隨著科技的不斷發展，LTE在城市軌道交通，城市軌道交通等領域的應用越來越廣泛。信號系統主要涉及問題是安全，無線信息系統實現穩定可靠，高信息系統的要求。通信信號系統的實時傳輸需求較高，在PIS系統中，無線通信和傳輸需求較低，但寬帶需求較大。在不同方向的技術要求上，因此，LTEPIS系統不能單一靈活應用于城市軌道交通信令系統。2014年，在北京地鐵指揮中心的支持下，許多廠商的LTE信號在信號系統中的實際應用進行了現場測試，希望通過專業技能測試，促進城市軌道交通信號技術的發展。在現場測試中，代表廠商如華為，通過這些廠商對LTE實際測試，得出結論，提出LTE技術應用于信號系統測試結果：首先，從時延，傳輸延時測試結果為10-25ms，最長延時為106.5ms之一；第二，從信號方面來看，信號TDD分組丟失率已低于0.005%；開關延時約34-46ms，最長時間為135ms；平均吞吐量為15MHZ帶寬，11MB/s向上，向下19MB/s。在實際測量中，LTE可以完全滿足無線傳輸中信號系統的要求。在頻率信息選擇方面，部委發布了無線接入系統頻率使用，申請在城市軌道交通上使用支持和肯定，換句話說，城市軌道交通單位可以使用頻段，并得到正確使用光譜。民用手持設備，信號頻率的占位符不會影響頻譜的使用。與開放的WLAN頻段相比，專用頻率可以有效減少外部信息的干擾。LTE技術逐漸成為移動通信發展的關鍵技術，城市軌道交通信號系統發揮著重要作用

3.2 CBTC技術 基于CBTC城市軌道交通信號系統建設的溝通，與傳統建筑信號系統相比，具有以下優點：

(1)在軌道電路信號系統的當代，是獨立存在的；

(2)數據傳輸的兩個方向，可實現車輛；

(3)氣密可移動列車運行時間間隔控制模型，可提高線路通過率；

(4)軌道兩側設施少容易對系統設備進行調試和維修；

(5)自動化程度高，可實現自動駕駛；

(6)系統設備之間可以相互聯系。

列車地面通信的CBTC系統，其特殊的數據傳輸模式，也有其一般的數據傳輸模式，在CBTC系統研發的早期，選擇專用的軌道和地面數據傳輸模式，城市軌道交通的需求信令系統設施實現標準化，一般數據通信系統為了快速進入CBTC系統，傳輸方式-般有以下幾種：除了電纜環交叉感應和漏電纜外，選擇交叉感應電纜環路ACTS作為軌道和地面數據傳輸中介，通過電磁感應在車間實現信息的直接交換。采用泄漏電纜，泄漏波導，無線電臺ACTS作為傳輸介質和地面數據傳輸系統的軌道，采用通用無線擴頻通信技術，因此根據車輛數據傳輸介質的CBTC系統分為以下幾類：首先，基于CBTC系統的交叉感應電纜回路；第二，基于無線擴頻通信技術的CBTC系統，即CBTC-RF。第三，基于交叉感應環路電纜傳輸車輛信息CBTC-IL系統，傳輸性能好，抗干擾能力強。

結語

隨著我國社會經濟的發展，人們生活水平的提升，城市的人口以及車流量都呈現出爆炸式的增長，這就使得城市交通的負荷量大大增加。在這種情況下，城市軌道交通已經成為了整個城市交通系統當中的重要組成部分。但是城市軌道交通在建設中存在很多問題，特別是對于城市軌道交通信號系統的有效控制，對于整個軌道交通作用的發揮有著十分重要的作用。因此必須做好交通信號系統關鍵技術的研究，從而為城市軌道交通的正常運轉提供可靠的支持，為城市的發展提供可靠的保障。