地鐵信號系統通信控制技術研究

張帆

摘? ? 要：近年來隨著國民經濟不斷增長，城鎮化建設腳步的不斷加快，人們對于地鐵出行提出了更高的要求。信號系統通信控制技術合理應用作為現代地鐵建設運營過程的重中之重，是一項必不可缺的關鍵技術，直接關系到地鐵交通運行的安全穩定性，促進我國公共交通行業穩定持續的發展。因此，現代鐵路部門必須加強對信號系統通信控制技術的創新應用，相關工作人員要正確認識到該項技術實踐應用的重要性，結合實際情況優化設計地鐵系統，充分發揮出該項技術的價值作用。

關鍵詞：地鐵信號系統;通信控制技術

1? 引言

隨著科技的發展以及人類對土地的充分利用，我國近年來在交通建設方面取得了豐碩成果，先后在多個大型城市建設了地鐵。在地鐵的運行過程中，地鐵信號系統很好的保證了地鐵運行的效率以及安全。就目前而言，地鐵信號系統中的通信控制技術取得了很大的發展，從固定閉塞式發展到了今天的移動閉塞式，它實現了地鐵與地面之間的雙向通信，地鐵的實時狀態也能得到更全面的了解。這對地鐵運行的安全和可靠都有著深遠的意義，本文正是以此為出發點進行探討。

2? 地鐵信號系統的概述

①地鐵信號系統的發展現狀?，F階段，基于數字軌道電路的準移動閉塞系統的使用范圍較為廣大，而列車自動控制的基礎就是數字軌道電路。為了進一步確保地鐵運行的安全性以及控制的靈活性，很多國家都為列車配置了性能優異的列車自動控制設備。一般情況下，列車自動控制系統主要包括三個子系統，分別是列車自動駕駛系統、列車自動監督系統以及列車自動防護系統。列車自動防護系統是列車自動控制系統的關鍵組成部分，可以在一定程度上維護列車的安全行駛。②常用的地鐵信號系統。早期的地鐵信號系統采用的是音頻軌道電路，隨著信息量的增多，音頻軌道的可靠性以及抗干擾性已經無法滿足列車的使用要求，因此報文式數字軌道電路逐漸代替了音頻軌道電路?，F階段，世界上大多數國家使用的地鐵信號系統是基于數字軌道電路的列車自動控制系統。列車自動控制系統主要由列車自動駕駛系統、列車自動監督系統以及列車自動防護系統三個子系統構成。列車自動防護系統是根據故障安全原則來進行工作的，主要用來檢查以及控制列車的運行情況、列車的占用狀態、地面信號燈的指示情況以及列車行駛路線的安全;列車自動監督系統可以對地鐵的實際運行情況進行監督以及控制;而列車自動駕駛系統具備車站定點停車、站間自動運行以及自動折返等功能。

3? 地鐵信號系統通信控制技術研究

3.1? 快速切換技術

快速切換技術是保證列車安全運行的重要技術，舉個例子，AP切換時間為500ms～2s之間，如果列車速度為60km/h的話，該切換時間將造成整個控制系統失去列車在8.3m～33.3m的范圍內的控制，包括列車運行速度，位置等信息。這樣，零切換時間技術的研究與開發迫在眉睫。現在通常的做法是，在列車即將進入下一個網絡節點前，使列車提前與下個節點建立連接。這樣，可以將切換時間控制在50ms以內，即可以將失去控制時間壓縮在0.8米以內，保障通訊持續不間斷。

3.2? 自動監控技術

在實際的運行過程中，多輛列車會同時行駛在同一條線路上，這就要求相關工作人員要實時監控地鐵的實際運行狀態，進而在一定程度上確保地鐵的穩定運行。利用自動監控技術就可以實時監控列車的運行狀態，從而及時對列車的運行等級以及停站間隔進行檢查與控制。現階段，多輛地鐵運行在同一軌道的現象十分常見，最有效的調節方式就是利用自動控制技術來進行監察和控制。監控系統可以和地鐵信號系統相互配合來共同進行工作，進而在短時間內就可以對地鐵的實際運行狀態做出判斷，從而將地鐵運行過程中出現的問題及時進行解決，確保地鐵可以安全可靠地運行。

3.3? 數據通信技術

地鐵運行過程中的各項數據傳輸需要運用到先進的數據通信技術，工作人員設置好的實時監控設備獲取到的信息都會以數據形式傳輸到對應的處理設備，通過以這種傳輸方法能夠有效避免監控數據信息之間發生相互干擾現象。在地鐵運行管理過程中，各項數據傳輸必須以網絡技術作為核心支撐，還必須科學有效利用好數據通信技術。數據通信技術在地鐵運營管理中主要起到的關鍵作用是實現設備之間雙向數據的順利交換，并保障數據交換過程的安全可靠性。由此可見，數據通信技術是維持現代地鐵安全穩定運行的重要內容，相關工作人員要合理運用該項技術加強對地鐵運營的高效安全管理工作。

3.4? 自動控制技術

在地鐵自動控制系統中，為實現對地鐵直接控制，需要借助兩種制式的系統結構，其中的根本內容是地鐵定位技術，它可以減少地鐵軌道設備的利用，從而在很大程度上擺脫了地鐵運行區間的閉塞性。就目前的地鐵運行情況而言，通過車載控制器的運用，可以實時的發送地鐵位置信號，在對該信號進行分析后，將反饋信號發送給車載控制器，從而實現地鐵運行狀態的優化，進而保障地鐵的運行速度在安全的范圍之內。

3.5? 高可靠性技術

CBTC系統在設計時使用冗余設計，并且雙網并行。也即基于通信系統的軌旁及車載網絡的配置都完全相同，但是這兩個網絡之間卻存在物理間隔，如其不同網絡的傳輸鏈路與供電等都互相獨立運行，從而就在系統中構造出兩個完全相同卻互相獨立運行的通信網絡。在實際使用階段，雙網同時運行，對列車進行控制與監控，從而使得即使當其中某一網絡出現故障時，另一個網絡也能保持通信的暢通，確保列車的安全行駛。網絡內部冗余拓撲：①單網內部通信系統的骨干網通常都經由光纖將SDH設備進行連接，并構成環狀的網絡結構。當遇到骨干網中光纖傳輸出現中斷的情況時，SDH網絡中的快速倒換功能就會即刻開啟，從而有效避免列車的控制信號傳輸發生故障。②在車站處的交換機通常都配置兩條千兆鏈路，并與三層交換機之間產生互聯，這一設計就能在最大程度上避免使用單臺交換機時或產生的網絡中斷等故障情況的發生。③軌旁AP還會與主備控制器之間建立連接，并且主備控制器之間還能在網絡中進行信息的同步，如此一來，即使主用控制器發生癱瘓，系統之間的傳輸也不會產生中斷，這樣即可避免只使用一臺無線控制器時或產生了單點故障。④在CBTC系統中，AP之間的部署間距一般都不超出AP可覆蓋的區域半徑，這樣一來，即使某一AP發生故障，與之相連的前以AP以及后一AP依然可以有效覆蓋AP的負責區域，從而就能確保信號的永續傳輸。⑤系統中所有的有線及無線通信設備都在同一網絡平臺下，并且通過這一平臺可以實現對全部設備故障情況的排查、定位、修復以及其他管理職能，使網絡維護工作在最大程度上降至最低，從而在最短的時間內解決網絡故障問題。

4? 結語

隨著我國城市化進程發展腳步的不斷加快，城市人口數量的不斷增多，地鐵將會在城市建設發展過程中承擔起較為重要交通出行角色。在地鐵建設運營管理中，信號系統通信控制技術的創新研究應用至關重要，地鐵部門相關工作人員必須充分認識到該項技術的應用的重要性，要提高對地鐵信號系統通信控制技術合理應用的重視程度，熟練掌握運用地鐵信號系統通信控制中的各項關鍵技術，確保通信數據的安全穩定傳輸，工作人員能夠根據實時監控數據采取有效慣例改進措施，確保整個地鐵信號通信系統穩定持續的運行，促進我國地鐵建設事業和諧發展。

參考文獻：

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