浅析城市轨道交通信号系统的发展趋势

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摘要：在我们国家城市轨道交通快速发展的情况下，相应的网络化运营和自动化程度得到了显著提升。在这之中越来越多人开始关注城市轨道交通信号系统之间的互联互通，并且逐渐将发展眼光转向无线通信平台以及全自动驾驶的方向，由此能够发现在未来整个信号系统的发展趋势也必将是沿着这一基本方向进行。基于此，本文将会从技术进步方面、政策支持方面以及产业链等方面入手，深入分析城市轨道交通信号系统未来的发展趋势。
关键词：城市轨道交通；互联互通；信号系统
我们国家的城市轨道交通信号系统目前是自成一体的，具有故障导向安全特点列车使用无线通信的手段进行列车的移动闭塞，由此能够实现精准性的停车和站台屏蔽门之间的联动，最重要的是能够实现高密度和频繁停靠的基本运输需求。当前信号系统大多都是CBTC系统，该系统本身具有一定发展优势，所以对其进行深入分析具有极大的现实意义。
一、系统本身的互联互通
要想确保CBTC系统之间的互通互联就要有统一性的通信协议，在这之中就要应用到统一的技术要求、电子地图与区域控制器、车辆系统接口等等。通常为了验证这些接口协议和统一性的规范在实现互通互联当中的必要性和充分性，往往需要经过三个基本步骤，即实验室、线路实验验证和工程实践。早在2014年的时候相关部门就编制出来该系统互联互通的接口规范，详情见图1。
重庆地铁四号线、六号线以及十号线与环线都分别进行了工程示范，并对信号系统的互通互联规范实施了进一步的验证[1]。现阶段我们国家关于信号系统的供应不管是对于国内来说还是中外合资，外商都参与到了其规范的编制过程当中，甚至有一部分已经都有了信号系统互联互通的产品，所以基本能够预见，在未来信号系统的互联互通必将是城市轨道信号系统发展的基本趋势。
图1 城市轨道交通CBTC系统互联互通接口规范
二、统一的无线通信平台
当下承载信号系统业务的无线通信频段仍旧存在影响行车安全的一些不可控制因素，这些因素极有可能会发生重大的群体性事件[2]。因此工信部表示要将1.4GHz当做专用频段。对于其统一的无线通信平台来说其中最著名的就是LTE-M平台，它是当前专用的一种无线通信平台，是经过国家无线电协会及部门等反复地论证和实践之后确定的，其具有一定的可持续性，并且便于审计，能够适应各种列车的速度，还可以覆盖到地铁、城市郊区的铁路等所有线路制式当中，尤其在传输速率、通信质量、抗干扰能力以及可维护性等方面都具有极大的优势，当下该平台也都有了非常成熟的产业链，和其它一些制式相比较，比如无线局域网更具有更大的应用前景，也与城市未来轨道交通的发展方向相统一。
当前中国的城市轨道交通协会已经让专业的委员会制定详细的技术规范，其中包含有接口、系统、测试、技术设备以及工程等五种类型。在具体编制的时候也需要遵循几个基本原则，即除了要满足当前轨道交通车地间信息传输需求之外，还要保证信号系统能够安全可靠运行，除此之外还要保证不同厂商之间的通信平台之间能够互通互联，并依照国家及国际上的成熟标准进行编制，最后其综合承载还应该要具有良好的综合性经济指标[3]。这样做的目的主要是为了能够让该平台有更加标准和技术性的依据，给所有项目在其平台上的实施带来建设以及网络规划等方面的指标，使城市轨道交通信号系统能够实现创新与进步。
因为长期以来对信息安全的要求，中國城市轨道交通协会提倡信号系统使用LTE平台，并要求积极利用宽带专业通信的优势来确保最终信息的安全性。上述所有的规范都是需要作为信号系统的上位规范，在各个城市进行具体工程实施的时候还是需要结合每一个城市当中的特殊性需求与实际工程的有关参数形成一套与各自城市系统设计要求和企业规范相适应的规范。
三、实现全自动驾驶
实现全自动驾驶之后能够有效提升运行的效率，比如巴黎的地铁由于建成时间较长，整体运行效率已经无法与现在的社会发展相适应，将其改成全自动驾驶之后运行追踪间隔从原先的105秒缩减到85秒。
全自动驾驶的范围早已大大超过了信号系统的范围，还包含了车辆控制系统、无线传输系统、站台屏蔽门控制系统、综合监测系统等，由此在很大程度上打破了将原先信号系统本身的专业划分范围。即便这样但这些系统还是将信号系统作为控制中心的，因此这就能够将自动驾驶当做是信号系统的一个发展方向[4]。当未来实现了全自动化驾驶之后，其运行管理的关键点就从原先只重视列车的正常运行调整成为在故障情况当中应急响应的能力控制和基本的处理方式。
四、车车之间的通信
从当前的列车运行控制原理当中能够发现车车无线通信能够有效控制列车的运行。从运输需求角度进行分析，要是车车通信则能够控制列车，由此就可以减少轨旁设备，同时线路的道岔也会将列车当做指挥中心实现控制。联锁系统是实现车车通信的关键，它在传统列车控制系统当中是列车控制最后一道关键防线，要是在车车通信当中还是保留着联锁在原先信号系统当中的地位，这时候就会轨旁设备的优势就会减少。其中把ZC当中的控制功能转移到车载控制系统当中就需要付出巨大的代价，所以这就一定要将其车辆控制系统本身的安全性进行提升，并且要重点考虑当控制中心在发生故障之后的相应降级运行措施，并还要与原先信号系统进行比对，看其车车通信本身的安全性是不是有了一定的提升。
五、结束语
轨道交通信号系统负责保证车辆运行安全和提高运营效率，，当前越来越多的人开始关注信号系统的互联互通，并且渐渐把发展的眼光转向了LTE、全自动驾驶以及车车通信等新领域，所以能够发现未来信号系统的发展势必会朝着这些方向进行。
参考文献：
[1]张金.浅谈城市轨道交通信号专业的发展前景[J].科技资讯，2010（4）：46-46.
[2]刘洪亮，张松.浅析城市轨道交通信号控制系统的发展[J].电子世界，2014（24）：36-36.
[3]王焱，霍苗苗.浅析城市轨道交通既有线信号系统升级改造策略[J].铁道通信信号，2013，49（8）：63-65.
[4]张铁增.对于城市轨道交通信号系统发展的思考[J].铁路通信信号工程技术，2013，10（2）：32-36.
（作者单位：兰州市轨道交通有限公司）