城市轨道交通信号系统探究

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【摘 要】我国近年来的交通得到了飞速的发展，车辆数量急剧上升，在这车马如龙的道路上，保证交通的畅通以及人们行车的安全成为一项重要而复杂的工作，而轨道交通信号是保证道路通顺有序的一个主要工具，对满足列车安全、准点、快捷、舒适的运行需求有着极其重要的意义。下面文章就我国城市轨道交通信号系统的特点、分类、发展现状、系统方案设计以及发展趋势做出探究。
【关键词】城市轨道；交通信号；特点；发展趋势
一、城市轨道交通信号系统特点
中国铁路事业发展较早，大铁路制式的制定也就相对早一些。城市轨道交通信号技术是以大铁路制式为基础，为满足不断膨胀的城市通勤客流以及随着线网建设而增加的运营压力，以现代通讯技术为依托而不断优化得到的一种新型列车专用信息传递系统，其自身的特点有：
（一）承载更大的客流量
无论是客流量、站间距离还是行车密度，城市轨道比交通都会比列车有更重的负担。当下虽然很多发达国家的轨道信号控制技术好，可以将列车运行间隔降低到100s，但是大多国家列车的运行交通信号发展还处于一般水平，列车的运行间隔也大多保持在2min。大铁路列车运行间隔在5min到7min。由此可以看出，城市轨道交通承载着大量的客流量，由于列车运行间隔短，所以一定要控制列车运行的速度，准确掌握运行时间，做好监控工作，从而保证列车运行的安全。
（二）地面不配备信号机。
城市轨道交通区间大多以机车速度信号为依据，地面信号机在正常情况下不点亮色灯。
（三）控制中心的联锁功能。
城市轨道交通列车是为了市民出行的方便，因此其主要的功能就是高效运载旅客。和一般铁路的客货站相比，城市轨道列车监控对象相对单一，联锁功能一般由电气集中控制中心的正线联锁计算机实现，通过联锁关系的计算，以地面色灯信号机直接指挥列车运行。
（四）信号含义多。城市轨道交通信号系统相对先进，大量信号通过车-地传输直接指挥列车运行，因此，需要信号系统表达的含义相对较多。
（五）规律性强。城市轨道交通交路相对固定，非特殊情况下执行既定交路，除了不同运营时刻表的上线列车数及首末班车时间会变更外，其余类似列车出入场方式、旅行速度、站停时间、折返方式等皆有规律可循。
二、城市轨道交通的分类
由于各个城市的地质、地价、政治地位和客流特点各有不同，其修建的轨道交通也各有不同，下面文章按照运输范围和车辆类型，将城市轨道交通分为四类。
（一）地下铁路。地下铁路也就是我们常说的地铁，多存在于在我国经济发展较好的城市，比如上海、北京、深圳。
（二）轻轨交通。轻轨交通：简称轻轨。
（三）独轨交通。独轨交通；又称单轨交通。独轨交通有着其自身的特点，这种运行方式震动小，噪音也非常低，因此对城市造成的影响也就相对小很多。
（四）有轨电车。大部分有轨电车采用地面线，小部分才有专门的轨道和路基。由于路权共用，容易遭受地面常规交通干扰导致运能大幅降低。因此，我国已经逐渐在淘汰有轨电车，内地依然保留的也就只有长春、大连等为数不多的几个城市。
三、国产化交通信号系统的发展
我国各大城市采用的轨道交通系统主要有三种，这三种只是中都涉及到了基于无线通讯的CBTC列车控制系统。我国的国产化城市轨道交通信号系统的发展情况如下：
我国铁道科学研究院基本完成了联锁、DCS、ATS、ATO、ATP以及应答器等CBTC子系统，同时，调试了室内系统，做了现场试验。铁道科学研究院依靠CBTC系统深入研究了无线故障情况下的后备转换，降低干扰因素对车辆运行的影响，保证运能，对于安全，要和第三方共同确认并其安全性并且签订安全认证合同，做到安全方面的负责制。
在CBTC系统研究中，使用的都是国外设备，因此维护费用非常高，所以，我国目前非常紧迫的任务就是发展国产化的CBTC设备。
四、城市轨道交通信号系统的设计方案
我国的电子科技包括轨道交通信号系统的设计发展都相对晚并且发展较为缓慢，设计交通轨道信号系统方案需要有多方面技术的支持，一般情况下，列车信号控制级别有三种方法，第一，连续式列车控制；第二，点式列车控制；第三，联锁列车控制。
（一）连续式列车控制
以通信为基础的移动闭塞系统采用的是车-地双向实时数据传输的方式，通信方式包括漏缆、扩频电台、裂缝波或者交叉感应电缆等方式。地面信号设备通过车载设备自身的测速电机或者雷达的计算得到列车的准确位置，进而将得到的信息传达给列车，列车监督到一个来自连续通信系统的移动授权，因此闭塞区域不再受轨道空闲检测系统的制约。这种计算方式使通信为基础的移动闭塞系统更加灵活，缩短了行车的间距，对列车运行的调整更加方便。
（二）点式列车控制
当信号系统由连续式控制级别降为点式列车控制级别或车载无线设备故障时，列车凭地面信号显示运行。列车运行以一条进路进行空间分隔，一条进路内只允许一列车运行。
（三）联锁列车控制
当信号系统轨旁设备严重故障或者非装备列车运行时，仅依靠联锁系统，在信号机、道岔、进路之间建立相互制约、相互联系的关系，此时司机凭地面信号显示开行列车。
我国已经有城市采取这三种系信号控制级别来运营城市的轨道交通。这种系统有其自身的优势，比如轨道旁使用的设备模块化，车-地之间的通信方式高校，提高了运行速度。我国有些线路工程从长远角度考虑，一般都采用这种系统，但是也存在前期技术限制而逐步改进的方式。
五、城市轨道交通信号系统发展的战略思考
我国城市轨道发展迅速，高铁、城际铁路越来越多地融入到人们的生活中，不得不说，城市交通的发展可以解决人们的出行问题，提高人们的生活质量，不得不说，人们的生活已经无法离开城市轨道交通，轨道交通的正常运行和人们的生活息息相关，因此促进城市轨道交通信号系统的发展也就成为一项重点工作，相关工作者应当结合我国的事情，制定合理的城市轨道交通信号系统发展规划和战略。上文已经提到，我国目前的城轨信号系统设备多是外国进口，因此，我国目前重要的是加大对交通信号系统的研究，加大国产化份额，从而将交通信号系统逐渐国产化，并且争取将我国发展成为有着可靠、先进的交通信号系统的国家。为了实现这一伟大目标，相关工作者不但要吸取国外技术经验，参与技术方面的服务和国内外的硬件加工，还要引进先进的技术和标准，深入探究此系统的要求，尽量多参与CBTC方面的研究，促进我国城市轨道交通信号的研究，促进我国交通行业的发展，保证我国人民出行的生命、物质财产。
结束语：
我国城市轨道交通信号系统发展的起步较晚，而此系统又是一项要求标准高的技术，所以，在我国交通日益发达、轨道交通信号系统仍相对落后的情况下，相关工作人员应当加强对城市轨道交通信号系统的重视和探究，促进我国城市轨道交通信号系统的发展，保证我国交通事业的发展和国民出行的安全性。
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