城市轨道交通信号论文16

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城市轨道交通信号控制

城轨信号 201308033116 池孙涛

1 城市轨道交通与通信信号系统发展概况

世界经济快速发展，促使人口向城市流动，造成城市人口增加和规模扩大，对城市交通提出了新的要求，促进了城市交通的发展。最近几年，在一些发展中国家地铁和轻轨得到了迅速发展，意图解决城市交通的拥堵现象。运用磁悬浮轨道技术是目前轨道交通前沿科技水平和发展趋势的真正体现，如上海磁悬浮列车的投入使用，体现了我国整体城市轨道交通技术的发展。目前，我国各大城市逐步形成了以城市轨道交通作为主干，高速公路和等级公路作为辅助设施的立体交通网络，给人们的出行和城市经济繁荣提供了很大的方便。交通信号可以保证列车的运行安全，具有非常重要的作用。只有大力发展和应用轨道交通信号技术，才能满足轨道交通的安全运行和提高通过能力的要求。20世纪中期以来，微电子技术、信息技术和计算机网络技术彻底改变了轨道交通技术的发展现状，产生了城市轨道交通信号系统，在轨道交通安全运行和通行能力方面发挥了巨大作用。

2 城市轨道交通信号系统分析 （1）城市轨道交通信号系统的组成和作用

轨道交通信号系统包括各种信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等主要设备和一些附属设施，共同构成一个完整的指挥系统。联锁装置和列车自动控制系统ATC组成城市交通的信号系统。ATC系统又包括三个子系统：列车自动监控系统（ATS）、列车自动防护系统（ATP）、列车自动运行系统（ATO）。ATC系统依靠地面反馈上来的各种信息，对列车的运行状况实行自动控制，可以随时对列车的轨道运行速度做出反应，保证列车依照允许速度安全运行，通过控制列车的制动系统，始终保证列车的速度在安全范围内，对列车的高效和安全运行具有非常重要的作用。城市轨道交通信号系统可以有效利用智能化设备，及时地指出问题，保证列车的运行安全，随时指挥列车的运行情况，使列车的运输能力和运行效率得到显著提高。

（2）城市轨道交通ATC系统的特点

传统轨道交通信号系统为了传递不同的行车信息和命令，必须依靠设置在地面的彩色信号灯发出的信号，司机再根据各种不同信号完成对列车的速度控制和调整。人在其中发挥着重要的作用，包含引入许多不安全因素。现在的ATC系统完全实现智能化指挥，主体信号是列车信号，向列车指挥系统实时传递列车的速度或距离信息，调度人员预先设置工作程序和时刻表，列车将依据这些预先设置自动运行和自动调整停站时分。为了实现列车的车站停靠要求，要依据控制程序来进行。ATC系统使轨道运营效率和安全系统大幅提高。

3 通信信号系统的发展

（1）系统的应用实现IP化


随着科学技术的飞速发展，轨道交通信号的发展方向必然是实现IP化。各种先进技术的成熟运用，可以保障IP服务质量，必将会极力推进轨道交通运营信号系统实现IP，如多信息传输技术、共享平台和虚拟专用局域网技术等。IP化可以有效提高轨道交通运营管理的效率，使轨道交通运营的成本更低。

（2） 通信和信号系统一体化

当前，城市轨道交通拥有独立的信号系统和通信系统，这对于轨道交通的发展非常不利。自动控制系统在轨道交通列车的运行中必须经过多次数据处理和交换信息，才能达到安全运行的要求，这种现状迫切要求通信技术和信号技术实现统一。网络通信技术和信息技术的快速发展促进了信号系统的进一步发展。实践证明，处于不断发展的通信信号系统一定会实现一体化，为信息共享和信息传输提供更为便利的条件，使城市轨道交通通信信号系统发挥最大的功能，展示系统一体化特点。

4 通信系统主要内容和功能分析 （1） 传输系统

传输系统是轨道交通通信系统中的骨干系统，各种信息都依靠传输系统进行传递，如：各种调度(列车调度、电力调度、防灾调度、公安调度)电话的语音信息，公务、区间及站间电话的语音信息；控制中心无线调度台至各车站基站的语音和控制信息；各种低速数据通道，包括列车信号系统(ATS)、电力SCADA、时钟等系统所需的数据信息：控制中心至各车站的自动售检票(AFC)、办公自动化(OA) 、10一1OOMb／S以太网接入；控制中心至各车站的广播语音、控制信息；控制中心至各车站的电视监控视频信息、控制信息；以及其他一些控制信息。所有这些信息都是为列车正常运行服务的，其中一些信息如果中断会影响到列车的运行，甚至会威胁到行车安全。因此传输系统应是一个实时、透明、无阻塞、可靠性高的系统，且当出现紧急情况时，本系统应能迅速及时地为防灾救援和事故的指挥提供通信联络。当本系统发生故障时，应具有降级使用功能和对重要通道的备用手段，以保证系统基本功能。

基于以上要求，传输系统在组网时应以组成自愈网为首选，主要通道和主要设备应有备份。在选用传输技术时，应首先考虑的是列车行车安全，同时还要考虑到传输技术的先进性。目前传输技术一般采用SDH、ATM、OTN等制式，通过本文第二章的分析论证，目前轨道交通通信系统宜采用IP over SDH和综合接入技术，这样既考虑到传输技术的先进性，又考虑到了轨道交通行车安全对通信系统安全可靠运行所提的要求。这样的传输网具备以下特点：

①、网络自愈：当传输网络中的传输媒质或组成网络的其中一个节点设备发生故障时，网络能通过自身的功能实现网络的自愈。

②、大容量：组成该网络的媒质是光纤，其带宽完全满足轨道交通的需要。SDH 技术的带宽也是相当大的。

③、多业务：此网络提供各种各样的接口，完全满足轨道交通各种使用需要。 ④、先进性：组成此网络的SDH技术、IP技术、综合接入技术都是现有先进技。

（2） 公务系统

公务电话系统主要用于轨道交通线内部一般公务通信，并与市话网及相关轨道交通线公务电话网相连。公务电话系统一般由设在控制中心的程控交换机和设在各站的远程交换系统组成。在轨道交通线内部，各分机间可以直接拨号通话。若轨道交通内与公用电话网的用户间通话，则通过全自动或半自动的出入局呼叫进行。各站间的交换机以及本系统内部交换机

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