地鐵信號(hào)系統(tǒng)通信控制技術(shù)研究

1、 地鐵信號(hào)系統(tǒng)通信控制技術(shù)研究 摘要：近些年來，隨著我國城市化進(jìn)程不斷加快，大中型的城市為了可以緩解人口數(shù)量不斷增加的交通壓力，對(duì)新地鐵線路的開發(fā)樂此不疲。地鐵系統(tǒng)可以很好的緩解地面交通壓力，降低交通癱瘓，更好的方便人們出行，而地鐵信號(hào)控制系統(tǒng)是保證地鐵安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)。本文就對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)通信控制技術(shù)進(jìn)行深入探討。關(guān)鍵詞：地鐵；信號(hào)系統(tǒng)；通信；控制技術(shù)地鐵，又叫地鐵鐵道，是運(yùn)行在城市路面以下的一種公共交通系統(tǒng)，因其速度快、運(yùn)載量大、占地面積少等優(yōu)點(diǎn)，而被各大中城市所追捧。截至目前，北上廣深等一線城市都具有成熟的地鐵系統(tǒng)，而其它二線城市也在加緊步伐開發(fā)新的城市地鐵。地鐵控制系統(tǒng)也隨著地鐵

2、的發(fā)展而發(fā)展，從最初的固定閉塞到現(xiàn)在的cbtc技術(shù)，不斷穩(wěn)定，不斷成熟。1、地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全性的影響因素影響地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全性的因素較多，可以劃分為三種：環(huán)境因素、人為因素及設(shè)備因素。在環(huán)境因素方面：雷雨天氣或潮濕的氣候條件會(huì)導(dǎo)致部分地鐵設(shè)備受潮或浸水，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備受損或失靈；濕度與溫度也會(huì)影響到電子參數(shù)，降低地鐵設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性；地震等特殊地質(zhì)災(zāi)害會(huì)造成地鐵設(shè)備部件的松動(dòng)或脫落等等。在人為因素方面：部分人員在操作過程中，存在習(xí)慣性違章或操作失誤的現(xiàn)象，這不但會(huì)損壞地鐵系統(tǒng)及設(shè)備，還會(huì)威脅到生命安全。此外，而現(xiàn)在的地鐵信號(hào)系統(tǒng)大多是依托于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的，電腦黑客攻擊、惡意木馬病毒等也會(huì)直接影響

3、到地鐵信號(hào)系統(tǒng)，甚至造成系統(tǒng)癱瘓、故障或數(shù)據(jù)丟失。如果地鐵信號(hào)系統(tǒng)沒有經(jīng)過長期的安全檢查與調(diào)試，直接投入使用，那么極易產(chǎn)生安全事故，安全穩(wěn)定性無法保障。在設(shè)備因素方面：地鐵信號(hào)系統(tǒng)是綜合性的系統(tǒng)，所包含的設(shè)備種類較多，因而設(shè)備故障也會(huì)影響到信號(hào)系統(tǒng)的安全性。例如：電子元件或線路老化、不恰當(dāng)?shù)挠秒姷葧?huì)引起火災(zāi)；設(shè)備接地方法不正確會(huì)導(dǎo)致設(shè)備受損或報(bào)廢；設(shè)備元件性能差、老化等會(huì)引起線路故障，甚至?xí)?dǎo)致控制中心與列車站點(diǎn)間通信中斷，造成整個(gè)線路癱瘓。總之，影響地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全性的因素較多，相關(guān)人員必須要提高重視，采取措施加以防控。2、地鐵信號(hào)系統(tǒng)通信控制中的核心技術(shù)地鐵信號(hào)系統(tǒng)建立在一軌多地鐵的基礎(chǔ)之

4、上，它具有多種形式，如環(huán)形、無線形等等。隨著地鐵信號(hào)系統(tǒng)的進(jìn)步，地鐵信號(hào)系統(tǒng)中的通信控制技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用，并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)閉塞局限性的突破。從系統(tǒng)硬件的角度來說，通信控制設(shè)備是地鐵信號(hào)系統(tǒng)的核心，而車站設(shè)備僅是執(zhí)行部分；從功能的角度來說，地鐵信號(hào)系統(tǒng)的通信控制部分具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性，可以實(shí)現(xiàn)雙向的通信。筆者認(rèn)為，在日常地鐵運(yùn)行過程中，其信號(hào)系統(tǒng)通信控制中的核心技術(shù)有以下幾項(xiàng)。2.1自動(dòng)控制技術(shù)在地鐵自動(dòng)控制系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵直接控制，需要借助兩種制式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其中的根本內(nèi)容是地鐵定位技術(shù)，它可以減少地鐵軌道設(shè)備的利用，從而在很大程度上擺脫了地鐵運(yùn)行區(qū)間的閉塞性。就目前的地鐵運(yùn)行情況而言，

5、通過車載控制器的運(yùn)用，可以實(shí)時(shí)的發(fā)送地鐵位置信號(hào)，在對(duì)該信號(hào)進(jìn)行分析后，將反饋信號(hào)發(fā)送給車載控制器，從而實(shí)現(xiàn)地鐵運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)化，進(jìn)而保障地鐵的運(yùn)行速度在安全的范圍之內(nèi)。2.2自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)由于同一地鐵運(yùn)行線路上有著多輛同時(shí)運(yùn)行的地鐵，因而需要對(duì)地鐵的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，以保證地鐵運(yùn)行的安全。通過對(duì)各地鐵的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，可以獲得各地鐵的運(yùn)行狀態(tài)，從而進(jìn)行停站間隔以及運(yùn)行等級(jí)的調(diào)節(jié)。就目前而言，在同一軌道多輛地鐵的運(yùn)行過程中，主要是借助自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)來進(jìn)行調(diào)節(jié)，監(jiān)控系統(tǒng)可以與地鐵信號(hào)系統(tǒng)相協(xié)同，從而診斷地鐵的運(yùn)行狀態(tài)，有效的解決地鐵運(yùn)行中的異常，最終保證地鐵的平穩(wěn)運(yùn)行。2.3數(shù)據(jù)通信技術(shù)地鐵運(yùn)

6、行過程中需要借助網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)罔F運(yùn)行的狀態(tài)，而狀態(tài)都是借助數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行傳輸?shù)模瑥亩苊饬烁鞣N波的干擾。數(shù)據(jù)的傳輸除了要借助網(wǎng)絡(luò)以外，還要借助必要的數(shù)據(jù)通信技術(shù)。數(shù)據(jù)通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間雙向的、安全的數(shù)據(jù)交換，因而該技術(shù)對(duì)地鐵的安全運(yùn)行來說是十分重要的。3、地鐵信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)控制功能實(shí)現(xiàn)3.1列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)必須在列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)下進(jìn)行，具體流程是根據(jù)列車自動(dòng)監(jiān)督系統(tǒng)所發(fā)揮送的指令，執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的操作。其中，為實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)間自動(dòng)運(yùn)行的功能，需控制地鐵列車嚴(yán)格按照運(yùn)行圖規(guī)定的區(qū)間走行時(shí)分行車；為實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)精確停車的功能，要求以自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，借助于軌旁設(shè)備以及車地通

7、行設(shè)備實(shí)現(xiàn)控制；為實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行過程中的動(dòng)態(tài)調(diào)整功能，要求列車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)根據(jù)列車在高峰/平峰狀態(tài)下列車運(yùn)營情況，以保障服務(wù)質(zhì)量為前提，借助于適宜的速度曲線對(duì)列車運(yùn)行進(jìn)行控制，以滿足乘客出行舒適度的要求。3.2列車自動(dòng)監(jiān)督系統(tǒng)自動(dòng)控制ats系統(tǒng)設(shè)置于操作控制中心內(nèi)（中央ats系統(tǒng)），車站內(nèi)設(shè)置本地ats系統(tǒng)，負(fù)責(zé)區(qū)域控制。系統(tǒng)功能使對(duì)地鐵全線內(nèi)列車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視與控制。本地與中央ats系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成局域網(wǎng)，搭載光纖線路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。在該結(jié)構(gòu)模式下，ats系統(tǒng)具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：操作員可以根據(jù)自身權(quán)限在任意工作站上完成對(duì)地鐵系統(tǒng)的監(jiān)督、控制功能；ats系統(tǒng)中任意部分的操作失誤或故障不會(huì)對(duì)地鐵全線列

8、車運(yùn)行造成影響，屬于非故障安全系統(tǒng)。3.3列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)的基本原則是故障安全。本系統(tǒng)基于該原則對(duì)權(quán)限所有涉及列車占用狀態(tài)、追蹤間隔、運(yùn)行速度以及信號(hào)燈指示在內(nèi)的功能運(yùn)行安全性進(jìn)行檢查與控制。整個(gè)系統(tǒng)由軌旁自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)與車載自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)兩個(gè)部分構(gòu)成。本系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)列車定位的功能，要求通過列車在運(yùn)行狀態(tài)下所提供的線路、距離、速度等信息，預(yù)測(cè)列車運(yùn)行中的安全與非安全位置，將安全位置信息傳遞至防護(hù)系統(tǒng)內(nèi)，據(jù)此實(shí)現(xiàn)對(duì)列車運(yùn)行的安全防護(hù)；為實(shí)現(xiàn)列車追蹤方面的功能，本系統(tǒng)需根據(jù)列車位置報(bào)告信息以及關(guān)鍵道岔位置，構(gòu)建追蹤占用系統(tǒng)，根據(jù)安全以及非安全位置計(jì)算列車在安全區(qū)間內(nèi)的兩端位置信息；為實(shí)現(xiàn)

9、停車位置保證功能，本系統(tǒng)需要對(duì)列車當(dāng)前位置以及運(yùn)行速度以及移動(dòng)授權(quán)進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)接收到進(jìn)路取消請(qǐng)求指令后，可延遲一定時(shí)間以滿足列車制動(dòng)停車的功能需求。4、地鐵信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)控制功能發(fā)展趨勢(shì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。第一：隨著通信技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，單一線路的ats控制系統(tǒng)將向集成化程度更高的城市綜合軌道交通控制系統(tǒng)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)軌道交通網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控；第二：目前國內(nèi)普遍采用的ato自動(dòng)駕駛模式在列車出站時(shí)仍需要司機(jī)發(fā)出發(fā)車命令，在cbtc系統(tǒng)運(yùn)營日漸趨于穩(wěn)定后，通過系統(tǒng)升級(jí)等方式實(shí)現(xiàn)全程無人ato駕駛功能，信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)控制列車行駛，降低運(yùn)營單位生產(chǎn)壓力的同時(shí)提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益；第三：當(dāng)前各城市地鐵線路間均有聯(lián)絡(luò)線預(yù)留，為線路間的互聯(lián)互通提供了基本的物理?xiàng)l件，在車型、軌道線路等條件允許下，各系統(tǒng)承包商開放系統(tǒng)接口的情況下，通過升級(jí)車載控制器，cbtc列車將實(shí)現(xiàn)各線路間的互聯(lián)互通，為更靈活的運(yùn)營調(diào)度提供方便。5、結(jié)束語隨著大型城市人口的持續(xù)增長，地鐵的作用也越來越顯著，地鐵信號(hào)系統(tǒng)通信控制技術(shù)對(duì)地鐵運(yùn)行的安全起著重要的作用，因而我們有必要增加對(duì)其重視程度。本文對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)通信控制的核心技術(shù)進(jìn)行了分析，并探討了地鐵通信控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)重視的問題，希望對(duì)地鐵更好的運(yùn)行有一定的幫助。參考文獻(xiàn)：1龔仁樹.