城市轨道交通信号系统新技术发展前景
城市轨道交通信号系统新技术发展前景
发表时间：2020-04-07T10:08:44.817Z 来源：《基层建设》2019年第32期作者：陈昊
[导读] 摘要：二十一世纪是一个信息化时代，自动化技术和智能化技术大力发展，被广泛应用于各大行业中，在城市轨道交通信号系统建设中，应当根据时代发展需求，来不断地革新系统技术，充分发挥现代计算机信息技术的作用，引领城市轨道交通信号系统走向智能化和全自动化，利用大数据技术来有效获取信息和处理信息，实现数据共享。
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摘要：二十一世纪是一个信息化时代，自动化技术和智能化技术大力发展，被广泛应用于各大行业中，在城市轨道交通信号系统建设中，应当根据时代发展需求，来不断地革新系统技术，充分发挥现代计算机信息技术的作用，引领城市轨道交通信号系统走向智能化和全自动化，利用大数据技术来有效获取信息和处理信息，实现数据共享。这些新技术的应用，为人们的生活带来了巨大改变，也将成为城市轨道交通信号系统的未来发展方向。可加强对城市轨道交通信号系统新技术发展的研究，使其技术更加成熟，便于推广和应用，这有利于引发一场城市轨道交通技术变革，符合时代发展需求，而且能为智慧城市轨道交通的实现奠定扎实基础，具有重要意义。
关键词：城市轨道交通信号系统；新技术；发展前景
1城市轨道交通信号系统的相关内容
城市轨道交通信号系统，主要负责调度派遣列车，掌控列车运行行程，对列车的实际运行情况进行检测，也包括了系统运行中的各项数据，需要对其进行有效控制和整理，为列车的正常运行提供安全保障。基于现代计算机信息技术，信号系统可以实现控制列车自动运行，实施车-地信号点式或连续式传输，在监控下进行车-地双向控制，使信号系统能自动化控制列车及其他子系统。
2城市轨道交通信号系统新技术的应用
2.1全自动驾驶FAO新技术应用
全自动驾驶指的是城市轨道交通列车采用全自动驾驶系统，提高列车运行安全性，尽量降低列车运输成本，是一种全新的技术应用。此系统的运行流程是列车自动唤醒，上电进行自我检查，检查无误后自动出轨，运行过程中转换轨道，进入正线并升级CBTC，实现载客运营，到达终点后再折返，继续运营。当天运行完成后，上传运营数据并记录，进行自动断电休眠。
全自动驾驶FAO可分为两种模式，一种是DTO模式，指的是没有列车司机，但有人值守，只有在列车运行中出现异常时才由人工干扰；另一种是UTO模式，这种自动化驾驶是无人模式，由列车自行运作，通过信息监控系统、信号系统等来控制列车，解决列车运行中出现的异常情况，以保障列车的安全运行。大部分突发状况，UTO自动驾驶系统都能有效应对。
全自动驾驶系统中应用的关键技术主要有以下几种：一是联动功能。此功能能通过各项系统来有效把控整个地铁运营状况，对列车运行进行全方位的监管和控制。以列车上电自检和唤醒为例，联动功能的应用流程是先按照规定的计划来启动唤醒列车，进行CCTV推送PA 广播联动，远程发出上电指令，根据区域分类来进行上电，ATS发出唤醒命令，车辆升弓，车载唤醒，做好车辆设备和信号系统的自动检查工作，检查SPKS和库门，需要进行静态测试，包括对车门、制动、空调、照明、牵引等测试，之后再开展向前后跳跃和鸣笛等动态测试。VOBC将唤醒过程中每个设备的系统状态报告给TIAS，以成功唤醒列车。二是自动化功能。主要是于信号系统上增设新的自动控制系统，此系统的增加能够使列车于正线自动运行，实现整个运营阶段的自动化，无需人工发动车辆或是清理乘客，而且车辆段也能够进行自动化运行，有效应对和处理运行中的突发状况；三是冗余技术。将冗余技术应用车载系统和地面系统化中，配备完善的硬件设备，如车载系统中的自动驾驶系统（ATO），地面系统中的继电器等。四是软件系统的升级。相较于传统的自动驾驶系统来说，当前所使用的系统功能性更强，具有一定的复杂性，为有效运行自动化系统，应当更新相应的软件，优化顶层设计，以为系统的运行提供稳定保障。
2.2基于车-车通信的新型CBTC系统
目前我国城市轨道交通信号系统都采用的是车-地通信的CBTC系统，随着技术的进一步发展，基于车-车通信的新型CBTC系统将会取代现有的CBTC系统，因为基于车-车通信的新型CBTC系统具有车载设备集成度高、轨旁设备减少、系统接口数量减少、系统复杂度降低等特点，可以在保证安全的前提下，为运营提供更加灵活和多样化的运输组织方案，因此，该系统是城市轨道交通信号系统技术发展的方向。
2.2.1基于车-车通信的新型CBTC系统架构
基于车-车通信的新型CBTC系统，与现有车-地通信的CBTC系统相比，简化了轨旁设备。轨旁取消了区域控制器子系统ZC和计算机联锁子系统CI，新设对象控制器控制轨旁信号机、道岔、站台门等设备，车载系统集成原轨旁ZC和CI的功能。
2.2.2基于车-车通信的新型CBTC系统工作简介
在车-车通信方式中，列车车载控制器VOBC一方面与ATS进行通信，接收ATS发送的进路信息，通过轨旁对象控制器控制道岔的转换和进路的开通，另一方面与前行列车进行无线通信，请求前车的位置信息，根据收到的前车位置信息，快速计算自身的移动授权和相关制动曲线（无需由地面轨旁系统计算移动授权后再通过网络发送给车载控制器），完成与轨旁相关的安全功能。
2.2.3基于车-车通信的新型CBTC系统的优势
1）车-车通信系统的车载设备集成了车-地通信系统的列车控制功能、轨旁ZC和CI的功能，增强了各系统间的耦合度，大大简化了系统数据交互的复杂度，减少了信号系统网络负荷，提高了系统的信息处理速度，使得系统整体性能更好。2）车-车通信系统轨旁取消了ZC子系统和CI子系统，节省了设备室空间和减少了系统接口数量，系统复杂度降低，维护成本随之降低。3）车-车通信系统减少了车与地之间交互的数据通信量和交互时间，减少了车载系统的反应时间，与传统的CBTC系统相比，可进一步缩短运行时间间隔。4）车-车通信系统提升了车与车信息的交互性。后车向前车请求位置信息后，能快速计算移动授权并迅速更新运行速度曲线和制动曲线，并及时对自身的运行状态做出调整，确保了安全。
3城市轨道交通信息化建设的发展前景
为了推动我国城市轨道交通的大力发展，应当朝着城市轨道交通信息化建设方向发展，这也成为我国城市轨道交通发展过程中的迫切问题。在城市轨道交通的六大系统中，信号系统是其重要组成部分，也是最大的子系统之一，就目前而言虽然城市交通轨道信号系统建设取得了不错的成效，但是在信息建设方面还是存在着一定的问题，比如说信息系统整体自动化水平还不够高，不具备现代性，难以进一步提高系统运行效率，而且信息之间的交互并不紧密，存在信息孤岛现象，在基础设施建设方面不够集中，并没有充分发挥网络资源的作