地鐵信號(hào)系統(tǒng)通信控制的技術(shù)的研究

王垚

摘要：隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，大型城市的人口一直呈現(xiàn)著持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。大型城市人口的增長(zhǎng)使得交通堵塞十分嚴(yán)重，為解決這樣的情況我國(guó)先后在多個(gè)大型城市開(kāi)通了地鐵，事實(shí)證明，地鐵的運(yùn)行在解決大型城市交通堵塞方面取得了良好的成效。在地鐵的運(yùn)行過(guò)程中，地鐵信號(hào)系統(tǒng)發(fā)揮了重要的作用，它保障了地鐵的安全運(yùn)行，而要想使地鐵信號(hào)系統(tǒng)充分發(fā)揮其作用就必須對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)通信控制技術(shù)進(jìn)行深入研究。本文從地鐵信號(hào)系統(tǒng)通信控制中的核心技術(shù)出發(fā)，分析地鐵通信控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：地鐵；信號(hào)系統(tǒng)；通信控制；技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.090

1引言

隨著科技的發(fā)展以及人類對(duì)土地的充分利用，我國(guó)近年來(lái)在交通建設(shè)方面取得了豐碩成果，先后在多個(gè)大型城市建設(shè)了地鐵。在地鐵的運(yùn)行過(guò)程中，地鐵信號(hào)系統(tǒng)很好的保證了地鐵運(yùn)行的效率以及安全。就目前而言，地鐵信號(hào)系統(tǒng)中的通信控制技術(shù)取得了很大的發(fā)展，從固定閉塞式發(fā)展到了今天的移動(dòng)閉塞式，它實(shí)現(xiàn)了地鐵與地面之間的雙向通信，地鐵的實(shí)時(shí)狀態(tài)也能得到更全面的了解。這對(duì)地鐵運(yùn)行的安全和可靠都有著深遠(yuǎn)的意義，本文正是以此為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行探討。

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)之上，它具有多種形式，如環(huán)形、無(wú)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(lái)說(shuō)，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(lái)說(shuō)，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(guò)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，通過(guò)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(guò)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(guò)程中，主要是借助自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)來(lái)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)行過(guò)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)?，從而避免了各種波的干擾。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(lái)說(shuō)是十分重要的。

3地鐵通信控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行地鐵通信控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必要從地鐵的特點(diǎn)出發(fā)，如密集度大、正點(diǎn)要求高等。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可以為地鐵運(yùn)行提供完整的地鐵控制業(yè)務(wù)通道，因而其在提高地鐵通信安全性方面有著重要作用?；谄渲匾裕P者認(rèn)為在地鐵通信控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意以下問(wèn)題。

3.1定位設(shè)計(jì)

在進(jìn)行通信系統(tǒng)設(shè)備的定位設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要保證設(shè)計(jì)完成后能在任一時(shí)間保證設(shè)備的正常運(yùn)行，這里的正常運(yùn)行不是說(shuō)不允許發(fā)生設(shè)備故障，而是在發(fā)生設(shè)備故障后有備用的設(shè)備進(jìn)行進(jìn)行更換。此外，為了保證地鐵信號(hào)系統(tǒng)的功能，還要添加廣播系統(tǒng)以及向?qū)到y(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地鐵信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備與其他功能設(shè)備的結(jié)合，在保障地鐵運(yùn)行安全的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更好的乘客服務(wù)。

3.2安全防范

為保證實(shí)時(shí)的獲取地鐵運(yùn)行狀態(tài)，需要將無(wú)線通信開(kāi)放處理，但這樣做就使得無(wú)線通信面臨著被黑客攻擊的威脅。因而在地鐵通信控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要加強(qiáng)安全體系的建設(shè)：一是在無(wú)線通信中引入必要的通信協(xié)議；二是加強(qiáng)無(wú)線通信的密匙管理；三是對(duì)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的邊緣進(jìn)行加密操作。

4數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1總體設(shè)計(jì)框架

網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)由多種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，一是地面骨干網(wǎng)絡(luò)，二是子網(wǎng)，三是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其中地面骨干網(wǎng)絡(luò)可以為用戶提供數(shù)據(jù)傳輸寬帶。在總體框架的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要借助以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)光纖的連接實(shí)現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的構(gòu)建。

4.2接入網(wǎng)設(shè)計(jì)

在地鐵信號(hào)系統(tǒng)中還需要設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)終端數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕尤刖W(wǎng)，通過(guò)接入網(wǎng)的使用，可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行的地鐵的連續(xù)不斷的數(shù)據(jù)通信。在接入網(wǎng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要將其接口與相關(guān)的自動(dòng)控制接口相連接，此外，通信通道由區(qū)域控制器提供。

4.3定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于同一軌道上有著多輛地鐵，因而定位技術(shù)對(duì)保障地鐵之間的安全來(lái)說(shuō)尤為重要。通過(guò)定位技術(shù)的使用可以獲得各地鐵之間的間隔，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵運(yùn)行速度以及停站間隔的控制。在進(jìn)行定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)一是要做到對(duì)每輛地鐵的實(shí)時(shí)定，二是要做到定位的準(zhǔn)確，可以根據(jù)地鐵運(yùn)行速度計(jì)算出地鐵具體位置。

5結(jié)束語(yǔ)

隨著大型城市人口的持續(xù)增長(zhǎng)，地鐵的作用也越來(lái)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(wèn)題，希望對(duì)地鐵更好的運(yùn)行有一定的幫助。