關于城市軌道交通信號系統(tǒng)國產化的戰(zhàn)略思考

劉威 梅夢婷

【摘 ?要】軌道交通信號系統(tǒng)是對鐵路交通安全進行保護的一種系統(tǒng)?；旧峡梢詫⒊鞘熊壍澜煌ㄐ盘杽澐殖扇N類別，而確定該部分類型的重點需要結合對模擬軌道電路的分析，同時還要根據數字軌道電力與運行控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢和不足展開考慮，而在研究分析完該部分數據之后還要對符合國情的交通信號系統(tǒng)進行決策，以期更好的促進城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展。

【關鍵詞】城市軌道;交通信號;系統(tǒng)控制

城市軌道交通系統(tǒng)不但能夠確保鐵路交通運行的安全，對其進行合理規(guī)劃也能夠在一定程度上增強運輸能力。由于科學技術不斷進步，能夠將其投入到軌道交通系統(tǒng)當中，其中信息技術、計算機技術的應用可以合理確保軌道交通系統(tǒng)的安全性。在全部交通信號系統(tǒng)運行過程中，通常會經歷模擬軌道電路、數字軌道電路和無線通信這幾個環(huán)節(jié)。

1城市軌道交通信號系統(tǒng)技術發(fā)展趨勢

1.1基于模擬軌道電路的ATC系統(tǒng)

最原始的交通信號系統(tǒng)就是對軌道電路進行模擬，其關鍵功能就是劃分一段區(qū)間內的線路，并將所劃分的固定區(qū)段對列車實施占用檢查，在該部分區(qū)段當中還要給列車所設置的車載ATC發(fā)出信號。該系統(tǒng)具有較好的固定閉塞能力，其主要管理對象就是將固定的軌道電路區(qū)段當作定位單位的車輛，該種設備利用對軌道的模擬能夠給列車中設置的車載設備提供數據資料，能夠同時給車載設備傳遞10-20種信息，并且可以對列車的速度實施階梯式管控。而對軌道電路系統(tǒng)進行模擬的方式在我國取得了普遍的應用。雖然該部分系統(tǒng)依舊在應用，然而根據模擬軌道系統(tǒng)的綜合情況可以得知，在對該系統(tǒng)進行分類時較為分散，而各個子系統(tǒng)都位于較為分立的狀態(tài)，因此工作效率較低，技術水平也無法順應現階段的發(fā)展，因為系統(tǒng)較為分散，在維修過程中也需要花費較大的工作量，該部分問題都使得列車行駛的安全性與運行速度被限制，也已經逐漸被其他設備所替代。

1.2基于數字軌道電路的ATC系統(tǒng)

還有一項系統(tǒng)為數字軌道電路系統(tǒng)，該種電路系統(tǒng)重點應用了數字編碼的形式，利用地面設立的裝置給車載設備傳輸數據，輸送的形式長達十位，該種傳輸方式的優(yōu)點為可以對列車實施曲線式的安全防護，不但能夠縮短列車的運行距離，還能夠提高區(qū)間內運行車次的數量，極大的優(yōu)化了列車的舒適度。其和模擬電路系統(tǒng)存在差異的有，其應用的是準移動閉塞。與模擬軌道相比，數字軌道電路在我國的應用更加普遍，其存在于上海、廣州、南京等地區(qū)的地鐵建設當中。而數字軌道電路中的ATC系統(tǒng)在技術的使用上與模擬軌道電路系統(tǒng)相比來說改進較大，并在全部系統(tǒng)當中使用了微電子技術，計算機技術與數字通信技術，該部分高新技術的使用能夠在一定程度上增加安全性能保證，正是由于其安全性與穩(wěn)定性取得了較好的保障，因此不但在我國，甚至是世界上的全部應用范圍中都是非常廣泛的。然而數字軌道電路中依舊存在著大量的不足：由于存在于軌道電路中的信息電流通常十分小，可列車的牽引回流電流卻非常大，這也導致信息電流非常容易被影響，因此要求軌道電路中的信息電流具備較強的抗干擾能力。另外，即使數字軌道電路具備較強的信息傳輸能力，可是其特性也限制了數據傳輸性能，現階段僅能滿足地面設備對列車實施的單向運輸，這也限制了信息傳輸量，每次的傳輸量僅有數十比特，傳輸量較小使得系統(tǒng)的綜合性能被影響。同時最主要的不足就是數字軌道電路不能實現列車的精準定位，只能大致掌握區(qū)段中的軌道電路，因為該種區(qū)段內不能實施精確定位，因此需要維持列車的間距在合理的距離當中，這使得列車的間隔縮減被制約，進一步妨礙了運行速度。

1.3基于通信的列車運行控制系統(tǒng)（CBTC）

CBTC是現階段比較優(yōu)秀的鐵路交通信號系統(tǒng)，和之前的兩者對比來說，其效率與安全性也更加穩(wěn)定可靠。CBTC通常應用了動態(tài)信息的傳輸方式，在前后車上都設置了動態(tài)定位的系統(tǒng)，該部分系統(tǒng)能夠共享兩車的位置信息，這樣就能夠較快的讓后車安全快速的了解到前車的位置信息，并維持一定的距離。該種信號傳輸的形式，能夠進一步增強對突發(fā)事件的預防，而且可以更好的提高鐵路交通的安全防護措施。無線通信的傳輸方式十分多樣化，并且都有著較大的差異，現階段為止我國重點應用的方式大概為四類，第一類就是無線AP傳輸形式，該種形式在設置與施工過程中非常便利，并且成本非常低，通常是朝著軌道前進的方向進行線路敷設，從而實現信息傳輸，該種傳輸形式的傳輸距離能夠達到200—400 m。然而定向天線的強弱遍布不夠均勻，也會對其性能造成影響。第二類就是漏纜傳輸方式，該種傳輸形式需要花費較高的成本，其主要原理就是對同軸的電纜外部導體進行處理，并在外部導體上設置槽口，在電纜中進行電信號的傳輸，在通過槽口時，會將部分電磁能量通過電磁波形式的方式向外輻射到附近的環(huán)境中，這樣不但有著傳輸線作用，還具備無線電發(fā)射天線特性，因此在傳輸過程中具有較好的性能，由于是雙重線路，因此其場強的分布均勻，并且具有較強的適應能力。第三類就是波導管傳輸方式，該種形式的傳輸具有較好的效果，由于其作為一種雙向數據傳輸，其居于頻帶跨度大、耗能低、工藝技術非常繁瑣，常常會被環(huán)境干擾，這也使其普及受到限制。第四類就是感應環(huán)線方式，重點是在軌道附近鋪設交叉型的環(huán)形感應線路，進一步滿足全面的無線通信。

2我國城市軌道交通信號系統(tǒng)的國產化發(fā)展戰(zhàn)略方向

（1）因為我國具有較大的國土面積與人口，在對城軌交通進行修建時所規(guī)劃的城市非常多，所以信號系統(tǒng)國產化只能由政府進行統(tǒng)一的領導與規(guī)劃。

（2）信號系統(tǒng)國產化需要憑借“引進一消化一吸收一創(chuàng)新”的形式，讓該項工作的起點平臺和國際水平一致。因為我國的城市軌道交通正位于超常進步階段，所以將該機會掌握好，并利用“市場換技術”的方式滿足信號系統(tǒng)國產化的目的。

（3）由于城市軌道交通的運用區(qū)域存在一定的局限性，無法要求具備全國統(tǒng)一制式的信號系統(tǒng)，所以我國在將信號系統(tǒng)國產化過程中，需要始終堅持“從實際出發(fā)”的原則，在各個條件與需求下的城市能夠采用相應的方式，然而不得過多泛濫，尤其是同個區(qū)域或城市中更應如此。

3國產化的主要內容

（1）要是將“準移動閉塞”當成最基本的形式，而國產化的重點內容包括安全型計算機的故障安全操作系統(tǒng);數字軌道電路的傳輸與接收;車載ATP裝置;ATS子系統(tǒng)等，同時還涵蓋了運行控制中心的設備配置，在對列車運行信息進行集中、輸送和顯示，列車運行圖的產生與管理，列車運行仿真系統(tǒng)等;ATO子系統(tǒng)，涵蓋了列車運行速度曲線的產生、定點停車、運行路線自動排列等;對準移動閉塞的區(qū)間閉塞規(guī)劃。

（2）要是采用無線移動閉塞當成最基本的制式，就需要在國產化內容當中增加這些內容：創(chuàng)建技術規(guī)范;確定數據通信系統(tǒng)（的綜合結構，對所采用的信號調制形式進行確定，對DCS與車載設備及地面設備的標準接口進行確定等;信源碼及信道碼的生成和解碼技術;直接序列擴頻或跳頻、無線信號的發(fā)射、連接與接收裝置;開放式傳輸系統(tǒng)中的密鑰技術，安全防護技術。

結束語

在我國的城市軌道交通信號系統(tǒng)發(fā)展過程中，其戰(zhàn)略方向應該結合當地的具體發(fā)展水平進行決定，應該合理采用適當的軌道交通信號系統(tǒng)，強化對城市軌道交通信號系統(tǒng)的主動研發(fā)，創(chuàng)建全面合理的城市軌道交通信號系統(tǒng)管理機制，并且培養(yǎng)出更具專業(yè)化技術水平的高素質人才，增強城市軌道交通信號和通信設備一體化建設，才可以進一步讓其和國際優(yōu)秀的水平相連接。

參考文獻：

[1]陳光武.軌道交通安全計算機系統(tǒng)及安全控制機制關鍵技術研究[D].蘭州交通大學，2014.

[2]華宇虹.我國城市軌道交通戰(zhàn)略成本動因研究[D].北京交通大學，2014.