交通信号控制系统的不足与完善

摘 要：当前城市经济得到了飞速的发展，科学技术水平也极为先进，人们对轨道交通的需求正在不断增加。故而，城市轨道交通必然是朝着自动、智能、互联方向发展的。信号控制系统在城市轨道交通系统中占有重要的地位，它是整套系统能否正常运行的关键。有关单位必须要着力提升信号控制系统的运行能力，深入对其进行研讨分析。文章主要对当前城市轨道交通系统已有的信号系统控制模式进行解析。

关键词：轨道交通；信号控制

所谓的城市轨道交通信号系统，就是在城市轨道交通运输系统内确保行驶安全、优化区间和车站通行能力的各项控制技术的集合，其将严格遵循行驶计划，或者根据实际情况进行行车调度，同时在一定规则下进行列车调度的核心系统，它在功能上主要负责传达行车命令、开放信号同时进行行车调度等。

一、城市轨道交通信号控制系统的发展现状

中国的轨道交通信号系统应该始于采用交流五十赫兹二元二位式相敏轨道电路，然后由经历了国内技术人员的几次优化。随着现在客流量的不断增加，列车的行驶速度也在不断提升，已有的信号系统已然不能满足新时代的发展需求了，故而必须要使用最先进的信号技术。与此同时，信号系统一直都是列车的运转中枢，它直接确保了旅客的人身安全，故而，在系统内必须要有对应的安全手段。对当前的城市轨道交通系统来说，使用最多的就是ATC列车速度自动控制系统，实践表明ATC信号系统在行车安全上发挥了重要的作用，其主要降低了人为操作导致的安全事故。除此之外，使用ATC列车速度自动控制系统还能进行有效的缓冲，防止出现过大的速度变化情况，这对于行车速度的稳定性极为重要，这也是节能环保上的一项突破。可靠数据显示，假使列车处于最佳运行速度，那么其能源利用率可以提升百分之十五。

二、轨道交通信号控制系统目前存在的不足

1.生产轨道交通信号控制系统的设备技术需改善

尽管国家近年来在轨道交通发展上异常之快，但是技术上还没有实现完全的消化。在发展初期，国家对轨道交通信号系统使用的设备基本都是以进口的形式添加的，现在也能够研发一部分设备，但是由于时间问题和专业人才问题，已有的设备暴露的问题使得整个城市轨道交通，不管是在运行上还是在护养上都面临了很大的问题，因此，着力优化研发技术、加大研发力度才是现在工作的重点。

2.轨道交通信号控制系统易受干扰

交通信号控制系统的正常运行离不开传感器等核心装备，但是这些设备又受电磁波、极端天气等影响较大，经常会出现信号衰减乃至于消失等情况，进而影响到信号系统的稳定运行。目前为止，信号系统容易受到干扰的问题一直未能得到有效的处理。

3.传输信号的速率问题

只有稳定的信号传输，才能确保列车在轨道交通上的稳定运营，这里的“实时”传输就是最合适的速率。假如信号传输太慢，那么有一定位置差的列车就无法同时接收到信号，这时候对于列车和轨道的调度都会滞后，这也将影响到轨道交通的正常运转。先进大部分轨道交通信号系统都能稳定高效的进行信息传输，但是偶尔也会出现延迟现象。

4.轨道交通信号控制系统发生报错

信号控制系统运转极为高效，在功能上不仅要监控轨道交通的常规运营，还要确保相关信号的稳定传输，现今的交通信号经常面临误判的情况，这时候就需要进行人工监测。

三、不同的轨道交通信号控制系统

当前城市轨道交通信号控制系统的主流就是ATC系统，它可以详细划分为以下几大类：

1.ATS系统

ATS系统亦被称为列车自动监控子系统，在结构和功能的角度上，又可以分为以下几种类型。

（1）集中控制型。该系统调控列车的整体运营，不仅能够对单独计划一辆列车的运行计划，还能掌控所有列车的进出。在实际运营中使用的控制设备是较少的，在操作上也比较简便，这时候就需要借助通讯来减缓控制中心的压力，实践证明利用电缆传递信息无疑是最佳的模式，与此同时，这里的数据指的是列车行驶的状态信息和安全状况。

（2）集中監视分散控制型。该系统极大的减轻了控制中心的任务，后者主要工作就是监控列车运营情况，并制定相关调度计划，不直接调控列车，也不会直接传递安全信息。该模式最大的优势就是列车的进站能够被下级车站调控。

（3）自治分散型。该模式是在前两者的基础上建立的，是前两者的优化升级。此种控制模式将会使用大量设备，以及更多软件，在灵活性上更加突出。

2.ATO系统。

（1）分级速度信号系统。由于列车之间在行驶时一定会存在速度上的差异，这时候对信号系统电路的要求也是不同的。一般而言，最常用的就是多信息音频无绝缘轨道电路。

（2）信号系统的闭塞方式。ATO系统根据闭塞分区可以将轨道电路的信号系统划分为移动和固定两种模式的闭塞信号系统。这其中移动闭塞信号系统具有更大的灵活性，它能根据实际情况调整列车间的安全距离。

（3）目标距离信号控制系统。该系统能够自行控制列车的运行，当然是要在一定权限之内的，当列车速度曲线比较规律时，能够自行控制列车距离，这样就能对列车间距有更好的把握。

3.ATP子系统控制方式研究

随着计算机信息技术的不断发展，城市轨道交通信号控制系统开始实现去中心化，这是因为以往的集中控制系统的控制中心在进行信息传递时，承担了太大的任务量，这就使得信息传递的精准度大为降低，安全性上也没了保证。有鉴于此，技术人员研发了ATP子系统，但是，使用这个系统必然会提升整套控制成本，故而，在设计阶段需要综合考虑，实现经济效益最大化。

四、基于通信的列车控制系统（CBTC）概述

在城市轨道交通领域，现在的信号系统普遍使用基于通信的列车控制系统（CBTC），使用通信的模式对列车进行控制，打破以往的电路控制模式，进而完成移动闭塞。无线CBTC采用无线通信系统，它的重心在于强调应用层和开发层的独立性，在模块化结构、接口优化和事件描述的基础上，确定相关接口标准。CBTC使用的是在IP标准之上的列车控制模式，它不仅能实现对列车的控制，还能完成一些别的功能。

无线CBTC能够充分满足技术经济指标，通过对已有的点式ATP系统进行优化，使用无线CBTC对列车上的设备和轨道旁边的设备进行技术升级，这样就能实现信号系统与无CBTC的完美融合，这时候原有的线路还是存在，但也引入了全新的无线CBTC线路，同时还能实现它们的互联互通，这就极大的节省了投入成本。调研表明，西方发达国家早已使用CBTC系统，也对已有的列车控制系统进行了完善，国内在这方面起步较晚，但是北京、广州、上海等地也相继进行了实践。

五、结束语

综上所述，只有在信号控制系统的基础上，轨道交通才能得到更好的发展，择取合适的信号控制系统能够极大的减轻交通压力，消除安全隐患的同时也保证了旅客的出行安全，对轨道交通的运行效率而言，也是一种极大的优化。

参考文献：

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[2] 赵九九. 实时智能控制系统在交通信号灯中的设计思路与工作过程[J]. 中国设备工程， 2017（21）：116-117.

[3] 范振平， 李强. 基于网络的智能交通信号控制系统[J]. 物流技术， 2011， 30（9）：186-188.

作者简介：

贾子耀，出生年月：1996.02，性别：男，民族：汉，籍贯（精确到市）：山西阳泉，学历：本科，研究方向：交通机械.