城市轨道交通信号控制系统及应用

摘要：自动信号铁路控制交通系统设备是我国城市铁路运输运行过程中专门保障铁路交通安全和运输效率的重要交通系统控制设备，对我国整个城市的交通铁路交通安全具有重要的指导意义。值得注意的是，高速铁路的发展反映了城市间交通和经济繁荣，特别是磁悬浮铁路技术的应用，反映了当今轨道交通的高技术水平和发展趋势。根据其他城市的实际交通需求，对城市轨道交通及通信信号系统的深入了解，对推动我国城市更快更好的发展具有重要意义。

关键词：城市轨道应用交通信号控制系统应用

引言

交通信号不仅是火车运行的通行证，也是安全运行的指挥棒。为了实现安全运行和提高铁路交通通行性的两个要求，铁路交通信号的开发和应用是必不可少的。从20世纪开始，微电子学、信息技术、计算机网络技术和其他科学技术的发展给轨道交通信号技术带来了颠覆性的革命。城市轨道交通信号系统(ATC)的出现，对安全运行和轨道交通容量的提高起到了很大的作用。它不仅提高了运行效率，还实现了列车运行的自动化。

　1 城市轨道交通信号管理系统工作程序

　　1.1 操作系统模式

色灯指示信号自动控制管理系统按其操作控制模式主要分为以下几种模式,可以根据模式运行优先级分别分析如下:可以根据模式运行优先级分别分析如下:

引导模式。如果系统引导完成系统初始过程后立即进入引导模式,信号灯状态将保持3秒钟的全部红灯状态。系统连接状态正常时,立即与控制中心进行连接聊天,并要求中心发送系统执行参数。

全红模式。启动模式完成后,控制面板全红色开关切换到”全红色”位置后,系统将切换到全红色模式,轨道光状态将立即切换到全红色开关,从而导致整个红色开关向下按下或系统重新启动侧结束。

锁定模式。控制器可以通过轨道触摸输入或中央连接控制请求锁定模式操作。锁定操作分为铁路链、子机械链、中心锁、特勤锁。

自动关机模式。手动/手机闪存/电源自动开关均只需按”自动”指定位置,系统开始操作将直接进入自动开启模式,执行正常的日光灯泡电源循环启动功能。

1.2 系统备份

在色灯信号控制系统正常工作的情况下,可以连接到中心并提供中央连接控制服务,如果控制器在异常工作状态下工作,则提供多层备份服务。每个级别的备份说明如下。首先,中央连接无法正常工作。也就是说,控制器立即自动进入独立执行操作时间模式,执行每日同时指定一次执行操作时间的指定操作。第二,在系统停电0.5秒内,控制器必须在没有受到停电电磁干扰的条件情况下才能继续正常运行工作。第三,中央处理故障装置发生故障,即红红色灯故障驱动处理装置负责故障信号处理操作以及备份故障服务,为发生故障前系统指定的基本执行时间提供基本执行时间管理体系。第四,驱动控制装置发生故障,即缩短应用基本待机时间,对驱动信号正常运行提供备份处理服务。第五,基本时态以上,即色灯控制装置是否有基本时态,或者在当前时态不存在或不正确的情况下,立即执行基本电路时态。即应用基本时间,对信号运行备份服务。第五,基本时态以上,即色灯控制装置是否有基本时态,或者在当前时态不存在或不正确的情况下,立即执行基本电路时态。

　1.3 连接服务

色灯控制器和控制中心连接方式与有线或无线通信方式配合使用,添加通信设备,符合城市铁路交通控制协议,满足色灯信号监测连接要求。特别是,控制系统必须提供以下功能服务:一、控制信息。通过控制中心向控制器发送控制命令的主要信息内容是系统时间,即控制中心发送系统操作日期和时间信息,要求色灯控制器完成系统时间操作。时态计划,即控制中心使用轨道指定执行所需的静态或动态控制所需的时态计划信息作为控制器执行参数的基础。控制中心发送彩灯执行的特勤命令”特勤”命令要求控制器立即切换到”特勤”模式。车道放置控制,即控制器,可以根据控制中心的指示执行车道放置功能。二是补偿信息。颜色显示灯光的控制器根据信息报告主要信息内容的不同特性,分为客户需求信息报告和产品周期性或即时信息报告两种信息。

　2 城市轨道交通信号系统应用

为了方便城市的交通,在选择城市的铁路交通信号控制系统时,要根据相应的原则进行选择。不仅要使铁路交通信号控制系统具有一定的安全和可靠性,还要使其适应城市的实际发展情况,即实用性。因此,我国城市在选择合适的轨道交通信号控制系统时,不仅要遵循实用性、安全性、可靠性等原则,还要考虑资本成本的投入,使城市选择的轨道交通信号控制系统符合城市的发展,不能盲目比较。因为这种方式可以在一定程度上提高安全事故发生的概率。这种安全事故的发生会增加费用资金的投入和维修人员的工作压力,因此城市在选择相应的铁路交通信号控制系统时应选择最合适的系统。

现阶段我国普遍采用的城市铁路交通应用模式有三种。一是引进其他国家的先进技术,二是将我国开发的系统与从国外引进的系统一起使用,三是运用我国开发的系统。运用第三种方式的原因是,引进其他国家的先进技术会增加国家投入城市列车轨道的费用,而我国引进其他国家的技术还不成熟,因此,在引进该技术的过程中,经常会出现各种问题。

另外,即使向其他国家引进成熟的技术,也不适合我国城市列车运行。因此,我国XX应积极加强从事相关关键技术的企业自主创新研发,这种技术方式不仅不但能更好适应当前我国的实际国情,而且还更能有效地地促进当前我国现代城市铁路轨道交通信号安全控制管理系统的产业发展。我国成功推出了全方位功能系统,虽然尚未完全实现国产化,但该功能系统的成功推出应用使得了我国现代城市铁路轨道交通信号安全控制管理系统迅速成熟。另外,我国开发的新型信号系统实际上可以实现列车无人驾驶。北京地铁联邦线无人驾驶线正式建成并投入使用,利用教条技术的信号系统从现有的CBTC系统到多种信号制式互联,以更先进的车载通信技术实现GOA4等级的全自动运行的CBTC系统,并经过长时间的自行开发。

目前,我国已经自行开发了多种类型的城市铁路交通信号控制系统,这些通信系统都取得了很大的成就。目前,我国在轨道交通信号系统中主要运用新型技术。这些企业的信号系统今后向无人驾驶的方向发展,最终使城市铁路交通信号控制系统向更加智能化、设备一体化、小列车运行间隔、提高系统可靠性、提高维护便利性的方向发展。

主要采用中继接口,室内设备较多的维护工作繁重,应朝着更高的设备集成度方向研究,逐步实现控制电路向集成电路转变,组合机柜向电子卡转变的技术迭代升级。信号系统的列车自动控制系统和数据通信系统可以跟踪5G等尖端通信技术和人工智能技术的发展,早期应用于无人驾驶自动驾驶系统。将5G技术的超大带宽、超低延迟功能与人工智能的效率相结合,为信号系统提供更多的功能、可靠性和效率。维护支持系统应利用新兴的大数据技术和更强的检测技术,研究更有效的运营数据分析、设备维护自检、数据分析、故障诊断方法和功能。

　3 铁路交通信号控制系统目前的缺陷

　　3.1 生产铁路交通信号控制系统的设备技术需要改进

我国高速铁路轨道交通的快速规划发展和建设效果显著,但运输技术尚未成熟。起初,我国开发控制城市轨道交通网络信号系统的技术设备以外国进口产品为主,现在已经可以自行设计开发城市轨道交通网络信号系统控制相关技术设备,但由于开发时间短,缺乏高级技术专家,现有技术设备不足导致我国城市轨道网络交通系统运行和设备维护使用成本不断提高,生产力和开发技术仍然还有待不断提高。生产开发技术仍有待提高。

3.2 铁路交通信号控制系统容易受到干扰

交通信号传输控制检测系统在正常工作时容易由于受到外部电磁波、闪电以及天气、磁力等外部电磁信号的直接干扰,导致交通信号传输中断、信号强度明显减弱等出现问题,需要更换传感器等更换相关检测设备,使交通信号系统暂时无法正常进行工作。信号系统的电磁干扰控制问题目前不容忽视。

3.3 信号传输速率问题

列车在高速轨道交通中既需要有条不紊地高速运行,需要实现信号的有效高速传输,”实时”信号传输速度是最佳运行速度。交通信号同时传输速度慢,前后不同控制位置的轨道列车不能同时自动接收交通信号,此时没有控制位置轨道和没有控制位置列车的运行速度都被自动推迟,威胁城市轨道交通的安全正常运行。目前,大部分网络交通信号通过控制应用系统正常进行传输,但部分通信设备的交通信号正常传输仍然存在延迟。

　　3.4 铁路交通信号控制系统报告错误

信号运行控制监测系统由于工作运行速度高,该控制系统一方面也主要用于控制和实时监测城市轨道交通的正常安全运行。

是的,另一方面,要切实确保网络交通信号正常顺畅传输,现在的网络交通信号经常都会发生信息误报和信号误判两种现象,需要人为进行辨别。

4 问题改进措施

　　4.1 引进先进系统设备技术的安装

安装设计问题不能及时解决，基础设施建设进度延误，问题的控制降低，是我们不想接受和面对的。但是工作速度的减慢不仅与施工公司及企业的工作意识有关，还与相关技术的使用有关。尤其是在城市铁路运输建设工程的新技术方面。技术安装的调试需要有网络技术的配合，通过引进新的系统设备技术的方法，可以有效地开展城市铁路交通建设工程的各项工作。

4.2 技术要点的明确控制

电缆、轨道设备、环线建设等城市轨道交通建设工程的技术水平和专业水平与安装要求不一致，可能会造成严重后果。各技术安装的调试战略要点需要更多的研发人员参与，从安装和调试开始，不是早期控制质量，而是先出现后处理，从一开始就要保证城市铁路交通信号系统安装技术的质量。提高整个城市轨道的安全是不可推卸的责任，企业应把这项工程管理作为改善安全的重要工程，积极开展与技术控制要点相关的培训。

特别是，要让城市铁路交通信号系统安装设计师明确设计其他项目中已经存在的系统调试技术控制点，并根据具体情况进行模拟。制定更适合实施技术的具体工程实施方案，促进城市铁路交通信号系统控制工作的发展。

　4.3 明确的设备技术调试和质量要点

城市铁路运输建设工程不仅需要高效实用的技术手段作为重要支撑，还需要制定明确的新型设备质量要点的总纲领。通过对现有处理城市铁路交通信号系统新设备调试过程中容易出现的质量问题进行深入调查，掌握现有处理城市铁路交通信号系统设备调试的具体问题，可以调整整个实施计划。实际上，有很多技术可以模拟城市铁路交通信号系统技术及调试工作中存在的许多实际问题，并为技术创新提供可靠的理论支持。企业要做好这项核心工作，引进先进的城市铁路交通信号系统技术。

　4.4 信号系统调试和系统运行的优化

对于信号系统调试过程，可以从公共项目、通用性问题和通用设备等方向开始，通过调试项目和联合调试项目优化总结，简化重复项目，并将具有调试条件的主要调试技术推向前进。例如，CBTC级别的车辆测试系统的数据/功能调试、系统仿真等。另外，还可以进一步总结人力、物力资源管理的经验和教训，合理安排并简化重复的人力配置，重点调试主要功能等，优化项目执行、目标管理、人力结构等方面。

结论

随着我国城市轨道运输交通信号系统的快速集成发展,基于移动通信控制技术的移动列车封闭控制系统移动列车封闭控制系统已经代表了当前和全世界城市轨道交通系统列车运行移动控制封闭系统的发展趋势,是近年来已在国际上普遍推荐的移动封闭制。移动闭塞控制系统主要使用先进的无线通信和移动计算机控制技术,可以实现持续自动控制和实时监控高速列车运行。摆脱传统使用固定轨道电路必须确定区间遮挡移动区域的限制占用,突破固定或使用准确的移动区间阻挡必须固定的移动区间遮挡区域的占用限制,具有比以前的遮挡系统更大的综合技术应用优势。能够快速准确地实时获得地铁列车的状态实时运行信息,在满足保证铁路地铁安全高效正常运行的需要同时,还希望能大大提高地铁旅客运输服务水平,因此,基于无线通信的地铁列车运行状态控制信息系统已经是现代铁路列车交通信号和地铁列车运行控制的技术发展重要方向。城市铁路轨道交通信号安全控制管理系统是它是一种专业化应用程度较高的控制系统,目前已在技术和各方面应用发展较快。列车的安全控制在整个城市铁路公共交通信号安全控制中一直占有重要主导地位,承担着整个城市铁路公共交通网络的安全控制问题,因此必须高效、高质量可靠地执行完成其控制责任,并且对这些控制系统的深入研究将继续下去。

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　致谢

首先，我要感谢学校对我的栽培。在这里承载了我最宝贵的青春年华在以后的人生道路上，我将一直秉承着“盛德日新，自强不息”的校训，不断努力前进，做一个有用的人。

其次，在这篇论文即将完成之际，我要感谢我的指导老师对我不余遗力的帮助和提携，老师平日工作繁忙，但在事关毕业事情的每个阶段，都凝聚着他的关心和汗水，当深夜我们都在睡觉时，老师却还在群里认真指导我们的毕业论文。除此之外，在日常工作中老师以身作则、对工作认真负责、平易近人，这些精神品质都值得我去学习。老师在我前期准备材料时给予的鼓励与支持让我倍受感动，也是我顺利收集好资料的不可或缺的因素。