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摘 要：伴随我国社会经济与科技发展水平的进一步提升，城市轨道交通系统的建设也越来越完善，城市轨道交通主要具有运输量大、快捷方便等特征，信号系统的建设能为城市轨道交通运行的安全性以及運行效率提供保障。在进行城市轨道交通信号系统建设的时候，需要用到多方面的关键技术，只有确保这些关键技术的应用质量，才能使城市轨道交通信号系统的作用得到充分发挥。本文笔者就针对城市轨道交通信号系统的关键技术进行了分析。
关键词：城市轨道交通；信号系统；关键技术
中图分类号：U239.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）24-0147-02
对于现代社会的发展来说，城市轨道交通的建设是必不可少的，而信号系统是确保城市轨道交通安全高效运营的基本前提。伴随我国信息技术的进一步发展，列车对信号系统提出的要求也越来越高，这些要求不仅仅体现在安全方面，同时也体现在效率上，由此可见，加强对城市轨道交通信号系统关键技术的思考与研究是非常必要的。
1 城市轨道交通信号系统的概述
1.1 城市轨道交通信号系统的作用
城市轨道交通系统主要具有持续化运行、密度高、速度快等特征，信号系统是列车运行与指挥的重要控制设备，虽然其在成本投资上所占比例较小，但却拥有十分强大的作用，包括确保列车运行的安全性、节约能源、改善工作人员劳动条件等。在城市轨道交通建设中借助现代化、先进性的信号设备，可达到事半功倍的效果。国外诸多发达国家在轻轨、地铁交通运营方面的经验表明，只有具备高质量的信号系统，才能使城市轨道交通其他技术装备的作用得到全面发挥，而且城市轨道交通信息系统的整体建设水平也彰显着一个国家轻轨和地铁技术装备的现代化发展程度如何。20世纪60年代之后，微电子技术、计算机信息技术的发展速度非常快，这就在很大程度上推动了信号技术的变革，之前主要依赖司机来开展的一些工作，包括列车加速、减速等，当前完全可借助计算机自动监控系统来进行，这不仅能减少人工工作量，同时还能在保证安全的前提下使列车之间的间隔距离达到最小。由于列车车载计算机与列车运行调度中心的计算机之间实现了信息的及时有效共享，可显著改善以往二者工作不协调的状况，进而确保列车的运行效率。当前国外许多发达国家在城市轨道交通信号技术研发上已经取得了十分显著的进步，这就使列车行车间隔大幅缩短，几乎已经能控制在100s以内。借助现代化、先进化的信号技术，列车行车的安全性得到了非常大的提升，一些由于设备问题、人为因素等而发生的事故也得到了有效控制。另外，借助完善的城市轨道交通信号系统，还能防止列车出现突然加速或者减速，使列车行驶的稳定性得到大幅提升，这对能源的节约来说也是大有好处的。
1.2 城市轨道交通信号系统的主要特点
与大型铁路的信号制式相比，城市轨道交通的信号技术制式存在多方面的相似之处，但与此同时，也具有其独特的地方，主要表现在下列几个方面：①城市轨道交通路线的总长度以及站台之间的距离都比较短，列车类型相对来说比较单一，在行车时刻上表现出较强的规律性。所以当前城市轨道交通信号系统大都具备进路自动排列功能，也就是按照提前设定的程序进行进路的自动排列，只有在出现运行图变更情况的时候，才需要依靠人工进行辅助操作。②除了车辆段之外，城市轨道交通的绝大多数车站在行车组织上都比较简单。③考虑到城市轨道交通的绝大部分站台都只具备上客与下客的功能，在站台上并没有设置地面信号机和道岔，只在少数一些车辆段才专门设置了地面信号机和道岔，所以，在监控系统的监控对象上往往比普通大型铁路站台少得多。④城市轨道交通的列车行驶速度要比铁路上列车的行驶速度小得多，所以对信号系统中数据传输系统的运行速率要求并不是很高，只需采用低速率的数据传输系统即可。⑤城市轨道交通的往来客流量一般都比较大，所以在最小行车间隔上的要求要比普通列车高一些，在车辆行驶过程中，必须做好列车速度的监控工作，这样才能确保车辆行驶的安全性与稳定性。
2 城市轨道交通信号系统的关键技术分析
2.1 LTE技术
LTE技术是当前应用比较广泛的交通信号技术之一，该技术在城市轨道交通信号系统中的应用可达到高速率传输的目标，同时还具有低时延的优势，能为信号系统提供多样化的功能支持，具备无线接入构架以及播出业务等功能。LTE技术的基本功能如下：在20MHz的频谱宽带下，这一技术能实现上行与下行峰值速率分别达到100和50Mb/s，在城市轨道交通的覆盖率上也可实现100KM。为了达到性能的进一步优化，在LTE系统中往往设置了一种网格化的结构，这种结构将各种现代化传输技术有机融合到了一起，能顺利实现频谱的灵活使用以及高效传输等目标。
2.2 北斗卫星导航应用技术
北斗卫星导航系统是近些年我国独立研发出的新型卫星导航技术，除了国防领域外，现阶段该技术已经在公共安全、森林防火、交通运输、测绘等行业得到了比较广泛的应用，并带来了十分显著的综合效益。北斗卫星导航技术是近几年才在城市轨道交通信号系统中得到应用的，该技术主要能为系统维护监测、列车定位等提供全方位服务，同时也对我国交通运输管理现代化的实现具有非常重要的意义。从当前的现状来看，我国城市轨道交通领域应用比较多的技术仍然是美国所研发的GPS卫星导航系统，该技术系统的信息传输安全性比较低，很容易受到美方无线电的干扰，在某些情况下甚至可能直接停止服务。城市轨道交通作为我国的重要基础设施之一，其运行的安全性对国家与社会的长远发展来说至关重要，将北斗卫星导航技术应用于城市轨道交通领域，既能满足国家安全发展战略的需求，同时也是我国未来卫星应用技术的主流发展方向。
2.3 ATO相关技术
我国城市轨道交通信号ATC系统的关键组成部分就是ATO子系统，即列车自动运行系统。在城市轨道交通信号系统中应用ATO相关技术的主要目的是确保列车在正常状况下保持高质量的自动驾驶，进而避免司机工作量过大，并为列车的行驶速度提供保障，使列车在运行过程中达到较好的节能作用。按照IEC62290标准，根据列车运行所需自动化程度的高低可将自动化系统的等级进行细分，其中应用等级最高的就是UTO模式，在该模式之下，可实现全自动无人化驾驶的运营目标，所谓全自动无人化驾驶，指的就是在没有司机加入的情况下，车辆通过自动控制平台的统一指挥和控制，就可实现正常运行，在这一运行模式之下，还能实现车辆的自检、休眠等，并能在出现故障的时候第一时间实现自动复原，并在无人工参与的情况下完成洗车工作。
3 结 语
综上所述，城市轨道交通对我国城市的现代化发展来说具有十分重要的意义。为了确保轨道交通的正常安全运营，就必须加快构建科学而完善的交通信号系统，把握好该系统需要用到的LTE技术、ATO技术等关键技术，这样才能为信号系统的建设质量提供保障。从当前的现状来看，我国城市轨道交通信号系统的整体建设情况还不是很乐观，尚存在各种各样急需解决的问题，需要在今后的工作中加强对城市轨道交通信号标准体系的完善，推进信号通信一体化的实现，尽量避免信号系统制式过于纷乱。此外，还必须加大对城市轨道交通信号技术人才的培训力度，为城市轨道交通信号系统的维护与管理提供坚实的人才保障。
参考文献
[1]蒋光明.解析城市轨道交通信号系统的关键技术[J].大科技，2017（4）：172～173.
[2]孟思安.城市轨道交通信号系统的关键技术初探[J].军民两用技术与产品，2017（18）：72.
[3]杨文轩.基于大数据的城轨信号系统健康维护平台研究[D].北京交通大学，2016.
[4]弓 行，樊冬雪，张彩云，等.城市轨道交通信号系统的关键技术分析[J].建筑工程技术与设计，2017（11）：5883.
[5]黄 磊.城市轨道交通信号系统的关键技术分析[J].商品与质量，2017（12）：201.
[6]刘宇萌.城市轨道交通信号系统的关键技术分析[J].商品与质量，2017（16）：205.
[7]王 涛.城市轨道交通信号系统的关键技术分析[J].商品与质量，2017（7）：95.
收稿日期：2018-7-23
作者简介：马靖松（1987-），男，汉族，大专，主要从事轨道交通信号工作。
关键词：城市轨道交通；信号系统；关键技术
中图分类号：U239.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）24-0147-02
对于现代社会的发展来说，城市轨道交通的建设是必不可少的，而信号系统是确保城市轨道交通安全高效运营的基本前提。伴随我国信息技术的进一步发展，列车对信号系统提出的要求也越来越高，这些要求不仅仅体现在安全方面，同时也体现在效率上，由此可见，加强对城市轨道交通信号系统关键技术的思考与研究是非常必要的。
1 城市轨道交通信号系统的概述
1.1 城市轨道交通信号系统的作用
城市轨道交通系统主要具有持续化运行、密度高、速度快等特征，信号系统是列车运行与指挥的重要控制设备，虽然其在成本投资上所占比例较小，但却拥有十分强大的作用，包括确保列车运行的安全性、节约能源、改善工作人员劳动条件等。在城市轨道交通建设中借助现代化、先进性的信号设备，可达到事半功倍的效果。国外诸多发达国家在轻轨、地铁交通运营方面的经验表明，只有具备高质量的信号系统，才能使城市轨道交通其他技术装备的作用得到全面发挥，而且城市轨道交通信息系统的整体建设水平也彰显着一个国家轻轨和地铁技术装备的现代化发展程度如何。20世纪60年代之后，微电子技术、计算机信息技术的发展速度非常快，这就在很大程度上推动了信号技术的变革，之前主要依赖司机来开展的一些工作，包括列车加速、减速等，当前完全可借助计算机自动监控系统来进行，这不仅能减少人工工作量，同时还能在保证安全的前提下使列车之间的间隔距离达到最小。由于列车车载计算机与列车运行调度中心的计算机之间实现了信息的及时有效共享，可显著改善以往二者工作不协调的状况，进而确保列车的运行效率。当前国外许多发达国家在城市轨道交通信号技术研发上已经取得了十分显著的进步，这就使列车行车间隔大幅缩短，几乎已经能控制在100s以内。借助现代化、先进化的信号技术，列车行车的安全性得到了非常大的提升，一些由于设备问题、人为因素等而发生的事故也得到了有效控制。另外，借助完善的城市轨道交通信号系统，还能防止列车出现突然加速或者减速，使列车行驶的稳定性得到大幅提升，这对能源的节约来说也是大有好处的。
1.2 城市轨道交通信号系统的主要特点
与大型铁路的信号制式相比，城市轨道交通的信号技术制式存在多方面的相似之处，但与此同时，也具有其独特的地方，主要表现在下列几个方面：①城市轨道交通路线的总长度以及站台之间的距离都比较短，列车类型相对来说比较单一，在行车时刻上表现出较强的规律性。所以当前城市轨道交通信号系统大都具备进路自动排列功能，也就是按照提前设定的程序进行进路的自动排列，只有在出现运行图变更情况的时候，才需要依靠人工进行辅助操作。②除了车辆段之外，城市轨道交通的绝大多数车站在行车组织上都比较简单。③考虑到城市轨道交通的绝大部分站台都只具备上客与下客的功能，在站台上并没有设置地面信号机和道岔，只在少数一些车辆段才专门设置了地面信号机和道岔，所以，在监控系统的监控对象上往往比普通大型铁路站台少得多。④城市轨道交通的列车行驶速度要比铁路上列车的行驶速度小得多，所以对信号系统中数据传输系统的运行速率要求并不是很高，只需采用低速率的数据传输系统即可。⑤城市轨道交通的往来客流量一般都比较大，所以在最小行车间隔上的要求要比普通列车高一些，在车辆行驶过程中，必须做好列车速度的监控工作，这样才能确保车辆行驶的安全性与稳定性。
2 城市轨道交通信号系统的关键技术分析
2.1 LTE技术
LTE技术是当前应用比较广泛的交通信号技术之一，该技术在城市轨道交通信号系统中的应用可达到高速率传输的目标，同时还具有低时延的优势，能为信号系统提供多样化的功能支持，具备无线接入构架以及播出业务等功能。LTE技术的基本功能如下：在20MHz的频谱宽带下，这一技术能实现上行与下行峰值速率分别达到100和50Mb/s，在城市轨道交通的覆盖率上也可实现100KM。为了达到性能的进一步优化，在LTE系统中往往设置了一种网格化的结构，这种结构将各种现代化传输技术有机融合到了一起，能顺利实现频谱的灵活使用以及高效传输等目标。
2.2 北斗卫星导航应用技术
北斗卫星导航系统是近些年我国独立研发出的新型卫星导航技术，除了国防领域外，现阶段该技术已经在公共安全、森林防火、交通运输、测绘等行业得到了比较广泛的应用，并带来了十分显著的综合效益。北斗卫星导航技术是近几年才在城市轨道交通信号系统中得到应用的，该技术主要能为系统维护监测、列车定位等提供全方位服务，同时也对我国交通运输管理现代化的实现具有非常重要的意义。从当前的现状来看，我国城市轨道交通领域应用比较多的技术仍然是美国所研发的GPS卫星导航系统，该技术系统的信息传输安全性比较低，很容易受到美方无线电的干扰，在某些情况下甚至可能直接停止服务。城市轨道交通作为我国的重要基础设施之一，其运行的安全性对国家与社会的长远发展来说至关重要，将北斗卫星导航技术应用于城市轨道交通领域，既能满足国家安全发展战略的需求，同时也是我国未来卫星应用技术的主流发展方向。
2.3 ATO相关技术
我国城市轨道交通信号ATC系统的关键组成部分就是ATO子系统，即列车自动运行系统。在城市轨道交通信号系统中应用ATO相关技术的主要目的是确保列车在正常状况下保持高质量的自动驾驶，进而避免司机工作量过大，并为列车的行驶速度提供保障，使列车在运行过程中达到较好的节能作用。按照IEC62290标准，根据列车运行所需自动化程度的高低可将自动化系统的等级进行细分，其中应用等级最高的就是UTO模式，在该模式之下，可实现全自动无人化驾驶的运营目标，所谓全自动无人化驾驶，指的就是在没有司机加入的情况下，车辆通过自动控制平台的统一指挥和控制，就可实现正常运行，在这一运行模式之下，还能实现车辆的自检、休眠等，并能在出现故障的时候第一时间实现自动复原，并在无人工参与的情况下完成洗车工作。
3 结 语
综上所述，城市轨道交通对我国城市的现代化发展来说具有十分重要的意义。为了确保轨道交通的正常安全运营，就必须加快构建科学而完善的交通信号系统，把握好该系统需要用到的LTE技术、ATO技术等关键技术，这样才能为信号系统的建设质量提供保障。从当前的现状来看，我国城市轨道交通信号系统的整体建设情况还不是很乐观，尚存在各种各样急需解决的问题，需要在今后的工作中加强对城市轨道交通信号标准体系的完善，推进信号通信一体化的实现，尽量避免信号系统制式过于纷乱。此外，还必须加大对城市轨道交通信号技术人才的培训力度，为城市轨道交通信号系统的维护与管理提供坚实的人才保障。
参考文献
[1]蒋光明.解析城市轨道交通信号系统的关键技术[J].大科技，2017（4）：172～173.
[2]孟思安.城市轨道交通信号系统的关键技术初探[J].军民两用技术与产品，2017（18）：72.
[3]杨文轩.基于大数据的城轨信号系统健康维护平台研究[D].北京交通大学，2016.
[4]弓 行，樊冬雪，张彩云，等.城市轨道交通信号系统的关键技术分析[J].建筑工程技术与设计，2017（11）：5883.
[5]黄 磊.城市轨道交通信号系统的关键技术分析[J].商品与质量，2017（12）：201.
[6]刘宇萌.城市轨道交通信号系统的关键技术分析[J].商品与质量，2017（16）：205.
[7]王 涛.城市轨道交通信号系统的关键技术分析[J].商品与质量，2017（7）：95.
收稿日期：2018-7-23
作者简介：马靖松（1987-），男，汉族，大专，主要从事轨道交通信号工作。