城轨铁路信号系统发展趋势研讨报告

城轨铁路信号系统发展趋势研讨报告

信号系统是城市轨道交通的核心组成部分，它可以将分散在线路各处的设备相互联系起来并进行有效的控制，是保障乘客出行安全、缩短列车运行间隔、减少能源消耗、实现高效有序行车组织的控制系统。截止2017年底，除港澳台地区外我国现有34个大城市陆续启用了城市轨道交通路线，一共有165条新线路，总里程数5033千米，新建路线6246千米。伴随着通讯和电子计算机控制系统的持续发展趋势，大城市城市轨道互联网互连和火车无人驾驶技术性已取得成功运用于一部分路线，二种技术相结合产生的运作成本费减少和运作高效率提升实际效果十分明显，在稳定性层面好于人力安全驾驶。殊不知，伴随着互联网经营规模的扩张，运作耗能的持续提升，早已变成一个急需解决的新难题。另外，对列车通信信号系统软件将逐渐进到在我国大城市城市轨道系统软件的一些简略剖析。

我国城市轨道交通传统的建设和运营模式已经不在适应线网规模的迅速扩张，造成对结果是就路线中运能不能获得合理运用、客流量遍布不平衡、机器设备資源没法共享资源等难题。互联网技术能够提升过去单线基本建设单线经营的限定，不但能够让旅客线上随意流动，还能够让火车、数据信号机器设备、工作员等线上随意流动性，进而做到互联网共享资源和网站运营的目的。大城市城市轨道互连的关键优点是:

①地下停车场、车辆段、数据信号机器设备、检修机器设备等共享资源，降低有关商业用地的征缴，控制成本；

②不一样路线中间的火车共享资源，做到灵便分派的目地； ③根据统一各线的互锁、ATS、MI等页面的表明和经营模式，完成经营工作人员的商品流通，减少人力和学习培训成本费；

④能够解决第二期、第三期建筑项目的指挥系统和维护保养。建立全市统一的线网调度指挥中心与维护系统。在我国实现城市轨道交通线网互联互通的呼声越来越强烈。然而，在传统的基于轨道电路的ATC系统中，由于各厂家的信号系统采用的架构不同，设备接口与通信协议不一致，只能采取一些特殊的手段（如全部线路都使用同一厂商的信号系统，或在车上、地面增加其他厂家的车载、轨旁设备）才能实现互联互通。早期的CBTC系统中多使用WLAN技术进行传输，但WLAN技术最初的定位是实现室内场景下的无线宽带接入，采用开放频运用该技术性，能够完成超高速下的低延迟时间、高速传输数据，为完成数据共享，国家工信部明确大城市城市轨道领域应用1.8M-1805C-1785MHz频率段做为大城市城市轨道专用型频率段。为此为基本，在没有维护保养轨道电路和很多轨边机器设备、不提升通讯传送间距、不提升影响的前提条件下，中国新创建的城市轨道交通交通路线通信系统已变成优选。在整体规划环节，大城市城市轨道通信系统的挑选应提早整体规划，考虑到是不是添加互联相通，不然，不一样路线选用的编队与车系不一样，速度限制、界限、车子受电方法不一样，中后期更新改造难度系数很

大。信号指示灯系统软件的互联必须统一的技术标准的适用，现阶段中城协已公布了城市轨道通信系统互联基本建设手册和有关标准，确立了互联的规定、作用、构造、通讯协议等。可是，但信号系统的互联互通只是城市轨道交通线网互联互通中的一部分，城市轨道交通线网互联互通涵盖了土建、供电、车辆、培训、运营、维护、安全门、通信信号等多个领域，各领域之间的有效配合是实现互联互通网络化运营的关键。同时，各城市需要在国家标准下，基于互联互通技术规范、LTE—M规范，结合每个城市自身的特点，编制地方互通规范以指导城市轨道交通的建设。

无人驾驶是ATO作用在火车上的拓展，使驾驶员需要的实际操作彻底由旅客列车系统软件全自动进行。除具有ATO基本要素外，还可完成火车的全自动泊车和休眠状态、全自动驶离地下停车场(车段)、自动洗车、全自动监测设备情况、全自动转换汽车车门等实际操作，并可完成基本运作、降级运行、防灾减灾运作等多种多样运行模式。当今，自动式开车技术已在世界各国好几条路线上获得运用，而且在很多层面较人力有很大的优势，如：①以旅客列车系统软件替代人力实际操作，提升了响应时间和运作高效率，减少了驾驶间距，减少了耗能；②可降低因人为因素操作失误导致的安全事故；③减少了驾驶员和地铁站工作员的劳动效率，防止了长期反复工作；④灵活调节发班间距和发班時间，在较短的時间内进行变更车道调节。全自动驾驶技术强化了控制中心的功能，在控制中心新增了车辆调度及乘客调度功能，并且可以远程监测列车的车钩、车

门、走行部、紧急按钮等设备的实时状况，实时监控列车状态，增强车辆的调度和维护功能。但与互联互通相同的是，全自动驾驶技术所涉及的领域也远远超出信号系统所能处理的范围，还需要其他多个领域之间的协调配合。城市轨道交通中互联互通与全自动驾驶技术的结合，能够有效地提高整体的运行效率，两种技术今后将一同成为城市轨道交通的发展方向。

随着线网的全面铺开，城市轨道交通所消耗的能源也在不断增加。北京市2008年全市轨道交通线网的规划用电量为6.5亿度；而到了2015年，线网的规划用电量已经达到13运作过程中，大城市城市轨道系统软件关键耗费电磁能，基本上不耗费其他方式的动能，火车牵引系统软件的耗能可占总运作耗能的40%~50%，因而减少火车牵引带耗能是减少火车总耗能和运作花费的合理方式。该系统软件能即时调整旅客列车速率，确保火车安全性、按时、舒服、环保节能，提升ATO运作速率曲线图，追踪控制方法是完成火车环保节能运作的重要。目前蚁群算法主要是列项运作操纵，关键选用解析法、标值法和智能化法，但一般不适感用以多车追踪运作的状况。因此 能达到多车追踪运作标准，且计算率为零的ATO环保节能优化算法是将来的研究内容，伴随着计算率的进一步提高，优化算法产生的环保节能实际效果将更为明显。

车车通信系统是目前CBTC系统的主要研究方向之一，与传统的CBTC系统相比，车车通信系统不设联锁与ZC子系统，前车与后车的车载设备可以直接进行位置交互，后车根据前车位置信息自动计

算移动授权与运行速度曲线。ATS可以直接与车载设备进行通信，将进路信息发送给车载设备，车载设备接收后与道岔通信，控制道岔与进路的锁闭。车车通信系统将原本大量轨旁设备中的功能都移至车载设备上实现，降低了系统的复杂性与反应时间信通信系统具备以下优势：①简单化原数据信号体系结构无分系统，降低机器设备中间的插口数控制成本；②降低全部通信系统所需传送的信息量，提升响应时间和传输速率；③前后左右车可即时互动位置信息，不需ZC，减少驾驶间距；④降低路轨旁机器设备的应用，节约很多室内空间，降低对土建工程和界限的规定，减少工程施工难度系数。车子和通信系统中降低了应用轨旁机器设备，可是，这一优势仅有在车截控制板可以彻底替代链接系统软件时才可以充分发挥较大的实际效果，链接系统软件在传统式的CBTC系统软件中占据十分关键的影响力，可是如今车子通信系统的车截控制板都还没做到目前链接系统软件的全部安全性和稳定性。除此之外，为了更好地将原来的ZC操纵作用迁移到车截控制板中，务必明确常见故障后的合理降级运行对策。这种全是车辆通信系统现阶段遭遇的难题。车辆通信系统现阶段都还没确立的精准定位，将来是作为彻底单独的通信系统存有，或是加上到目前的CBTC系统软件中作为程序模块都还没结论，车辆通信系统降低了系统软件的反应速度，提升了运作高效率，具备宽阔的发展趋势室内空间和发展潜力。

伴随着在我国各大城市城市轨道交通路线网慢慢成形，大家对大城市城市轨道的侧重点也慢慢从整体规划基本建设变化为经营维

护保养，怎样完成資源集中化生产调度、提升经营高效率、降低经营能耗变成关键研究内容，数据共享、自动式安全驾驶、ATO环保节能与车辆通讯等技术性互相配合是完成这一总体目标的合理方式。