现代城市轨道交通信号系统的发展探讨

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1、现代城市轨道交通信号系统的发展探讨:本文国内外城市轨道交通信号系统的3种制式,分析模拟轨道电路系统、数字轨道电路系统以及基于通信的列车运行控制系统制式的优缺点,提出适合国情的城市轨道交通信号系统,分析了国产化成为将来城市轨道交通建设的发展方向。　　关键词:城市轨道交通;控制;信号　　1城市轨道交通信号系统技术发展趋势　　信号系统是保障行车安全、提高运输能力的关键技术装备。城市轨道交通信号系统随着微电子技术、计算机技术、通信技术的发展而不断发展。信号系统中,地面与车载设备的安全信息传输方式,大致经历了模拟轨道电路、数

2、字轨道电路和无线通信3个阶段。　　1.1基于模拟轨道电路的ATC系统　　轨道电路是将区间线路划分为若干固定的区段,进行列车占用检查和向车载ATC设备传送信息的载体。列车定位是以固定的轨道电路区段为单位,采用模拟轨道电路方式由地面向车载设备传送　　　　　　　　图1模拟轨道电路列车运行速度控制示意图　　10～20种信息,列车采用阶梯式速度控制,称之为固定闭塞。如图1所示。模拟轨道电路在我国应用的代表产品有:从英国西屋引进的FS-2500无绝缘轨道电路(北京地铁1号线、13号线);从美国GRS公司引进的无绝缘数字调幅轨道

3、电路(上海地铁1号线);大连轻轨采用国产B系统,用感应环线实现车2地信息双向传输;北京地铁10号线和奥运支线、广州地铁4号线用德国西门子公司的TrainguardMT,用点式AP实现无线信息传输;北京地铁2号线改造、机场线采用法国阿尔斯通公司的URBALISTM,用波导管和点式AP实现无线信息传输。现在正在建设的项目(广州地铁5号线、广佛线,上海地铁6、7、8、9号线,北京地铁4号线,沈阳地铁1、2号线,成都地铁1号线等),都选择了基于点式AP无线通信的CBTC系统,它已经成为我国城市轨道交通信号系统选型的主流制式

4、。CBTC系统采用当前先进的计算机技术和信息传输技术,不与牵引供电争轨道,有利于牵引供电专业合理布置设备;不需要在轨道上安装设备,易形成疏散通道。采用CBTC技术,具有多方面优势(提高效率、易于延伸线建设和改造升级),可以充分利用国内现有的信号产品和资源,易于实现国产化。其中具有完全自主知识产权的计算机联锁设备和ATS子系统已经成功在现场开通使用。但目前CBTC系统的应用在国际上还处于初期阶段,国外厂商都在结合工程实践不断完善,开通投入商业运营的线路并不多,开通过程中主要存在以下技术瓶颈,需要在今后的研制和工程实施

5、中加以解决。　　1)CBTC系统的列车定位和移动授权依赖无线信息传输,如果某列车或地面某点发生无线通信中断或故障,就会失去对列车的定位,将对运营造成较大的影响,且故障处理将比原来的轨道电路系统复杂。世界上已进行了近30年的CBTC系统研制,最大的技术瓶颈就是一旦发生通信故障时,如何保障行车安全和减小对运营的影响面问题。为此绝大多数采用CBTC系统的工程都配置了后备信号系统,以解决上述问题。　　2)除采用环线通信外,目前CBTC系统采用的IEEE802.11系列的试验段,包括地面线路和地下线路,进行了2列列车的追踪试

6、验。亦庄线计划2010年底开通点式ATP,2011年底CBTC全系统全功能开通。　　3.北京全路通信信号研究设计院也正在进行城市轨道交通CBTC的研发,它们利用自身研发的通过SIL4级的安全控制平台,进行室内点式ATP的研发。目前运营的CBTC系统都是国外设备,从实际运营的情况看,存在着维护费用高的问题,因此发展国产化的CBTC设备成为当前紧迫的任务。　　　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。