张帆

摘    要：近年来随着国民经济不断增长，城镇化建设脚步的不断加快，人们对于地铁出行提出了更高的要求。信号系统通信控制技术合理应用作为现代地铁建设运营过程的重中之重，是一项必不可缺的关键技术，直接关系到地铁交通运行的安全稳定性，促进我国公共交通行业稳定持续的发展。因此，现代铁路部门必须加强对信号系统通信控制技术的创新应用，相关工作人员要正确认识到该项技术实践应用的重要性，结合实际情况优化设计地铁系统，充分发挥出该项技术的价值作用。

关键词：地铁信号系统;通信控制技术

1  引言

随着科技的发展以及人类对土地的充分利用，我国近年来在交通建设方面取得了丰硕成果，先后在多个大型城市建设了地铁。在地铁的运行过程中，地铁信号系统很好的保证了地铁运行的效率以及安全。就目前而言，地铁信号系统中的通信控制技术取得了很大的发展，从固定闭塞式发展到了今天的移动闭塞式，它实现了地铁与地面之间的双向通信，地铁的实时状态也能得到更全面的了解。这对地铁运行的安全和可靠都有着深远的意义，本文正是以此为出发点进行探讨。

2  地铁信号系统的概述

①地铁信号系统的发展现状。现阶段，基于数字轨道电路的准移动闭塞系统的使用范围较为广大，而列车自动控制的基础就是数字轨道电路。为了进一步确保地铁运行的安全性以及控制的灵活性，很多国家都为列车配置了性能优异的列车自动控制设备。一般情况下，列车自动控制系统主要包括三个子系统，分别是列车自动驾驶系统、列车自动监督系统以及列车自动防护系统。列车自动防护系统是列车自动控制系统的关键组成部分，可以在一定程度上维护列车的安全行驶。②常用的地铁信号系统。早期的地铁信号系统采用的是音频轨道电路，随着信息量的增多，音频轨道的可靠性以及抗干扰性已经无法满足列车的使用要求，因此报文式数字轨道电路逐渐代替了音频轨道电路。现阶段，世界上大多数国家使用的地铁信号系统是基于数字轨道电路的列车自动控制系统。列车自动控制系统主要由列车自动驾驶系统、列车自动监督系统以及列车自动防护系统三个子系统构成。列车自动防护系统是根据故障安全原则来进行工作的，主要用来检查以及控制列车的运行情况、列车的占用状态、地面信号灯的指示情况以及列车行驶路线的安全;列车自动监督系统可以对地铁的实际运行情况进行监督以及控制;而列车自动驾驶系统具备车站定点停车、站间自动运行以及自动折返等功能。

3  地铁信号系统通信控制技术研究

3.1  快速切换技术

快速切换技术是保证列车安全运行的重要技术，举个例子，AP切换时间为500ms～2s之间，如果列车速度为60km/h的话，该切换时间将造成整个控制系统失去列车在8.3m～33.3m的范围内的控制，包括列车运行速度，位置等信息。这样，零切换时间技术的研究与开发迫在眉睫。现在通常的做法是，在列车即将进入下一个网络节点前，使列车提前与下个节点建立连接。这样，可以将切换时间控制在50ms以内，即可以将失去控制时间压缩在0.8米以内，保障通讯持续不间断。

3.2  自动监控技术

在实际的运行过程中，多辆列车会同时行驶在同一条线路上，这就要求相关工作人员要实时监控地铁的实际运行状态，进而在一定程度上确保地铁的稳定运行。利用自動监控技术就可以实时监控列车的运行状态，从而及时对列车的运行等级以及停站间隔进行检查与控制。现阶段，多辆地铁运行在同一轨道的现象十分常见，最有效的调节方式就是利用自动控制技术来进行监察和控制。监控系统可以和地铁信号系统相互配合来共同进行工作，进而在短时间内就可以对地铁的实际运行状态做出判断，从而将地铁运行过程中出现的问题及时进行解决，确保地铁可以安全可靠地运行。

3.3  数据通信技术

地铁运行过程中的各项数据传输需要运用到先进的数据通信技术，工作人员设置好的实时监控设备获取到的信息都会以数据形式传输到对应的处理设备，通过以这种传输方法能够有效避免监控数据信息之间发生相互干扰现象。在地铁运行管理过程中，各项数据传输必须以网络技术作为核心支撑，还必须科学有效利用好数据通信技术。数据通信技术在地铁运营管理中主要起到的关键作用是实现设备之间双向数据的顺利交换，并保障数据交换过程的安全可靠性。由此可见，数据通信技术是维持现代地铁安全稳定运行的重要内容，相关工作人员要合理运用该项技术加强对地铁运营的高效安全管理工作。

3.4  自动控制技术

在地铁自动控制系统中，为实现对地铁直接控制，需要借助两种制式的系统结构，其中的根本内容是地铁定位技术，它可以减少地铁轨道设备的利用，从而在很大程度上摆脱了地铁运行区间的闭塞性。就目前的地铁运行情况而言，通过车载控制器的运用，可以实时的发送地铁位置信号，在对该信号进行分析后，将反馈信号发送给车载控制器，从而实现地铁运行状态的优化，进而保障地铁的运行速度在安全的范围之内。

3.5  高可靠性技术

CBTC系统在设计时使用冗余设计，并且双网并行。也即基于通信系统的轨旁及车载网络的配置都完全相同，但是这两个网络之间却存在物理间隔，如其不同网络的传输链路与供电等都互相独立运行，从而就在系统中构造出两个完全相同却互相独立运行的通信网络。在实际使用阶段，双网同时运行，对列车进行控制与监控，从而使得即使当其中某一网络出现故障时，另一个网络也能保持通信的畅通，确保列车的安全行驶。网络内部冗余拓扑：①单网内部通信系统的骨干网通常都经由光纤将SDH设备进行连接，并构成环状的网络结构。当遇到骨干网中光纤传输出现中断的情况时，SDH网络中的快速倒换功能就会即刻开启，从而有效避免列车的控制信号传输发生故障。②在车站处的交换机通常都配置两条千兆链路，并与三层交换机之间产生互联，这一设计就能在最大程度上避免使用单台交换机时或产生的网络中断等故障情况的发生。③轨旁AP还会与主备控制器之间建立连接，并且主备控制器之间还能在网络中进行信息的同步，如此一来，即使主用控制器发生瘫痪，系统之间的传输也不会产生中断，这样即可避免只使用一台无线控制器时或产生了单点故障。④在CBTC系统中，AP之间的部署间距一般都不超出AP可覆盖的区域半径，这样一来，即使某一AP发生故障，与之相连的前以AP以及后一AP依然可以有效覆盖AP的负责区域，从而就能确保信号的永续传输。⑤系统中所有的有线及无线通信设备都在同一网络平台下，并且通过这一平台可以实现对全部设备故障情况的排查、定位、修复以及其他管理职能，使网络维护工作在最大程度上降至最低，从而在最短的时间内解决网络故障问题。

4  结语

随着我国城市化进程发展脚步的不断加快，城市人口数量的不断增多，地铁将会在城市建设发展过程中承担起较为重要交通出行角色。在地铁建设运营管理中，信号系统通信控制技术的创新研究应用至关重要，地铁部门相关工作人员必须充分认识到该项技术的应用的重要性，要提高对地铁信号系统通信控制技术合理应用的重视程度，熟练掌握运用地铁信号系统通信控制中的各项关键技术，确保通信数据的安全稳定传输，工作人员能够根据实时监控数据采取有效惯例改进措施，确保整个地铁信号通信系统稳定持续的运行，促进我国地铁建设事业和谐发展。

参考文献：

[1] 王垚.地铁信号系统通信控制的技术的研究[J].山东工业技术，2018（2）：105.

[2] 贾文婷.城市轨道交通列车运行控制[M].北京：北京交通大学出版社，2012.

[3] 俞硕润.上海地铁信号系统基于通信控制的技术研究[D].复旦大学，2013.