王庆

摘要：随着地铁线路的不断增加，各个城市均在逐渐扩张自身的地下路网，完善地铁线路的信号系统，成立地铁运控中心。列车的运行受运控中心的监控与指挥，运控中心能够掌握列车运行的全状态。首先，主要包括环境与设备监控系统、屏蔽门监控系统、火灾报警系统、信号系统等;其次，维护维修系统，其主要负责对全线各个站点机电设备状态的监控，若发生了故障，应立即与故障处理中心取得联系，由专业的工作人员前往现场进行维修。由于我国早期建設的一部分地铁线路“信号系统”处于运行状态，随着运行时间的不断增加，较多设备都出现了老化、反应速度较慢等情况。因此，为了充分保障地铁线路的运行稳定性，应建设在线监测系统，为地铁线路的正常运行提供充分保障。

关键词：地铁信号设备;在线监测系统;更新与改造

引言

近年来，伴随地铁线路的不断增加，地下路网日益扩大，信号系统也日益完善，在大城市中，地铁运控中心已经建立。运控中心指挥和监控列车行车，全面掌控多个系统的运行状态。一是机电系统，其包括信号系统、火灾报警系统、屏蔽门系统、环境与设备监控系统等;二是维护维修控制系统，负责监控全线各站机电设备状态，一旦有设备发生故障，需立刻通知故障处理中心，派出人员赶往现场进行维护或抢修。

1信号系统在线监测系统设计

1.1系统功能设计

（1）在线监测设备状态

在线监测系统监测部分包括四个子系统，每个子系统分工明确，监测的对象有所不同，如轨道电路监测子系统监测的对象是地铁轨道带电状态、信号灯及司机手动控制系统协调性能、传感设备等。通过子系统之间的数据传递，模块有序地实现监测数据上传，保证了系统设备的稳定运行状态。

（2）异常管理

异常管理主要针对监测过程中出现的异常情况。采取计算机警告优先级别设计，设置优先查询及处理的功能，预防和降低异常风险的发生。根据异常条件，根据历史数据的分析调用，为异常情况的处理提供解决方案。异常处理功能是在历史数据查询的基础上，兼顾实时跟踪维修情况，实现最快的排除风险操作。当被监测设备产生问题时，系统会通过规定发送报警短信。

1.2系统结构设计

地铁信号设备在线监测系统分为设备层、站机层、服务层以及客户层四个部分，四个部分间相互协调，充分保障维护、监测的需求能够得到充分满足。

从客户层的角度来说，客户层需要承担后期数据分析、统计、智能判断的重要任务，需要及时接收在线系统传输的各种检测数据，针对数据进行有效的处理，充分保障自动检测功能以及远程接入功能能够由远程、客户端实现。对比数据分析后的结果，可保障设备层能够及时接收信号，针对实际的不同情况进行直连。

2关键技术

2.1无线快速切换技术

为了让列车更加高效地行驶，快速切换技术不可或缺。AP在越区切换时，所要花费的时间一般是500ms～2s。如果普通列车按照120km/h的时速行驶，那么AP在越区切换时，会有65m左右的行驶区间处于无断开系统的控制范围内，一旦出现这种情况，将会造成十分严重的交通安全事故，所以无线快速切换技术应运而生，该技术可以在区域切换时确保数据不丢失，保证列车安全运行。

2.2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。

3地铁信号系统在线监测系统工程的设计

3.1软件系统设计

本系统的软件设计包括控制CC2530内部运行程序和ZigBee协议所需要的程序。这两部分的程序设计都采用了标准程序开发的模块化设计规范，能够提高程序的可读性和可维护性，为以后添加和完善系统功能提供了方便。

3.2更新与改造

在线监测系统在运行的过程中，会受到各种因素的干扰，难以充分保障在线系统中各个设备的使用寿命，难以保障在线系统运行的稳定性。因此，应采用有效的措施，延长设备的使用寿命。例如，应及时维护各个运行设备，充分保障各个运行设备处于正常状态。其次，需要积极更新与改造各种设备的性能，充分满足地铁在线监测工作的各种需求，为整个系统运行的稳定性，奠定坚实的基础。

结语

本文对地铁信号设备在线监测系统的设计与实现展开了分析，地铁线路的正常运行受地铁信号设备在线监测系统设计与实现的直接影响。因此，在对其进行设计的过程中，应高度重视，确保设计施工部门与地铁部门间形成良好的合作关系，逐步落实制定的设计方案，维护地铁运营安全，提高故障抢修速度。

参考文献

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