轨道交通信号系统互联互通关键技术研究

郭昊男 1 张胤杰 2

1. 身份证号码： 33010219930204 **** 2. 身份证号码： 33042419930706 ****

摘要：轨道交通信号系统可对列车进行立体化监控，保证列车的安全行驶，在互联互通的技术支持下，可使列车实现跨轨道运行，减少列车的运营成本。为保证互联互通技术的正确实施，应对列车的运行信息、运行路径和载客量等进行多方面考虑，通过技术的融合，以实现列车与轨道间的精准对接。

关键词：轨道交通；信号系统；互联互通；关键技术；研究

1导言

城市轨道交通信号系统的作用发挥依赖于轨道交通系统互联互通技术的应用，轨道交通系统的互联互通技术帮助信号系统实现了不同轨道交通线路上的跨线运行，在提升列车整体运营效果的同时为列车的安全防护提供保障，轨道交通系统互联互通技术实施的难点在于信号系统与外部接口关系的处理，这也是本文研究的重点方向。

2城市轨道交通信号系统实现互联互通的技术难点

首先，每一个信号系统供应商提供的信号系统无论在结构上还是数据流设计上都不尽相同，而整个城市轨道交通系统由多家供应商提供，信号的互联互通就成为了技术难点。其次，每一个信号系统供应商提供的信号系统无论在基础设备设计还是适配的设备选型都不尽相同，也造成了信号系统互联互通的技术难点。第三，每一个信号系统供应商提供的信号系统的接口设计都不仅相同，且差异性较大，造成信号系统互联互通的技术难点。第四，每一个信号系统供应商提供的信号系统的功能分配都不尽相同，造成信号系统互联互通的技术难点。

3在互联互通关系下信号系统与车载设备接口关系

1、ATS与车载计算机接口的关系。ATS的主要功能是帮助轨道交通系统安排列车的运营计划以及监督列车运行状态的功能，车载计算机需要通过ATS获取相关的运营讯息，并同时将ATS自身的运行状态进行反馈。因此，车载计算机通过与ATS的接口实现车载设备的功能有：列车自动运行、站台跳停控制、列车运行调整、车门及站台控制、站台扣车控制、折返功能以及时钟同步等动作。2、ZC与车载计算机接口的关系。ZC的主要功能是对轨道交通系统中运行的列车实现移动授权的分配，并对移动授权列车下达临时限速和站台安全按钮状态等功能，因此，车载计算机通过与ZC的接口实现车载设备的功能有：列车速度防护、站台紧急停车、车站级站台门保护以及折返功能等动作。3、CI与车载计算机接口的关系。CI子系统规范与车载计算机通过接口沟通实现车门与站台门的联动控制功能，他们彼此间的信息交流能够起到点式等级下红灯误出发防护的功能。同时车载计算机通过与CI的接口连接还能够获取PSD状态信息以及点式等级下移动授权等信息。4、DSU与车载计算机接口的关系。车载计算机通过与DSU的接口处获取电子地图的版本信息，通过校验后，若版本不一致，则需要向DSU发出下载全新版本电子地图的请求，若版本一致，则不需要向DSU发出下载全新版本电子地图的请求。

4实现信号系统互联互通的基本条件

我国在2013年6月发布了城市轨道交通CBTC信号系统的行业技术规范，在统一规范和同一标准的CBTC信号系统的基础上，为我国的城市轨道交通的互联互通提供了基础的技术支持（张守芝，青岛市轨道交通信号系统互联互通的思考，现代城市轨道交通，2017年第3期55-57页）。如果同一城市中不同的轨道交通线路均能采用互联互通的CBTC信号系统，能够极大程度地提升城市轨道交通系统在生产建设期间，以及运营和维护过程中的经济效益和社会价值。而实现上述信号系统的互联互通，必须要满足以下几个基本条件：1)制定统一的信号系统建设规范，使得城市轨道交通的信号工程在设计建设时便可以采用同一标准，从而为之后运营维护过程中信号系统的互联互通打下基础；2)不同城市轨道交通信号系统生产制造商应在基于CBTC技术规范的基础上，参照互联互通的详细标准，在生产信号设备时采用统一的信号传输接口，IP协议及内容；3)在城市轨道交通建设的过程中，统一信号系统的布设原则，对于已建成的轨道交通线路，则根据统一标准进行修改；4)不同城市轨道交通车辆的生产商的车载信号设备，传输设备等均采用统一设计标准，以保证不同型号的车辆在不同线路上均能有效识别轨道线路上发送的信号控制信息。

5轨道交通信号系统互联互通关键技术

5.1信号通信协议

为保证实现轨道交通信号系统的互联互通，应对列车、轨道、地面接口进行统一规划，其接口设置应为自动转换开关系统(ATS)、联锁、ATP/ATO连接口，在接口处理器一致的情况下，可实现信号的统一化处理。同时为保证信号的安全传输，设备接口处，应以RSSP-II协议为主，在信号应用层模块，应对识别器、传感器等进行信号传输的统一，接口处应符合系统传输标准。列车在跨轨行驶过程中，通过接口信号传递的一致性，可实现轨道与列车之间的精准对接。

5.2信息化地图识别

信息化地图作为列车自保护系统(ATP)中的一部分，通过定位功能，在计算机系统的移动授权下，实现信息的反馈，可保证中央系统对列车进行实时监控。正常CBTC系统中地图识别功能以本地信息为基准，在定向线路的支持下，只能对列车的路段信息进行监控，为实现轨道信息的多渠道采集，需对轨道信息和列车信息进行资源整合，并对信息化地图进行参数设置，使线路间产生的信息可进行融合，并对信息化地图进行精准识别。同时地图参数应实现参数互通，即列车在进行跨轨行驶时，行驶路线可进行实时响应，并自动生成跨轨路线的信息化地图。

5.3设施安装原则

设备安装作为系统实现互联互通的重要工作方式之一，需对列车的响应器信息、区域行驶信息、信号机布置信息、列车锁令信息进行精准计算，以保证列车在跨轨行驶时，可依据信息指令的控制实现无缝对接。在响应器信息模块中，应对其进行关键点布置，以保证车辆实现精准行驶，同时应对点位安装进行精准度校对，保证车辆信息的实时响应效率。在区域行驶信息模块中，其主要作用是对列车的跨轨、站点、行驶区间、运行节点进行分析，以确保列车在行驶过程中可进行精准指令操控，同时在站点区域长度、轨道缓冲长度、线路存缓长度的余量计算下，对列车的响应时间进行精度规划，以保证列车跨轨行驶的精确度。在信号机布置信息模块中，依据列车的行驶信息，通过跨轨信息采集器、入站信息采集器、出站信息采集器和间隔信息采集器等，对列车运行信息进行采集分类，确保列车的运行状态在可控范围内。在列车锁令信息模块中，主要针对列车的延时锁定状态进行区段保护，此过程的设定需以列车在站点的出入行驶速度、列车性能、站点实际环境、列车驾驶员的反应速率为参考点，确保列车在互联互通状态下行驶的规范性。

6结语

轨道交通信号系统与外部接口的关系就尤为重要，轨道交通信号系统互联互通设计过程中要充分认识到车载计算机与每一个系统接口之间的内在关系和功能性，把握其接口处的通信状态管理，为解决轨道交通信号系统互联互通的技术难题寻找一条正确的发展之路。

参考文献

[1]杨锦.列控系统互联互通接口研究与设计[D].西南交通大学,2017.

[2]李德坤.城市轨道交通信号系统互联互通实现的技术方案[J].通讯世界,2016(12):37-38.