关键词：城市轨道交通；信号控制系统；前沿技术；信息化
随着我国社会经济和科学技术的向好发展，居民城市化水平也愈渐攀升，国内各大城市轨道交通网络持续向系统化、信息化、规模化发展的同时，城市轨道交通信号控制系统也得到了更加深入的探索与研究，与其相关的三个前沿技术同样在投入更多的情况下迅速发展。全自动驾驶技术、车与车之间通讯技术、信号系统的信息化技术，这三个技术较以往技术拥有自动化程度更高、信息化程度更高、互联互通的效果更好等一系列突出优点，随着其广泛深入的发展，城市轨道交通信号控制系统的技术研究与发展正朝向越来越智能化的方向迈进。
一、车辆全自动驾驶技术
（一）车辆全自动驾驶日常运行过程
城市轨道交通列车全自动驾驶技术系统较以往驾驶技术拥有自动化程度更高、安全稳定性更强、列车运行成效更优、运载量更大、整体运送效率更佳和运送成本更低廉等突出优势，已成为未来城市轨道交通发展的主要方向。在列车出库前，列车处于休眠状态；连接上自动驾驶系统后，列车被自动唤醒，开始运行，首先是通电自我检查，随后列车在系统运行下自动出库，直至行使至转换轨，在此后列车时入正线轨道，系统升级至CBTC，此后严格按照系统内设置的时刻表运营载客及自动往返；在结束一天的运行后，列车在系统设置下自动入库、自动切断电源，进入休眠状态。
（二）车辆全自动驾驶自动化水平
全自动驾驶（FAO）分为半自动驾驶模式（DTO）和全自动驾驶模式（UTO）。其中，半自动驾驶模式（DTO）是指没有司机驾驶车辆但随程有人值班监督车辆运行的一种自动驾驶方式，正常无故障情况下，由系统自动控制车辆运营；但一旦出现异常或明显系统故障情况，值班人员立即介入，以保证车辆正常运行。全自动驾驶模式（UTO）则指既无司机驾驶车辆又无人值班人员监督车辆运行的完全无人干预的自动驾驶方式，正常无故障情况下，由系统自动控制车辆运营；而多数出现异常或明显系统故障情况时，整体监控系统、交通信号系统和车辆监督系统等多个系统之间会达成互联互通、信息交换并且一起到多系统联合控制车辆运营，以保障车辆的安全有序运行效果达到最佳。
二、车与车之间通讯技术
由于基于车-车的新型系统（CBTC）有着系统更为简洁化、轨旁设备数量和接口数量更少、车载设备更为简约集成化等不可忽视的优点，它在社会经济发展水平和科学技术水平进一步发展的情况下，会渐渐取代国内城市轨道交通信号控制系统目前正在使用的基于车-地的通信系统。基于车-车的新型系统（CBTC）能够在确保车辆运行的安全稳定的情况下，进一步使整体的运行方案更加多元化，灵活性更强。基于以上描述，基于车-车的新型系统（CBTC）毋庸置疑是未来城市轨道交通信号控制系统的一个前进标杆。
（一）基于车-车的新型系统（CBTC）结构
基于车-车的新型系统（CBTC）相比于目前正在使用的基于车-地的通信系统有一个突出的特点，就是轨旁设备数量更少，整体的设备的复杂程度更低。轨旁以新增的控制器控制信号机、站台门等设备替代了原来车载系统的区域控制器子系统ZC和计算机联锁子系统CI的相关功能。
（二）基于车-车的新型系统工作概述
基于车-车的新型系统（CBTC）的模式中，车辆的车载控制器完成与ATS的互联互通，相互交换通讯信息，实现对岔道变换和进路通路的控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时，车辆的车载控制器还通过与前方列车的无线通信，接收到前车的位置信息来迅速调整自己的位置与速度等相关运行变量，以保证列车的安全高效运营和稳定轨旁相关功能。
（三）基于车-车的新型系统的优点
1.基于车-车的新型系统以新增的控制器控制信号机、站台门等设备替代了原来车载系统的区域控制器子系统ZC和计算机联锁子系统CI，更加减少了设备的占用空间和接口的数量，系统变得更加简约化，整体的运行维护成本也更低廉。
2.基于车-车的新型系统的车载设备更为简约集成化，将轨旁ZC和CI功能和基于车-地的通信系统的控制功能汇合到一起，大大增加了系统功能之间的密度，提升了系统交换数据的简化水平，降低了信号系统的负担，加速了系统的信息处理，实现了系统整体性能的优化。
三、城市轨道交通信号系统的信息化技术
（一）城市轨道交通信号系统信息化加速建设的迫切要求
国内城市轨道交通信息化系统由信号系统、通讯系统等多个子系统组成。城市轨道交通信息化系统中最受到关注和需求量最大子系统的是信号系统。但现今城市轨道交通信息化系统的子系统在其专业方面还存在一定程度的弊端，例如其在信息化建设与发展层面有着信息交流不畅、整体结构老化、基础建设不集中、安全管理较差、运营和维护系统不协调、规范标准缺失、网络信息的不完全利用等等一系列问题。以弥补完善以上问题和与城市轨道交通的加速发展相协调为目的，与此同时贯彻落实国家所倡导的“互联网+”相关战略，应加大信息化网络化技术与现代城市轨道交通系统的深度结合，用网络化信息化技术深化发展城市轨道交通的智能化联动化，以城市轨道交通的智能化联动化方向带动其网络化信息化技术水平的提高，网络化信息化技术为城市轨道交通的高效、快捷和持续发展打下了坚实的基础。
（二）城市轨道交通信号系统的信息化建设的整体结构
城市轨道交通信号系统的信息化建设的整体结构是由六大方面、两个体系组成。首先，六大方面。方面一：感知层，通过多个感知元件，运用射频技术和蓝牙定位等技术完成物体的识别感应和数据信息的收集。方面二：网络层，实现信息数据之间的互联互通，以达成快速通讯的目标。方面三：数据层，作为整个信号系统的数据传输中心，完成了各系统的数据库的集成工作，以支撑各项业务系统完成工作。方面四：平台层，为实现信息数据的共享，更高效、稳定的实现各项系统信息数据的存储和处理，轨道交通信号系统构建了一个集大数据、云计算于一体的平台。方面五：应用层：轨道信号系统建设了生产指挥中心、客户服务中心和管理运营中心，以实现其主营业务的运作。方面六：展示层，轨道交通信号系统通过建设城市轨道交通门户网站分化出供内外部访问的内网和外网门口网站。其次，是两大体系，他们分别是技术规范标准化体系和网络信息安全体系。
四、结束语
截至目前，已在国内城市轨道交通信号控制系统示范工程中得到实际运用的是列车的全自动驾驶技术，而基于车-车的新型系统和城市轨道交通信号系统的信息化技术这两项技术在实践中的应用还处于摸索阶段。基于相关文献资料的参考可以发现，这些前沿技术必然成为未来城市轨道信号控制系统的前进方向，随着这些技术研究的不断深化和应用的日益广泛，它们或将促进现代城市轨道交通的进一步变革。
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论文作者:李曙俏
论文发表刊物:《中国电业》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/14
标签：系统论文; 信号论文; 交通论文; 城市轨道论文; 轨道交通论文; 车辆论文; 控制系统论文; 《中国电业》2019年第19期论文;