城市信号系统轨道交通论文

摘要：随着城市社会经济的发展和城市化进程的加快，城市在交通问题上面临着越来越严峻的挑战。城市的交通总量和道路车辆呈集聚增长趋势，城市道路及交通工具的运能却又严重不足。为了解决日益严重的城市交通问题，保护城市生态环境，实现城市社会经济的可持续发展，世界各国纷纷发展轨道交通，因此对其通信信号系统进行研究有着重要的意义。今天小编为大家推荐《城市信号系统轨道交通论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

城市信号系统轨道交通论文 篇1：

对城市轨道交通信号系统设计方案的分析

摘 要：轨道交通系统是城市交通体系中的主要组成部分，需要保证轨道交通安全性，以便发挥其社会价值。本文主要针对城市轨道交通信号系统设计方案进行分析，以提高列车运行安全为主，进行信号系统优化设计，不断完善系统功能，以便打造安全的轨道运行环境。

关键词：城市轨道;交通信号系统;设计方案

城市轨道交通信号系统在交通运营管理中起到重要作用，能进行列车运行时间和路径的控制，做好列车行进中的指挥工作。为了全面建设城市交通体系，需要保证交通信号系统良好构建，确保系统稳定运行，为城市交通现代化发展提供基础条件。实际进行系统设计时，应考虑行车控制及时性和有效性，以便提高系统服务质量。

一、构成方案

轨道交通实质上是一个运输体系，随着信息技术的使用，该体系具有一定自动化特征。在进行系统构成设计时，要结合线路上列车密度设置相应的监控设备。通常来讲，行车密度较大的轨道上，会配置自动监控系统，有需要时还可增设自动防护装置及ATO系统。[1]在确定设计方案后，可结合实际情况进行系统完善和改造，能提高设计方案适用性。并且需要合理选择系统中的设备，考虑到列车行进中会产生大量信息，应适当提高监控装置和自动停车设备信息容量，保证各类信息的有效传递，从而提高列车运行可靠性，充分发挥交通信号系统运行功能。对于交通量大的线路来讲，要配备自动防护系统，是提高轨道交通安全的重要措施。

二、轨道交通信号系统设计

交通信号系统主要起到采集和传递信息的作用，在维护交通秩序方面有着重要意义，设计质量好坏能直接决定系统性能，因此，实际设计前，要明确设计目标和要求，有针对性的进行交通信号系统设计。下面将主要从自动监控系统、联锁系统、自动驾驶系统出发，具体分析交通信号系统的设计方案，切实发挥系统功能。在系统稳定运行的前提下，能提高车辆安全和运行效率，进而强化城市轨道交通管理效果。

（一）自动控制系统设计

自动控制系统主要功能为进行运行列车的实时监控及管理，在监控设备作用下，实现列车行进中各类信息的收集和整理，以便及时发现并处理列车运行问题，发挥交通信号系统在线路车辆系统管理上的应用优势，能为工作人员提供管理信息支持，并降低了工作强度。不同线路对应的自动控制系统设计规划有所差别，需要结合线路列车运行实情，完善系统功能，实施统一的线路轨道列车监督和管控，提高调度工作有效性。另外，在监控系统运行中，能自动收集信号并执行有关指令，促进交通信号系统自动化水平不断提高。同时车辆运行轨迹信息会记录在系统中，为工作人员检查车辆运行情况提供参考，结合实时数据信息调整运输计划，避免出行线路沖突的现象。

（二）联锁系统设计

该系统能实时检查信号设备运作情况，为设备维护保养工作的展开提供信息依据，在装备出现故障问题时，能及时为维修中心提供反馈信息，方便工作人员维修工作的实施。从联锁系统功能看，这一系统在提高信号装备检查、故障诊断及时性上有着较好应用性，并且该系统能进行自我检修，是设计交通信号系统时应重点考虑的内容。

（三）自动驾驶系统设计

自动驾驶系统是借助先进技术实现列车自动驾驶，有利于加强控制中心对列车的管理，为远程操作的实现提供了技术保障，如在车辆出运和返程方面，能通过简单的系统操作完成上述控制过程。在列车运行过程中，控制中心会传送信息质量，调整列车运行状态，确保各个车辆保持在最佳行进状态，以便形成稳定、协调的运行秩序。实践表明，自动驾驶系统在维持列车安全上有重要作用，能完成列车运行参数的动态调整，减少行进过程中的突然变速，避免设备的损耗，并且能营造舒适的运行环境，对城市轨道交通服务质量的提高有着促进作用。另外，自动驾驶系统还具有双向信息交互的优势，加强了地面控制中心和列车间的信息互动，保证信息传递及时性和准确性，从而提高管理决策科学性。

三、关键技术

考虑到线路车辆密度不同的情况下，对交通信号系统设计的要求不同，因此，需要从行车间距合理设计的角度出发，结合线路实际情况完善设计方案，以便提高设计质量，保证交通信号系统在车辆运行中的正常使用。当前轨道交通车流量相对较大，城市交通管理部门应结合这一现状，进行交通信号系统设计方案的调整，尽可能缩短行车间距，满足乘客出行需求。[2]同时，为了降低投资成本，可适当减少车辆编组辆数。为了保证上述措施的落实，需要优化信号系统运行功能，提高技术水平，确保轨道车辆管理水平满足轨道交通体系不断发展的要求。发达国家在城市轨道交通运行管理上具有一定经验，在进行系统构建时还应借鉴成功经验，完善我国交通系统设计。如改进ATP信号传输方式，实践表明，设计连续发码式ATP系统，能提高系统整体性能。当前城市轨道交通信号系统中大多选择连续式ATP设备和点式设备，无法保证信息传递及时性和准确性。为了实现信号系统良好构建，需要保证ATP设备合理选择，确保列车行进中的信息自动传递，为列车运营管理提供相应的数据信息。

四、结论

综上所述，城市轨道交通安全运营是提高其社会效益的关键，在城市轨道运行管理中，离不开信号系统的作用，应结合城市列车控制要求，确定相应的信号系统设计方案，以便保证系统性能正常发挥。本文加大了城市轨道交通信号系统设计的研究，从城市轨道线路出发，综合多种要素来优化调整信号系统设计规划。

参考文献：

[1]周海燕.城市轨道交通信号系统安全问题及对策研究[J].电子产品可靠性与环境试验，2018，36（03）：76-78.

[2]李春强.浅谈轨道交通信号系统设计与运输管理[J].中国战略新兴产业，2018（24）：171.

作者简介：钟恒（1986-），男，汉族，四川三台人，本科，（通号专业）中级工程师，研究方向：轨道交通通信信号系统。

作者：钟恒

城市信号系统轨道交通论文 篇2：

城市轨道交通通信信号系统的研究

摘 要：随着城市社会经济的发展和城市化进程的加快，城市在交通问题上面临着越来越严峻的挑战。城市的交通总量和道路车辆呈集聚增长趋势，城市道路及交通工具的运能却又严重不足。为了解决日益严重的城市交通问题，保护城市生态环境，实现城市社会经济的可持续发展，世界各国纷纷发展轨道交通，因此对其通信信号系统进行研究有着重要的意义。

关键词：轨道交通；通信信号系统

1.城市轨道交通概述

城市轨道交通具有运能大，速度快，安全准时，乘坐舒适，节约能源以及能缓解地面交通拥挤和有利于环境保护等方面的优点。城市轨道交通有：地铁、有轨电车、单轨、轻轨和自动导向交通等类型，其中地铁和轻轨可是说是当前国际和国内发展最快的两种城市轨道交通方式。

2.西门子信号系统

目前，世界发达国家都已开发了不同的信号控制系统，本文以西门子最新成熟产品比LZB 700M为背景，介绍了该信号控制系统的主要特点。

西门信号控制系统有四项主要功能：中央交通控制（CTC）功能、微机联锁（INTERLOCKING）功能、自动列车控制（ATC）功能和即时列车识别功能（PTI）。西门子信号控制系统结构包括VICAS OC调度系统系列、SICAS微机联锁、FTGS轨道电路、IMU车地传输设备和LZB列车控制系统。其中VICAS OC调度系统完成CTC功能；SICAS完成INTERLOCKING功能；LZB完成ATC功能；IMU完成PTI功能：FTGS完成列车定位和信息传输。该系统能达到：停车精度控制在0.5m之内；速度监督避免越限运行，间隔控制考虑最不利的作业情况而绝对杜绝列车碰撞，遇紧急情况自动紧急制动停车，全自动化使无需担心人为操作失误；经济策略下自动驾驶其节能达30%，降低运营费用，减少车辆损耗；列车自动调整确保准点运行。西门子信号控制系统以欧洲权威业已证实的过程控制安全型3取2计算机系统SIME为核心。系统开发具有严密的安全计划，其过程的每一步都由非隶属于西门子的德国铁路协会专家实行监督、测试和检验，它是系统安全可靠的有力保障。使用西门子信号控制系统，能充分优化线路利用率，缩短列车隔运行，使时刻表与每种行车情况精确匹配，同时能达到90s车追踪间隔，其运能比同类型3Min间隔的系统要高出一倍。

3.广州地铁一号线城市轨道交通信号系统

3.1信号系统概括

广州地铁一号的信号设备中，车辆段采用国产得6502电气集中联锁系统，正线除室外设备中的道岔、信号机外，其余全部引进德国西门子公司的设备。正线信号设备分为SICAS微机联锁系统、ATP系统、AT0系统、ATS系统、FTGS无绝缘音频轨道电路及UPS电源系统。其中ATP系统、AT0系统、ATS系统合起来又称为ATC列车自动控制系统。广州地铁一号线信号系统采取了防误办技术、故障-安全技术、危险侧故障率量小化技术、故障软化技术、故障检测与诊断技术、冗余技术、减载使用、操作纠错和安全规章制度等安全技术。

广州地铁一号线正线信号系统采用西门子的信号设备，设计全部按德国标准，有些命令绕过了联锁条件，使用这些命令时，设备不能完全保证运营安全，这时候安全很大程序上要靠人为保证。广州地铁运营公司制订了严密的安全规章制度，严格规定L0W操作员使用安全相关命令时，必须先登记后确认再操作，操作中认真核对命令及命令提示，保证行车安全。

3.2 ATC系统的研究

广州地铁信号系统采用的是从德国西门子公司引进的先进的ATC系统，该系统实现对列车连续的自动控制，ATC包括了整个列车控制系统所需的技术设备。它由以下四个功能单元组成：ATP系统（自动列车保护系统）；ATO系统（自动列车驾驶系统）；ATS系统（自动列车监督系统）；SLCAS系统（微机联锁系统）。

（1）ATP系统

ATP系统的设备包含：连锁站信号设备室的ATP、FTGS设备：轨旁设备：车载ATP设备及ATP天线及速度脉冲发生器。其主要功能如下：

a.负责列车的速度监督：即列车超速，将实施紧急制动，速度限一般是由轨道参数及列车本身决定的，另外也有临时设定的。

b.开门控制：ATP须保证列车在站内的停车区域的正确侧开门，其它区域禁止开门；

c.列车追踪间隔：保证追踪间隔，避免列车追尾；

d.距离测量系统：距离测量系统以计算车轮转速为基础，为保证计算准确须定期测量轮径，另外为防止车辆的滑行及计算的反映误差，在每一轨道电路的分界点进行距离的校正，其次为了精确停车的需要在车站区域设有同步环线，保证站内距离测量的精度；

e.緊急停车按钮：在每站的每个轨道配有两个紧急停车按钮。按压按钮，将信息传给ATP，通过ATP将信息传给ATP轨旁设备，通过轨旁将信息传给列车使列车紧急制动：

f.倒车：ATP只允许列车以一速度倒行一定距离，否则紧急停车；

g.FTGS轨道电路：用于轨道电路空闲或有车占用，并且在列车占用本轨道区段时，通过轨道电路传递ATP/ATO等信息给列车；

h.其它功能：例如自动折返、防淹门接口、保证开门的位置控制等：

（2）AT0系统

AT0系统主要部件包含：每个驾驶室内的车载单元即MMI，ATO车载设备及PTI天线；PTI同步环线和附加的ATO定位设备。ATO功能：ATO功能是由不同的运行模式所决定的，即配备有ATP/AT0的列车，可以RM、SM、AT0三种模式来运行。

RM模式：即限速驾驶模式，最高限速为25km/h，此时列车安全由司机保证，此模式主要在由车辆段到正线时，紧急制动后等情况下使用，要经过三个轨道区段，才可由RM转为SM模式。

SM模式：即人工按照ATO/ATP的指示行驶，此时由司机驾车，各种指示都有，ATP也起作用。可由一站、一站行驶，如果司机不按指示行驶，将报警提示，如果超速，将引起紧急制动。在此模式下有目标速度及目标距离、停车点、开门位置是否正确等的指示，此模式下须人工开关门。

ATO模式：列车自动驾驶模式，此时列车按照时刻表或人工调整的时间自动驾驶，从SM模式到ATO模式的转化可通过按压ATO按钮，此时需由司机按压关门按钮关门，这样列车就可自动地从一站到下一站，在折返站时通过按AR按钮，列车就可实现自动折返。

此时车上的AT0/ATP数据可通过PTI传输，传输时要求列车的速度最高为40km/h。

PTI功能：PTI的功能为车地通信，从车上将有关数据，例如车次号、目的地号、车站是否停车、车门状态信息等，从车上通过ATP及AT0天线，传送到PTI环线，经过室内设备及RTU传给ATs设备。自动折返功能：配置有ATO/ATP设备的列车有三种折返模式，即无人自动折返、AT0式的自动折返及无折返轨时停车时自动转换运行方向三种模式。三种模式都是在停车位置须收到自动折返或自动改变运行方向的命令，然后司机按压AR按钮，若为ATO模式则司机须按压ATO开始按钮，然后锁门、列车便可进行自动折返。若为无人折返则在按压AR后锁门，并且须按压设在站台上的自动折返按钮。然后列车便可自动进入折返线，并且返回到发车站台。列车停站后，自动改变方向时，也是在接收到自动折返信息后，按压AR按钮，锁门。此时，ATP车载设备会实现驾驶室“A”与“B”的联络。

（3）ATS系统

ATS负责列车运行监督、控制及管理，ATS把现行的时刻表告知ATO，监视运行过程，并对时间偏离进行自动调整或人工进行调整，并控制旅客信息系统。作为自动化系统，计算机可给出解决问题的建议，由行调人员做出选择并发出命令。ATS系统的硬件包含：工作站、管理器、通讯器、打印设备、过程祸合单元、大表示盘及表示盘接口、时刻表编辑器、各联锁站的RTU设备、各站的PIIS、DTI和其它OCC设备。ATS系统完成的功能是与其模式密不可分的，在这里将运行模式分为两种，即车站级控制和中央级控制：

①车站级控制

在每个联锁站的车控室都配有就地工作站LOW和就地控制盘LCP。行车人员可根据行车要求，在LOW上进行排列进路、取消进路、追踪、封锁区段、逻辑空闲、强行解锁、锁定道岔、转辙道岔、开放信号、开放引导、封锁信号；取消进路；关閉车站所有信号等联锁、轨道、道岔、信号机、进路及车站级六类命令。整个轨道、道岔、信号机等都有相应的图形表示，不同的状态有不同的颜色。各种命令都是以中文方式，操作软件为基于WINDOWS的软件，操作主要以M0USE操作为主。

②中央级控制

地铁控制中心OCC，配备全套ATS系统。在OCC可对全线所有车辆进行控制和监督。可通过时刻表编辑器TTE进行时刻表的编制。ATS系统与各联锁站的联系通过过程处理单元PCU及通信系统的0TN网。所有运行中的车辆都在大表示盘上有表示，表明其现在位置及车次等有关数据，人机接口MMI与大表示盘有相同的表示。并且表示的信息更多，并可进行局部放大显示，并可在MMI上进行运营所需的各种操作。

（4）SICAS（微机联锁）

微机联锁，由联锁计算机、藕合计算机及室外设备控制单元等组成。它的主要功能为完成整个联锁的功能，实现室外设备的集中控制。它的操作有两种，一种是由L0W的操作，一种是由0CC的控制。LOW操作时，可在LOW上实现轨道电路，信号机，转辙机等的表示与操作，可在LOW上实现排列进路，道岔单操，进路解锁等操作。

参考文献

[1]李晋.广州地铁信号系统.《中国铁路》.广州地铁公司技术处

[2]肖宝弟.对我们城市轨道交通信号系统发展战略的思考.《现代城市轨道交通》2004年第2期D44-48

作者：王启峰　李轩

城市信号系统轨道交通论文 篇3：

城市轨道交通与通信信号系统

【摘要】20世纪中叶以来，微电子技术，信息技术和计算机网络技术等科学技术的发展，给轨道交通信号技术带来了一场颠覆性革命，城市轨道交通信号系统（即ATC）应运而生，它为轨道交通安全运行和通过能力的提高发挥了巨大作用。不仅提高了运行效率，同时实现了列车运行的自动化。

【关键词】轨道交通通信信号应用发展

一、引言

1、城市轨道交通发展概况。

伴随着世界经济的不断发展，城市人口的增加和规模的扩大，给公共交通造成了很大压力，也必然促使城市公共交通的积极发展，不仅数量上激增，而且在质量上也提出了更高要求。当前，以城市轨道交通为主、高速公路、等级公路为辅的立体交通网络日趋完善，已经形成了一个综合的交通体系，为城市经济繁荣和人们出行带来了很大便利。近年来，地铁和轻轨发展迅速，颇受一些发展中国家的重视，都在积极规划和建设，以缓解城市日趋严峻的交通拥堵问题。值得一提的是，高铁的发展给城市间的交通以及经济繁荣带来了巨大生命力，特别是磁悬浮轨道技术的应用，更是体现了当前轨道交通的前沿科技水平和发展趋势。例如，上海磁悬浮列车的运行，是我国最新城市轨道交通技术发展的缩影，产生了巨大影响力。

2、城市轨道交通信号系统的应用。

交通信号不仅是列车运行的通行证，更是安全运行的指挥棒。轨道交通要实现安全运行和提高通过能力两大要求，离不开轨道交通信号的发展和应用。20世纪中叶以来，微电子技术，信息技术和计算机网络技术等科学技术的发展，给轨道交通信号技术带来了了一场颠覆性革命，城市轨道交通信号系统（即ATC）应运而生，它为轨道交通安全运行和通过能力的提高发挥了巨大作用。不仅提高了运行效率，同时实现了列车运行的自动化。

二、城市轨道交通信号系统

1、城市轨道交通信号系统组成和作用。

轨道交通信号系统是由各类信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等主题设备及其他有关附属设施构成的一个完整的体系。目前城市轨道交通的信号系统一般包括两大部分：联锁装置和列车自动控制系统ATC（Automatic Train Control）。ATC系统包括三个子系统：列车自动监控系统（简称ATS）、列车自动防护系统（简称ATP）、列车自动运行系统（简称ATO）。

ATC系统是一种依据地面传送的信息，自动控制列车运行状态的信号设备。可实时监控列车的轨道运行速度，并参照允许速度及时作出反应，通过对列车的制动控制，自动降低列车速度，确保列车高效、安全的运行。城市轨道交通信号系统是确保列车安全运行，实现行车综合指挥和列车运行智能化，提高运输能力和效率的重要系统设备。

2、城市轨道交通ATC系统的特点。

传统的轨道交通信号系统是通过设置在地面的色灯信号机来传递不同的行车信息和命令，这种信号模式是依赖司机对列车进行速度控制和调整，人为因素占主导地位，安全性差，已经不适应轨道交通的发展。而ATC系统是一种智能化系统，它将列车信号作为主体信号，把具体的速度或距离信息传递给列车指挥系统，列车按调度人员设置的工作程序和时刻表，实现自动运行、自动调整停站时分，以及运用控制程序实现列车在车站的停靠要求。ATC系统大大提高了轨道运营效率和安全系数，具有广阔的发展和应用前景。

3、城市轨道交通信号系统的功能理解。

（1）联锁是指为确保列车运行的安全，将轨道线路中的所有交通信号机、轨道电路及道岔等相对独立的信号设备构成一种相互制约、互为控制的连带环扣关系，即“联锁”关系。它主要是控制列车的确定路线和进出改变路线。

（2）ATC系统各部分的功能理解。①列车自动防护（ATP）子系统。ATP子系统可分级或连续对列车运行的速度状态进行防护，主要是针对列车运行进行防护，实行监控与安全有关的设备或系统，实现列车间隔保护、超速防护等功能，其主要工作原理是及时的将一些地面信息（如来自联锁设备和操作层面上的信息、地形信息、前方目标点的距离和允许速度等）传至车上，进行分析判断，从而得出此时所允许的安全速度，依此来监督和管理列车的速度状态。当列车实际速度大于安全速度时，ATP子系统就会通过全制动或紧急制动控制列车速度，使列车停在显示红灯信号机或停车指定位置。这种系统通过仪表指示方式向司机显示列车应有速度、目的地距离和目的速度等数字式信息，司机只要按列车的这些速度信息操作列车运行，就能保证列车的安全。这样可以有效缩短列车间隔，提高轨道线路的运行效率和行车的安全可靠性。②列车自动监控（ATS）子系统。ATS系统依靠ATP系统的支持完成对列车运行的自动监控。ATS子系统在电脑辅助下做出对列车基本运行图的编制及管理，并具有较强的人工介入能力。它主要实现对列车在轨运行的监督和控制，辅助行车调度人员对全线列车运行的状态进行管理。行车调度人员可以以此把控列车的运行情况，监督和记录运行图的执行情况，在列车因故偏离运行图时，及时提出调整建议或者自动修整运行图，作出处理反应，通过ATO系统的显示终端，向无线通信、广播、旅客向导系统提供必要的信息（例如：列车到达、出发时间，运行方向，中途停靠站名等）。③列车自动运行（ATO）子系统。ATO子系统是控制列车自动运行的设备，由车载设备和地面设备组成，它可以对列车进行自动驾驶，并实现行车安全和行车要求，可以避免不必要的、过于剧烈的加速和减速，使列车出于最优化运行状态，节约电能。ATO子系统主要用于实现“地对车控制”，即用地面信息实现对列车驱动和制动的控制。使用ATO子系统后，列车能根据停车站点的位置及停车精度，自动地对车门进行开关控制，因此明显提高了旅客的舒适度、列车准点率，提升了列车运行档次。

三个子系统是个有机的整体，通过信息共享网络构成一个安全指挥系统，实现地面控制与列车控制的有效结合，提高了运行效率。

三、通信信号系统的发展趋势

（1）系统的应用实现IP化。随着科技进步，轨道交通信号系统将逐步地实现IP化。多信息传输和共享平台以及虚拟专用局域网业务（MPLS/ VPLS）等技术的成熟应用，使得IP服务质量将逐步得到保障，这将有力促进轨道交通运营的信号系统实现IP化，IP化可以使轨道交通运营的管理更加便捷，效率更高，进一步降低交通运行的成本。（2）通信、信号系统一体化。就目前而言，城市轨道交通的信号和通信系统还是相对独立的。这种局面不利于轨道交通的发展。近年来，轨道交通列车自动控制系统（ATC），需要经过多次数据处理和信息交换，才能实现安全防护功能，这种情况需要通信技术和信号技术的融合统一。实践证明，网络通信技术和信息技术的迅速发展为信号系统的进一步发展提供了有利条件。我们有理由相信，发展中的通信信号系统将逐步走向一体化，最大限度地实现信息共享和信息传输，发挥城市轨道交通通信信号系统的最大作用，体现系统一体化优势。

四、结语

根据发达国家城市轨道交通的发展现状，以及通信信号技术的发展趋势，通信信号系统将会进一步完善，集成化更高，会更有效地促进城市轨道交通的发展，这也是顺应时代发展的必然要求。我相信，我国的轨道交通建设以及通信信息技术会取得长足的发展，定会为城市繁荣和经济发展贡献更大力量。

参考文献

[1]肖培龙.城市轨道交通信号系统设计与系统集成设计差异分析[J].铁路技术创新. 2010（5）：57-58.

[2]李增海.铁路信号微机监测系统中通用轨道信号发码器的硬件设计[J].科技创新导报. 2010（7）：76.

[3]周留运，梁君.轨道交通信号系统安全性评估的实施[J].铁道通信信号. 2010（4）：41-42.

[4]耿传锋.浅谈珠三角城际轨道交通项目信号系统方案选型[J].科技信息. 2010（15）：440-441.

作者：桑元