軌道交通是指運營車輛需要在特定軌道上行駛的一類交通工具或運輸系統。最典型的軌道交通就是由傳統火車和標準鐵路所組成的鐵路系統。下面我們來看一下關於軌道交通訊號的論文吧。
摘 要：城市軌道交通是緩解現代城市交通壓力的重要方式。近年來，我國各大城市紛紛加快了軌道交通的投資與建設，以此提高城市公共交通運輸能力緩解地面交通壓力。在地鐵工程建設與發展中,軌道交通系統作為大容量公共交通工具,其安全性直接關係到廣大乘客的生命安全,訊號系統是城市軌道交通的重要基礎設施之一，作為保證列車安全、正點、快捷、舒適、高密度不間斷執行的重要技術裝備在軌道交通系統中有著舉足輕重的地位，同時也是關係到列車行駛安全的關鍵。現就城市軌道交通訊號系統進行簡要論述，主要介紹訊號系統的構成、功能、控制模式、在我國的應用情況以及存在的不足和發展對策。
關鍵詞：軌道交通；訊號系統；現狀；發展趨勢
一、城市軌道交通訊號的發展
1.1軌道交通訊號的發展背景
軌道交通通起源於英國，最早的列車指揮是由一位帶紳士禮帽、穿黑大衣和白褲子的鐵路員工騎馬在前引導執行的，他邊跑邊以各種手勢發出訊號指揮列車的前進和停止。
為確保安全，人們開始研究使用固定的訊號裝置：用一塊長方形的板子，橫向線路是停車訊號，順向線路是行車訊號。可是順向線路的板子實際上很難觀察，故又在頂端加塊圓板。當必須在晚間開車時，就以紅色燈光表示停車訊號，白色燈光表示行車訊號。
1841年，英國人戈裡高利提出用長方形臂板作為訊號顯示，裝設在倫敦車站，這是鐵路上首次使用臂板式訊號機。而慢慢隨著科技的發展出現了色燈訊號機漸漸代替了臂板訊號機，直到現在的列車自動控制系統。
1.2軌道交通訊號的發展現狀
眾所周知，城市軌道交通系統因基建成本高，往往採用高速度、高密度方式運營，這樣就必須依靠先進的通訊訊號裝置來進行控制和管理。城市軌道交通的訊號系統，已從早期的固定閉塞發展到了準移動閉塞，正在向移動閉塞方向發展。傳統的訊號系統即以地面訊號顯示為依據，司機按行車規則操縱列車執行。現代訊號系統有６個基本目標：以安全的方式控制列車有條件地前進；使本列車與前行車或股道盡頭保持安全距離；防止出現列車衝突進路；使列車能夠按要求的時間間隔執行；使列車能夠按時刻表速度執行，以便最大程度地避免危及安全的各種干擾；保證關鍵點閉鎖在正確位置。目前世界各國的城市軌道交通訊號系統大都採用列車自動控制系統（ＡＴＣ），已基本上滿足上述基本目標。
我國軌道交通的ATC系統目前大多采用進口裝置，主要來自德國SIEMENA、英國WESTINGHOUSE、美國US&S、法國ALSTON等公司。國產訊號系統由於多種原因尚未形成完整的產品，近年來ATP系統等開始逐步在正線得到應用。
1.3城市軌道交通的發展趨勢
當下我國城市軌道交通建設正處於高速發展階段，各種各樣交通訊號系統紛紛踏入中國軌道交通市場，那麼如何選擇先進、安全、可靠、經濟、使用性的訊號系統成為了當前我國城市軌道交通的一項重要課題。當前國外主流的城市軌道交通通訊系統主要有數字軌道電路系統、分析模擬軌道電路系統和基於通訊的列車執行控制系統模式，我們要結合國內外各類軌道交通訊號的優缺點，尋找出適合我國國情的城市軌道交通訊號系統，在未來城市軌道交通系統國產化建設才是正確的發展方向。城市軌道交通國產化，不僅能降低建設成本（國產的CBTC比引進國外的系統造價低20％），而且能降低運營成本，更重要的是促進我國城市軌道交通技術水平的大幅提升，有利於人才培養。並且參與國際競爭。
那麼，參與技術服務，國內硬體加工，逐步吸收熟悉國外技術是首要的。其次，通過技術引進，掌握系統功能單元間介面協議和技術標準，最後要積極跟蹤並參與CBTC的研究。
城市軌道交通的訊號系統，已從早期的固定閉塞發展到了準移動閉塞，正在向移動閉塞方向發展。傳統的訊號系統即以地面訊號顯示為依據，司機按行車規則操縱列車執行。現代訊號系統有六個基本目標：以安全的方式控制列車有條件地前進；使本列車與前行車或股道盡頭保持安全距離，防止出現列車衝突進路；使列車能夠按照要求的時間間隔執行；使列車能夠按時刻表速度執行，以便最大程度地避免危及安全的各種干擾，保證關鍵點鎖閉在正確位置。
ATP的主要作用是根據故障-安全原則，執行列車間安全間距的監控、列車的超速防護、安全開關門的監督和進路的安全監控等功能，確保列車和乘客的安全；ATO主要執行站間自動執行、列車在車站的定點停車、在終點的自動折返等功能；ATS的主要作用是監督列車狀態、產生列車時刻表、自動調整列車執行時刻和保證列車按時刻表正點執行、生成執行報告和統計報告、向旅客嚮導系統提供資訊等。
由於通訊技術的發展，ATC系統中ATS子系統的功能也越來越強，已不僅僅是傳統意義上的“列車自動監督”，ATS子系統正在向整合化方向發展；維修管理更加重要為了提高系統的可靠性、減少維護費用，訊號系統的監控管理以及維修管理資訊系統都非常重要。
二、城市軌道交通系統的構成及功能
2.1 列車自動監控子系統（ATS）
ATS系統由控制中心、車站、車場以及車載裝置組成。ATS系統在ATP系統的支援下完成對列車執行的自動監控，實現以下基本功能：
（1）通過ATS車站裝置，能夠採集軌旁及車載ATP提供的軌道佔用狀態、進路狀態、列車執行狀態以及訊號裝置故障等控制和監督列車執行的基礎資訊。
（2）根據聯鎖表、計劃執行圖及列車位置，自動生成輸出進路控制命令，傳送至車站聯鎖裝置，設定列車進路、控制列車停站時分。
（3）列車識別跟蹤、傳遞和顯示功能。系統能自動完成正線區段內列車識別號（服務號、目的地號、車體號）跟蹤，列車識別號可由中央ATS自動生成或排程員人工設定、修改，也可由列車經車—地通訊向ATS傳送識別號等資訊。
（4）列車計劃與實跡執行圖的比較和計算機輔助排程功能。能根據列車執行實際的偏離情況，自動生成調整計劃供排程員參考或自動調整列車停站時分，控制發車時間。
（5）ATS中央故障情況下的降級處理，由排程員人工介入設定進路，對列車執行進行調整，由ATS車站完成自動進路或根據列車識別號進行自動訊號控制，由車站人工進行進路控制。
（6）在計算機輔助下完成對列車基本執行圖的編制及管理，並具有較強的人工介入能力。通過設在車輛段的終端，向車輛段管理及行車人員提供必要的資訊，以便編制車輛運用計劃和行車計劃。
（7）列車執行顯示屏及排程臺顯示器，能對軌道區段、道岔、訊號機和線上執行列車等進行監視，能在行調工作站上給出裝置故障報警及故障源提示。
（8）能在中央專用設 備上提供模擬和演示功能，用於培訓及參觀。能自動進行執行報表統計，並根據要求進行顯示列印。
（9）能在車站控制模式下與計算機聯鎖裝置結合，將部分或所有訊號機置於自動模式狀態。
（10）向通訊無線、廣播、旅客嚮導系統提供必要的資訊。
2.2 列車自動防護子系統（ATP）
ATP系統由地面裝置、車載裝置組成，監督列車在安全速度下執行，確保列車一旦超過規定速度，立即施行制動，主要實現以下功能：
（1）自動連續地對列車位置進行檢測，並向列車傳送必要的速度、距離、線路條件等資訊，以確定列車執行的最大安全速度。提供列車速度保護，在列車超速時提供常用制動或緊急制動，保證前行與後續列車之間的安全間隔，滿足正向行車時的設計行車間隔和折返間隔。對反向執行列車能進行ATP防護。
（2）確保列車進路正確及列車的執行安全。確保同一徑路上的不同列車之間具有足夠的安全距離，以及等防止列車側面衝撞。
（3）防止列車超速執行，保證列車速度不超過線路、道岔、車輛等規定的允許速度。
（4）為列車車門的開啟提供安全、可靠的資訊。
（5）根據聯鎖裝置提供的進路上軌道區間執行方向，確定相應軌道電路發碼方向。
（6）任何車—地通訊中斷以及列車的非預期移動（含退行）、任何列車完整性電路的中斷、列車超速（含臨時限速）、車載裝置故障等均將產生安全性制動。
（7）實現與ATS的介面和有關的交換資訊。
（8）系統的自診斷、故障報警、記錄。
（9）列車的.實際速度、推薦速度、目標速度、目標距離等資訊的記錄和顯示。具有人工或自動輪徑磨耗補償功能。
2.3 列車自動駕駛子系統（ATO）
ATO子系統是控制列車自動執行的裝置，由車載裝置和地面裝置組成，在ATP系統的保護下，根據ATS的指令實現列車執行的自動駕駛、速度的自動調整、列車車門控制。
（1）自動完成對列車的啟動、牽引、巡航、惰行和制動的控制，以較高的速度進行追蹤執行和折返作業，確保達到設計間隔及旅行速度。
（2）在ATS監控範圍的入口及各站停車區域（含折返線、停車線）進行車—地通訊，將列車有關資訊傳送至ATS系統，以便於ATS系統對線上列車進行監控。
（3）控制列車按照執行圖進行執行，達到節能及自動調整列車執行的目的。
（4）ATO自動駕駛時實現車站站臺定點停車控制、舒適度控制及節省能源控制。
（5）能根據停車站臺的位置及停車精度，自動地對車門進行控制。
（6）與ATS和ATP結合，實現列車自動駕駛、有人或無人駕駛。
訊號ATC系統依據控制方式以及資訊傳輸方式的不同，系統結構組成和配置方式也完全不同，在工程設計中選擇何種配置，須根據行車組織、車輛效能、車站規模、線路條件等，以安全性、可靠性為基本原則，兼顧成熟性、經濟性、合理性，以發揮最大效能為目標，並需適當考慮先進性等。
三個子系統通過資訊交換網路構成閉環系統，實現地面控制與車上控制結合、現地控制與中央控制結合，構成一個以安全裝置為基礎，集行車指揮、執行調整以及列車駕駛自動化等功能為一體的列車自動控制系統。
2.4聯鎖系統
在鐵路車站上，為了保證機車車輛和列車在進路上的安全，有效利用站內線路， 高效率地指揮行車和調車，改善行車人員的勞動條件，利用機械、電氣自動控制和遠端控制、計算機等技術和裝置，使車站範圍內的訊號機、進路和進路上的道岔相互具有制約關係，這種關係稱為聯鎖。為完成聯鎖關係而安裝的技術裝置稱為聯鎖裝置。
（1）聯鎖的基本內容
防止建立會導致機車車輛相互衝突的進路；必須使列車或調車車列經過的所有道岔均鎖閉在與進路開通方向相符合的位置；必須使訊號機的顯示與所建立的進路相符合。進路上各區段空閒時才能開放訊號；進路上有關道岔在規定位置時才開放訊號；敵對訊號未關閉時，防護該進路的訊號機不能開放。同時這三點也是聯鎖最基本的三個個技術條件，只有在滿足了這三點條件，聯鎖才能成立，列車進路與調車進路才能安全進行。
（2）聯鎖裝置
控制車站的道岔、進路和訊號機，並實現它們之間的聯鎖關係的裝置，稱之為聯鎖裝置。聯鎖裝置是軌道交通的重要訊號裝置，用來在車站和車輛段實現聯鎖閉塞關係，建立進路，控制道岔的轉換和訊號機的開關，以及進路解鎖，以保證行車安全。聯鎖裝置分為正線車站聯鎖裝置合車輛段聯鎖裝置。聯鎖裝置早期為機械聯鎖，後來發展成為繼電器集中聯鎖。隨著3C技術的快速發展，計算機聯鎖已經成為聯鎖裝置的主要發展方向。
三、結 論
城市軌道交通訊號系統是技術含量高，行車指揮自動化和保障安全的重要技術裝備，就現在我國的情況而言，城市軌道交通是人們普遍會選擇的交通出行方式，安全是我們首要考慮的問題，就目前而言，我國在世界的大發展中還是處於較為落後的局面。對我國城市軌道交通現代訊號國產化程序滯後的現狀，必須引起高度關注，儘快提高我國訊號裝備的技術水平，取長補短，吸取國外先進經驗，發展具有中國特色的城市軌道交通現代訊號系統，使中國的軌道交通通訊訊號系統處於國際的前沿。
致 謝
本文是在王靜老師的精心指導和支援下完成的，所以首先要感謝我的論文老師王靜。通過老師的精心指導以及我這一階段的努力，我的畢業論文《淺談城市軌道交通通訊系統》終於完成了，這同時也意味著大學三年的生活即將結束。
在大學階段我在學習上和思想上都受益非淺這除了自身的努力外與各位老師、同學和朋友的關心、支援和鼓勵是分不開的。在本論文的寫作過程中我的導師王靜老師傾注了大量的心血從選題到開題報告從寫作提綱到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題嚴格把關循循善誘在此我表示衷心感謝。同時感謝我的爸爸媽媽焉得諼草言樹之背養育之恩無以回報你們永遠健康快樂是我最大的心願。在論文即將完成之際我的心情無法平靜從開始進入課題到論文的順利完成有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助在這裡請接受我誠摯謝意。
參 考 文 獻
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