城市轨道交通信号系统的发展趋势探究

城市轨道交通信号系统的发展趋势探究
摘要：随着国民经济的飞速发展，我国城市轨道交通技术不断更新和重复，特
别是在当今社会信息化和现代发展中，城市轨道交通对信号系统的技术要求越来
越高。

国家付出更多的代价，专注于铁路自主研发的交通信号系统，即中国的城
市轨道交通信号系统，在技术和政策上正在成为新的发展趋势。

关键词：城市轨道交通；信号系统；发展趋势
前言：
城市轨道交通系统是大容量的公共交通手段，其安全直接关系到大多数乘客的生命和财
产安全。

信号系统是确保列车安全，准时，高速，舒适，高密度，无缝运行的重要技术设备。

在我国占有极为重要的地位，是实现铁路运输统一调度和调度，确保列车安全运行，提高运
输效率的主要技术装备。

在我国，由于高铁，城市轨道交通，城际/城市轨道技术的不断发展，铁路速度和密度的不断提高以及最新的复杂电子系统在信号领域的广泛应用。

轨道交通信号
系统技术已取得重大进展。

一、城市轨道交通信号系统建设的基本原则
近年来，由于政策的支持和技术的发展，日本的城市铁路运输系统得到了迅速发展，大
大减轻了城市运输的压力，提高了城市运输的速度。

从世界各国当前城市轨道交通的发展趋
势来看，我国轨道交通的发展仍具有巨大的发展空间，但同时也给相关部门和人员带来了挑战。

从我国城市铁路建设的基本情况来看，我国城市轨道交通信号技术的发展仍然面临着自
主性低，成本高，安全性不足的问题。

如何调整未来国家城市轨道交通信号系统的发展方向
仍然是一个需要认真考虑的问题。

城市轨道交通信号系统的发展，需要遵守以下3项原则。

城市铁路交通信号系统的建设应以安全性，实用性和经济性为主要原则，特别是从实用
性和经济性的角度出发。

发展必须遵循这一原则。

另一方面，华而不实的“先进”技术并不是
我国提倡的发展方向。

根据该国现有城市轨道交通信号系统的主流趋势，我们将为选择合适的技术支持。

当前，铁路运输信号系统的运行主要由中国的两个主要系统支持，即基于轨道电路的ATC技术和基
于无线电通信的ATC（CBTC）技术。

基于现实情况的选择不应盲目地认为这些技术都是“万能”，其适用性是交通信号系统发展趋势的重要因素。

在安全性，稳定性和信号系统开发进度之间应该做出全面而适当的选择。

为了确保安全
性和开放性，需要愿意适当地使用高级技术并合理地构建安全防火墙。

二、国内城市轨道交通信号系统的发展现状
当前，我国主要采用三种方法进行城市轨道交通的无线通信传输。

无线AP传输，电缆
泄漏传输和感应环路模式。

无线AP传输方法具有安装简便，成本低廉的优点，但传输距离
有限，极易受到干扰。

泄漏的电缆传输不易受到干扰，覆盖率更高，但价格也较昂贵。

感应
环路传输可用于往返于站点的双向传输的车辆中，但是对于日常的线路维护很不方便。

除了上述三种传统的传输方式外，我国当前的主流运营线路信号系统几乎总是基于通信
的列车控制系统解决方案，即由旧的轨道交通结构的影响导致的。

但是现在我国大多数的CBTC操作设备都是国外制造的。

因此，如何实现信令系统的本地操作是重要的考虑因素。

三、轨道交通信号系统发展趋势及技术难点
铁路交通信号系统发展的下一个趋势一直是理论和工业界高度关注的问题。

许多学者进
行了多维的讨论并提出了许多创新的想法。

不同类型的轨道交通系统具有不同的运行模式，并且有两种典型类型。

第一种以中国的
高铁为代表，需要网络级的运营，以支持数万公里的线路和数以万计的火车，并具有强大的
互连要求，以下称为高铁信号系统；另一种以常规地铁系统为代表，该系统需要在支持线级
别运行数十公里的线路和数十列的火车。

以下将其称为地铁信号系统。

可以将其他标准信令
系统视为上述两个系统的某种组合。

由于系统需求的不同，高速铁路信号系统和地铁信号系
统的发展趋势存在很大差异。

这些在下面分别描述。

（一）高铁信号系统
随着新时代人们对高铁的青睐，高铁的运行对信号系统的五个主要功能提出了更高的要求。

由于其技术特性，现有的信号系统在适应新需求方面面临一些无法克服的瓶颈，例如无
法适应时速超过500 km / h的高速行驶以及提高运输效率。

进一步改进的空间有限，维护成
本仍然很高，智能化水平有待提高。

为了解决上述问题，我们结合了城市轨道交通列车控制
系统，北斗卫星导航系统和宽带通信技术领域的最新创新，结合了考虑前进列车的位置和速
度以及中央障碍物的运动障碍。

需要克服集中式地面控制的定制和改进。

以智能化运行控制，高速列车的智能化运行，基于北斗的高安全性和高精度的列车定位以及可靠的实时宽带无线
通信为代表的关键技术已开发出一种新的高铁信号系统。

是进一步满足新时代新需求的重要
技术。

为了进一步提高运输效率，新的高铁信号系统可以采用考虑移动列车的位置和速度的移
动模块。

当火车速度快时，火车的许可的长度比闭塞区域的长度长得多，因此与固定闭塞相比，仅考虑前行列车位置中的移动闭塞相比提升的效果不明显。

基于前进列车的位置和速度
的移动块大大缩短了列车的运行间隔，为了提高运输效率，我们引入了新的安全理念，建立
了完整的动态火车距离控制智能控制模型，并确保了稳定可靠的距离控制，需要提出一种控
制算法。

为了降低维护成本并提高车辆控制精度和系统安全性，新型高速铁路信号系统基于基于
虚拟化设备，人工智能等技术手段的智能集中地面控制模式。

数据分析可实现每列火车的定
制和复杂的运营管理。

在这种模式下，地面中心设备负责复杂和智能的安全计算功能，而地
面设备和车载设备仅执行采集，执行和安全验证功能。

一些研究人员提出了另一种技术趋势，即使用车内分散控制方式替代集中式地面控制。

但是，在这种模式下，没有地面安全设备可
以集中管理有关火车运行的全球信息，因此有必要进一步克服与现有路网互连互通、设备故
障情况下的运营组织、盖房和道岔操作的安全措施等技术问题很难在短期内解决。

高速火车的智能驾驶技术旨在提高安全性和效率，使用替代驾驶员来控制列车，作为根
据时间表运行高速火车的一种手段。

具有高度自动化水平的高速火车智能操作可以进一步提
高运输能力并降低操作能耗，但是它必须克服许多状态识别和状态检测问题，例如车辆人员
和设备状态。

（二）地铁信号系统
与高速铁路信号系统相比，地铁信号系统采用先进技术，具有高速，可实现互连，移动
阻塞和全自动驾驶功能的优点，已成功应用LTE-M系统。

由于地铁一般都在隧道内，北斗卫
星信号的覆盖范围较差，因此暂时没有考虑卫星定位技术的应用。

由于单轨地铁相对简单，中间道岔很少，因此通常由一个制造商提供整套设备。

可以考虑基于车辆间通信的分散控制方法，并且可以在车辆中内置列车控制联锁功能集成至车载，应用在作业较简单、生产线小，维护差的生产线路。

为了进一步提高运输效率，地铁信号系统可以采用考虑了前行列车的位置和速度的移动闭塞和虚拟链接技术。

结语：
综上所述，我国城市铁路交通信号系统的发展应根据我国的实际发展水平来决定。

科学选择合适的铁路交通信号系统，增强城市铁路交通信号系统的自主研发能力，构建完整，科学，规范的专业，高水平的城市铁路交通信号系统管理体系要培养高质量的城市和轨道交通信号，通过系统建设人才，加强城市轨道交通信号和通信设备等的综合建设，促进其健康可持续发展，提升国际水平。

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