城市轨道交通信号系统互联互通发展的思考

城市轨道交通信号系统互联互通发展的思考

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

1轨道交通信号系统概述

轨道交通信号系统可对列车进行调度派遣、行程控制、工况检测、数据信息

分类管理等，保证列车的安全行驶。同时在现代化技术的支持下，列车可实现信

号的点式传输、连续式传输等，在ATC 系统的应用下，可实现列车自动防护、列

车自动运行、列车自动监控、联锁功能。在立体化闭环系统的监控下，保证列车

的双向控制（地面操控和车上人工操控）、运行控制和集成化控制的融合，进而

使轨道列车可进行自动化运行。

2信号系统互联互通的背景及意义

2.1互联互通的背景

就目前信号系统的发展状况来看，许多国内的一线城市的轨道交通的发展目

前已形成了网络化的发展规模。由于目前轨道交通中的线路设计是不同的，因而

使得目前大多数交通路线只能维持单独运营。目前，国内许多大城市的城市轨道

交通已形成网络化运营，但由于单独建设的各条线路设计标准不同，造成了各线

路只能单独运营的现状。因而对于轨道交通系统而言，应当充分分析互联互通的

可行性。对于城市轨道交通而言，实现互联互通是一个复杂的工程，它涉及土建、供电、信号以及轨道等诸多专业领域，各线路之间应当形成统一的标准，彼此之

间需要协同配合。若全面分析互联互通工程，由于涉及的领域众多必将大幅提升

问题复杂度，因此在本文中假定其它专业领域均可以达到互联互通的效果，在此

基础上仅对信号系统展开分析。

2.2 互联互通的意义

城市轨道交通线网间实现互联互通，能够增强人机界面、维修工艺等内容的

统一性，能够充分发挥人力与设备资源的作用，达到资源共享的效果。列车处于

高速运转状态，同时在此基础之上对列车上的信号设备进行互联互通。这样一来

可以实现列车的共享网络运营，在很大程度上使线路和信号设备的利用率得到了

提升。

3轨道交通信号系统互联互通关键技术

3.1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。

3.2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。

3.3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。

4 信号系统互联互通解决方案

4.1 系统的整体架构

要想进一步的实现城市轨道交通信号系统的互联互通，需要以现有的 CBTC （Communication BasedTrain Control，基于通信的列车运行控制）信号系统为基础，再增添用于集中调度的管理设备，方便对其进行统一管理。同时还要增加电

子地图的功能设备，这样可以方便对列车的运行轨道实行实时共享。除此之外，

还要添加远程数据更新的车载系统数据库存贮单元（Database Storage Unit，DSU）。

4.2 各子系统布置位置和原则

为进一步的实现地铁轨道交通信号系统的互联互通，尤其是 ATO（Automatic Train Operation，列车自动驾驶）需要进一步的规划好统一的设计原则，并以此为基础，以确保列车的安全行驶。（1）路网控制设备是路网控制中心的核心设备。例如用于集中调度的管理设备和电子地图功能设备。（2）本线 ATS（Automatic Train Supervision，列车自动监控系统）控制设备是控制中心的核心设备。例如调

度员的工作站、维护工作站等。（3）车载控制设备主要包括车载 ATP

（Automatic Train Pro－tection，列车自动防护），ATO，DSU 等。

4.3 信号系统互联互通接口

车地间的接口信息以及相邻线路地面控制设备间的接口信息需要进一步规划。统一车地间的接口，以保证装载不同集成商车载设备的列车可以运行在同一线路上，可以从该线的控制中心和车站设备接收控制信息，需要保证接口之间有着统

一的信息。（1）车载 ATP-地面 ATP 间接口。最为关键的便是规范车地接口信息

处理，通过此操作地面 ATP 子系统能够精准接收到来自于车载 ATP 的各类数据，

具体涵盖列车实际位置、列车运行模式等。规范车地接口信息意义深刻，它是地

面 ATP 与车载ATP 的信息沟通渠道，可以实现彼此之间的移动授权，并提供临时