汪容
成都轨道交通集团有限公司四川成都610000
摘要：随着我国经济的不断发展，城市轨道交通亦在以显著的成效快速发展着。信号系统是城市轨道交通系统中的核心部分，它既能保证列车的安全运营，同时也能够提高运营效率。历经几度演变过汪容后，如今信号系统在地铁中的应用发展趋于成熟。随着不同信号系统的逐级发展，它在功能理念与设计层面都有一定的差别。本文则是浅要分析目前的地铁中信号系统的应用以及发展趋势。
关键词：信号系统自动控制系统无人驾驶技术
1概述
这其中ATP系统是ATC系统至关重要的组成部分，它负责列车的超速警告，列车与列车之间安全间距、安全开关门的的监控等工作，以此来保障列车以及司乘人员的安全性能。同时ATS系统主要负责自动调整列车的运营时间表、生成列车运营时间表、监管列车运营的状态以及保障列车能够正点运营。ATO负责的是列车在车站能够准点停车、站点停的期间能够继续自动运营以及到达终点后可以自动折返。现如今的ATC系统大部分都可以满足现如今客运量对列车运营的安全性和列车运营正常时刻表等的需要，但是与此同时ATC系统还具备安全设备种类繁多、体积大、以及接口之间关系复杂等特点，因此在安全稳定性能方面仍有需要完善的地方。不过随着科学技术的快速进步，信号系统势必会发展成为更先进可靠、服务性能更好、智能化程度更高的系统。
2地铁中信号系统即ATC系统的应用
早期地铁信号系统以音频轨道电路为基础，不过由于音频轨道电路因其稳定性与抗干扰等性能都不能满足高密度行车的需要，于是渐渐的赖到了数字轨道电路，这其中应用得最多的地铁信号系统便是以数字轨道电路为基础的ATC系统。总的来说，ATC系统由ATS、ATP、ATO三个子系统组成，其中ATP/ATO按地理位置的分布又分为轨旁ATP/ATO以及车载ATP/ATO。
2.1、ATS系统
ATS子系统负责监视和控制整个地铁线路中列车的运行状态。ATS为非故障安全系统，它的全部或任何一个部分的故障或不正确操作，都不会影响列车运行的安全。ATS通过ATP有效地防止了由于ATS故障或不正确操作可能导致的对列车运行的危害。
2.2、ATP系统
ATP系统以故障安全原则强制系统安全工作。它用来检查和控制所有涉及道岔动作、列车占用状态、列车运行速度、列车追踪间隔、地面信号灯指示、列车进路等安全性。列车紧急制动闸的释放、行驶距离的确定、车门的监督、折返的监督、列车运行速度的监督等也属于ATP控制的范畴。
2.3、ATO系统
ATO执行站间自动运行、车站定点停车、自动折返、开/关车门和车站停车时间控制等功能。地铁信号系统现在所采用的ATO方式多为站间自动运行方式，车站的开、关门及列车出站时的启动由驾驶员负责，其实现如今的技术从理论层面讲来早已可以实现全程自动驾驶，不过照顾到司乘人员的心理需求以及对安全稳定性的要求，列车基本都有司机。
3地铁信号系统的发展趋势
地铁信号系统的发展趋势主要体现在两个方面：一是随着通信安全性、可靠性的提高和通信手段的多样化，目前普遍采用的站间ATO方式将向全程无人ATO方式发展；二是利用先进的计算机网络技术实现单一的ATS系统向集成化的综合地铁控制系统方向发展。
3.1集成化的综合地铁控制系统
现如今的ATS子系统以及开始向集成化方向转型，不同于如今的列车自动监督，地铁信号系统的其它子系统如电话系统、无线通信系统、公共广播系统、闭路电视系统、环控系统、电力监控系统、自动售检票系统、火灾报警系统及保安系统等的监督和控制功能，可与乘客信息系统、列车自动监督系统等功能集成在一个系统中，这样既能保障地铁安全正常运营的协调性能，又可以减少设备同工作人员的数量。
3.2全程无人驾驶技术
目前普遍采用站间ATO方式，即正常情况下列车出站时的启动由驾驶员完成，运行过程则是全自动的。全程无人ATO方式则是列车上没有任何驾驶员或工作人员的全自动方式，站停、发车、运行、折返、入库等过程由操作控制中心直接管理。如果能够确保信息系统通信的安全稳定性能以及通信的速率，如今的ATO方式便能发展成全程无人驾驶。全程无人ATO方式具备非常高的灵活性，对突然增长的能力需求和不可预见的事件具备敏捷的反应能力，而且不需要增加系统操作人员的工作压力，自然也就提高了运输效率和经济利益。让更多的人力资源直接用于为旅客提供服务，这才是乘客最迫切需要的。
4ATP信息传输方式
一般来说，我们更为关注的是列车运行安全。而提供为其提供最为有效的保障的应该有很多环节或是关键设备。而ATP系统相对来说又是其最为关键、也是最为重要的设备。一般都是由轨旁设备，当然也必须包括车载设备等，由他们共同组成了ATP系统。在列车的运行中，其信息的接收途径相对单一，一般都主要通过地面ATP设备来实现。
而连续式的ATP设备主要是接收地面信息，基本都是利用轨道电路，也有的是利用连续敷设的电缆来实现的。其特点也比较明显，信息传递实时性相对高，同时其技术也相对复杂，进而造成了其造价也相对昂贵一些。点式ATP设备主要是通过地面应答器，也有的是通过点式环线等，实现列车的地面信息接收。但是，其具备实时性相对较差的特点，相对来说其技术较为简单，当然造价也相对低廉一些。
我国的现有地铁交通情况还不够理想，也可以说其实际情况还存在较大的不足。其特殊性也较为明显，在个别时期的运量非常之大，其行车密度也相对较高。还有就是在地铁隧道内的驾驶条件还不容乐观，这些实际问题很是明显。而这些特点也都是需要我们关注的。而依据这些特点就可采用连续发码方式的ATP系统，这也最为有效的，也是最为适宜的。
如今，点式ATP技术不断发展，其具体应用也越来越多，越来越合理。如在城市轨道交通工程中就能有效采用点式ATP设备。目前，较有代表性的西门子公司ZUB120点式ATP系统的主要技术指标如下：
•传输制式移频键控（FSK），串行
•传输速率50k-1
•传输间距130～210mm
•电码可靠性循环码多次判断，海明距为4
•电码长度可编程有用比特96位
•机车设备平均故障间隔时间2×104h
•地面应答器平均故障间隔时间9×105h
点式系统控制实时较差的缺点不容忽视，其还缺乏紧急停车功能等。而这些问题都应该想法解决，一般通过接近连续式发码方式就能进行一定程度上的弥补。如，上海莘闵轻轨交通线是我国第一条城市轻轨线路，在这一系统中就按点式ATP系统来实现其特有设计。而，最新的点式ATP系统打破了90s行车间隔限制，更为重要的是这一系统实现了自动驾驶的目标，具备独特的功能。
5结束语
总而言之，无论是城市人口数量的飞速增长，还是城建方面的快速发展，都使得对地铁运输能力的要求越来越严格。科学技术的进步以及客户群体的要求无不促进着地铁信号技术的发展。地铁信号系统的发展方向为基于通信的ATC系统、全程无人ATO系统、集成的地铁控制系统。随着后续科学技术的进一步发展，地铁信号系统会择优选择安全性能高，可操作性强并且运行稳定的系统，将会呈现多元化的发展趋势。
参考文献
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