交通科技与管理
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智慧交通与信息技术
1　城市轨道交通信号控制系统
随着科学技术特别是无线通信快速发展，人们对轨道运
行控制系统的需求也不断增大，因此，人们慢慢地开始探究
无线通信的轨道运行控制系统。城市轨道交通信号控制系统
可以通过无线通信去完成列车和地表的两面通信，以及利用
及时报告列车相关信息和计算移动闭塞来代替固定的闭塞路
线实现控制列车的运行等特点。
城市轨道交通信号控制系统可以通过监测列车的情况，
保护列车人员的安全，在确保运行安全和列车安全行驶距离
的情况下，同时最大程度提高列车运行速度。列车的自动
控制系统（简称ATC）是城市轨道交通信号控制系统的核
心。列车自动控制系统主要包括列车自动驾驶子系统（简称
ATO、列车自动监控子系统（简称ATS）、计算机子系统（简
称CBI）、列车自动防护子系统（简称ATP）四个部分构成。
2　我国轨道交通信号控制系统的优缺点
2.1　我国城市轨道交通信号控制系统的优点
第一，我国城市轨道交通信号控制系统信息传输容量大、速率快、效率高，能够实现自动闭塞；轨道系统利用通信控制系统不仅可以实现移动式的自动闭塞系统，还可以实现固定自动闭塞系统。自动闭塞系统是一个相对目前来说相对先进的列车信号控制系统，它可以很好地使用计算机技术、无
线通信技术等一些高水平技术，以此改善轨道交通行驶的效果，还可以确保列车的安全运行。当列车在
某一个车厢因停电等原因被紧急停车，列车轨道车厢控制系统就会自动向其他列车区间快速发出信号，保证其他列车区间能够及时接收到有问题的列车区间发送信号做出降速或停车动作。
轨道交通信号控制系统配有感应器、控制器等无线硬件设备，列车能通过这些无线设备与其他路线设备进行信息传
输，互相发送列车当前所处位置、运行速度、运行状态等重要的信息。列车控制系统会通过列车前方道路的路况等客观因素结合接收到的列车信息对列车接下来的行驶方案进行智能调节，以此保证列车运行速度和保持列车间合适的距离。
目前我国的自动闭塞系统通过地面供应和轨道设备将列
车传送到动车组的行车控制系统，将运行中的两列动车的行驶间隔时间控制在5分钟，有效避免发生列车相撞事故。
第二，我国轨道交通信号系统可以通过实现双向通信，提高列车区间通过能力；城市轨道交通信号系统既可以实现
车辆与控制系统、列车与列车间的双向通信和信息双向传导，
并且城市轨道交通系统还具有大容量、传导快的突出优势。
城市交通轨道系统可以灵活地安排列车的双向运行和单向不
间断发车，同时它的兼容性十分强大，能够适应各种车型。
它能对不同牵引方式、不同类型、不一样的行驶速度的列车
进行行驶管控。轨道交通双向通信系统，不单单能够完成有
安全性信息的两方面运输，还要能够两面运输安全性不是很
高的信息，就比如说，车号、乘务员的班号、车辆号、运行
时刻、动车状态、等大量动车、人员等有关信息都可以进行
双向传输。通过双向通信系统，列车控制中心能更充分掌握
列车信息，全方位保障列车安全。
第三，城市轨道交通系统能够是进行自动化管控和行驶；
城市轨道交通系统能够完成无人控制，全部是使用机械的自动化去运营。在现代城市交通中，为缓解大城市体量庞大的交通压力，城市轨道交通不断完善，交通线路的交织存在让
城市轨道运行情况更为复杂。仅仅依靠人员进行驾驶、管理等作业，稍有疏忽，很有可能出现问题，自动化模式则依赖程序执行工作，不仅能提升工作效率还能保障安全。另外，自动化的实现意味着人工使用和人力成本的减少。
第四，通信信号控制系统成本相对较低；城市轨道交通信号系统能够完成自动化，减少了人工使用的成本。另外，正是因为城市轨道交通通信控制系统无线通信的优势，与传统的铁路交通信号相比，该系统无需铺设和维护大量的电缆和线路，节约了大笔的费用，同时减少大量铺设线路给列车
带来的安全隐患。2.2　我国轨道交通信号控制系统的缺点
第一，信号易受干扰，通信不稳定，轨道交通信号控制系统的控制器等对信号非常敏感的设备的信号非常容易受到干扰，导致轨道控制系统的信号强度减弱，甚至信号被严重破坏，致使信号不能及时地发送出去，很有可能造成控制失
灵，甚至产生危急车内人员生命财产安全的严重后果。因此车地之间无线传输、无线信号对信号稳定性及无线干扰的问题以及不同系统间的信号干扰对线路调试带来的问
（下转第44页）           
作者简介：黄达跃（1998-）, 男，广西南宁人，本科在读，研究方向：电气自动化技术。
通信控制系统（CBTC）的城市轨道
交通信号控制系统探究
黄达跃
（广西科技大学，广西 柳州 545006）
摘　要：近年来，中国城市不断发展，交通压力不断加大，城市轨道交通的普及度和规模随着不断扩大，城市轨道交通城的管理难度不断提高，如何保障轨道交通安全成为一个大问题。城市轨道交通信号系统在保障城市轨道交通起着关键性作用。如何做到随时检测到列车运行状况，本文从对通信控制系统（CBTC）的城市交通轨道交通信号控制系统的优缺点等入手进行分析探究。
关键词：通信控制系统；城市轨道交通；信号控制系统
44交通科技与管理智慧交通与信息技术
（1）信息感知层面。车路协同自动驾驶技术在信息感知层面主要包括两个方面：第一，在较为特定的场景中，将静态信息以数据的形式传递给正在行驶的车辆，静态信息一般包括桥梁信息、弯道信息、施工封路信息等等，对车辆起到提示作用，保障车辆的正常运行[4]。第二，是以观察者的角度将动态信息
传递给正在行驶的车辆，动态信息一般包括行驶车辆信息、行人运动信息、事故信息、预估信息等等，动态信息的传递可以提升车辆的安全性，更好地保障驾驶人员以及乘客的生命安全。静态信息一般依靠高速公路建设的感知系统进行传递，而动态信息则依靠具体场景下的配套设施进行传递。不同场景的复杂程度不同，且极富变化性，因此对于感知设备的要求也比较高。（2）信息传输层面。为了使高速公路车路协同自动驾驶技术顺利推行，需要保障信息传输的稳定性以及正确性。信息传递设备的承载量有限，需要加设数据量承载量更大的宽带无线网络，保障数据的传输效率。（3）信息处理层面。在数据信息采集完毕后，可能会面临数据格式不统一、内容杂乱无章等问题，导致车辆对这些复杂的交通数据信息无法做到准确的识别。为了使车辆能更好地处理这些信息，可以从以下几点进行优化：第一，结合车辆的运动特征，分析在高速公路上发生的事故信息，并加入更多的影响因素，完善预测模型的真实性，提升对于事故发生可能性的预测成功概率。第二，采取中心处理法对数据进行处理，这样的信息处理方式是车路协同自动驾驶技术的关键所在。如果更为看重场景的个性化，则需要使用高速公路路侧的边缘计算法则。第三，保障路侧计算方式的信息表达与数据结构一致，边缘计算法则对于信息系统的完整性有十分重要的影响。（4）信息安全层面。除了网络信息安全方面，还包括身份认证方面的信息安全问题。可以通过密钥管理方式以达到保障信息安全的目的。
5　结语
自动驾驶分级标准的重新认知类比生物演化过程，对自动驾驶分级进行分析，同样需要一个关键要素，
自动驾驶是为交通运输服务的，是否满足安全、便捷、高效、绿、经济的要求（以下简称“核心目标”），应该成为判断自动驾驶技术以及应用效果优劣的最高指标。将路面、车辆、行人以及环境四个方面结合起来并分析，我们可以知道车路协同自动驾驶技术在实际应用过程中作用显著，但是也面临着不少的挑战。因此，需要加强对感知、通信以及控制系统的优化，为车路协同自动驾驶技术的发展打下坚实的基础。
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（上接第45页）
题，甚至是由于通信不稳定而导致的列车紧急制动等问题，在轨道交通信号系统的研发设计阶段就应尽
早引起注意并尽力解决。
进程间通信信号第二，轨道交通信号控制系统技术尚不够成熟，尽管我国已大规模地将轨道交通信号投入使用，但是长期以来，CBTC技术被国外个别大的企业所垄断，我国地轨道交通信号系统相关技术还是不够成熟，轨道交通信号系统尚不完善。此外，由于系统中所运用的许多设备我国都不能自主的研发生产而需要采用进口的方式，这大大提高了轨道交通信号系统的运营成本。另外因为我国目前缺少研发、改进、控制管理轨道交通控制系统的高端技术人才，所以系统维护和维修也是个阻碍轨道交通信号控制系统更好使用的大问题，因此我国在轨道交通信号控制系统方面的技术还有待提高。
第三，传输信号的速率慢，如果轨道交通信号控制系统传输信号传递速率慢，列车及列车间等无法及时接收列车信息若轨道交通信号控制，会对轨道交通安全造成极大的威胁。3　轨道交通信号控制系统国产化需要关注的问题目前，CBTC系统是成为城市轨道交通领域最核心的技术，世界上列车制造龙头企业在过去几十年里致力于研发出各种先进的轨道交通通信控制系统并迅速占领了全球各地市场。
中国是一个城市轨道交通运行速度最快以及发展规模比较快的国家，因此，中国的轨道交通信号系统的需求量十分巨大，前景也很开阔。创造出中国国产的通信控制系统不仅仅能够减少对中国建设地铁的投资，还能够让中国慢慢地打开市场并走向世界。为了更好推动我国轨道交通信号的国产化进程，我们必须重视并解决以下几个问题：
（1）车载冗余控制的转换问题。
（2）前后车运行联动的问题。
（3）CBTC系统互联互通的问题。
（4）信号干扰的问题。
4　结语
综上所述，轨道交通是为缓解我国现代城市交通压力的一个很好的方式。轨道交通的普及和规模的不断扩大对信号系统有越来越高的要求。因此为了更好地实现更高效安全的城市轨道交通，要对信息系统的不断地进行讨论探究和技术攻关。
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