市域铁路信号系统需求探讨
摘要：城市、都市圈具有完善新型城镇化空间布局、优化区域经济布局和促进区域协调发展的功能。当前，国家从战略层面加快推进都市圈城际铁路、市域铁路建设，明确提出要实现城际铁路、市域铁路的快速化、公交化及一体化运营。
关键词：市域铁路；铁路信号；需求分析
1.市域铁路需求分析
1.1都市圈特征
市域都市圈是一种具有圈层式地域结构和经济一体化趋势的地域空间组织，它以一个或多个经济较发达、拥有较强城市功能的大城市或特大城市为核心，由一系列不同性质、规模、等级的中小城市组成，这些城市在空间上位置相近、功能紧密联系、相互依存，以1小时通勤圈为基本范围，形成了一种城镇化空间形态。都市圈是城市化进程中出现的一种新型空间结构形式，其内涵与外延都发生了重大变化。都市圈最显著的特征在于其内部城市之间形成了紧密的互动关系，这些城市相互融合形成了一个有机的整体，呈现出高度一体化和同城化的特征。
1.2运营要求
都市圈市域铁路从运营要求角度考虑，主要有以下四个方面的突出需求。
1.2.1公交化
都市圈市域铁路应满足都市圈通勤客流出行时空目标，其具有高密度、大容量的特点，行车密度远期高峰应满足2．5min的行车间隔。从规划层面，都市圈市域铁路需要与交通枢纽、地铁实现互联互通、便捷换乘、一票通达的目标。车站站台作为乘客候车及乘降的公共场所，需采用站台候车，即到即走的方式，以应对客流的快速变化，减少乘客等候时间，提升乘客服务水平。为了实现公交化运营，市域铁路列车还须具备自动驾驶、精确停车、自动开关门、联动屏蔽门及安全门等ATO(列车自动运行)相关功能，既能为列车精确对标停车及正确开门提供有力的技术保障，也能有效减轻司机和站台客运人员的劳动强度，提高自动化水平和运营效率。因此，都市圈市域铁路具有公交化运营需求的特点。客观要求行车间隔短、信号系统采用移动闭塞制式，具有地铁一样的高密度公交化运营方式，具备扣车、跳停等公交化运营功能，并能与乘客服务系统及广播实现联动，实现公交化运营的乘客引导。
1.2.2网络化
都市圈市域铁路的网络化运营主要体现在互联互通方面。根据国家相关指导意见，要求推进各种运输方式统筹融合发展，推动干线铁路、城际铁路、市域(郊)铁路融合建设，并做好与城市轨道交通衔接协调，构建运营管理和服务“一张网”。在有条件地区编制都市圈轨道交通规划，推动干线铁路、城际铁路、市域铁路、城市轨道交通“四网融合”。都市圈市域铁路网络化运行包括都市圈市域铁路线网内部的互联互通和与其他轨道交通制式间的网际互联互通。
2.铁路信号系统建设及应用
2.1基于５Ｇ的信号传输组网
铁路信号安全数据传输网是铁路信号系统控制设备传输信息的专用通信数据网络，它承载着信号设备的安全数据传输，它是列车运行现场执行和控制系统，也是铁路系统关键基础设施以及核心生产作业系统，确保列车在安全、有序、稳定、可靠的运行环境下运行。这对保障信号网的安全至关重要。为满足“等保2.0”的要求，信号安全数据网络系统应按“涉密”四个层次构建安全防护体系，从而实现信息安全的全方位保护。采用工业级的以太网交换机，建立了一个信号安全的数据网络，组成双通道的不同物理路径，同时具备安全冗余环网。采用物
理设备对不同的环网间进行分割，网络设备（交换机）之间采用通信工程提供的不同物理径路进行连接，例如专用单模光纤；采用三层交换机在路局线路间或同一线路不同子网边界的网络节点间进行子网间路由传输，对不同子网传输的影响减低到最小，采用双冗余光缆在不同子网互联节点间进行链路聚合连接，使安全数据网的可靠性和稳定性得到保证。
传统的信号安全数据网车站之间的通信，车站设备与中心机房的设备通信传统方式通过光纤组网的安全数据网进行数据通信，同样需要借助于光缆来实现数据交互。随着通信技术的发展，５Ｇ无线通信的成熟，５Ｇ技术广泛的应用，信号安全数据网组网方式采用无线通信组网也同样是发展的方向：在二层与三层交换机内置５Ｇ无线通信模块进行信号数据网组网实现站间通信数据传输，在通信设置中继交换机。无线组网最终发展方向是：区间轨道电路设置的５Ｇ通信模块，区间低频编码控制器内置的５Ｇ通信模块，咽喉区道岔与信号控制器内置的５Ｇ通信模块，车站联锁系统内置５Ｇ通信模块，列控系统内置的５Ｇ通信模块，中心设备各系统的内置５Ｇ通信模块组成信号系统设备无线通信网，各设备之间根据通信的需求实现信号设备之间的通信与数据获取与提供，实现信号设备的现场控制，信息反馈，进而保证行车安全。
2.2CTC数据网的建设
CTC是一个以进路控制为中心的系统。在铁路车辆运行简单、计划精度高且准确的情况下，当列车出现较小的干扰时，列车调度员应根据实际操作图和调度监控系统，并根据一定的规律对线路进行简单的调整。无论是在调度所还是在车站，都是以运行进路为主。只有在异常情况下或出现大规模干扰时，才会对规划级别作出相应的调整。调整通常是由应急中心来完成，而调度员的职责就是执行应急中心所发布的调整方案。由此可知，CTC系统是列车运行控制系统中的检测与执行机构，其相对稳定的规划使得其控制器的作用并不明显。
在铁路中，由于铁路列车的开行组织是以调度为中心的，层次化的网络规划要求一个复杂的信息系统来与调度所、机务、车站、货运、运输等多个部门进行沟通。其自身即是一个多层次、多粒度的协作作业体系，因此CTC系统在整个系统中规划实施和运行状态检测层次上的定位是较为实际的方案。
在调度台所辖车务段所属单位附近新建一个站段级的行车指挥中心，包括通信、信号设备、调度大厅、休息室、办公室、会议室等设施。在新建成的车务段行车指挥中心信号室，配备有调度台管内各中心站的CTC设备；在通讯机房中设有相关的通讯网络传输装置，在CTC系统的广域网信道环网中纳入CTC装置；在指挥中心CTC调度大厅设有中心站集控台。同时，
调度厅及电脑室的建设也为今后在车务段管辖范围内的CTC中心站的接入提供了良好的基础。
信号机房设备有：CTC中心站服务器、通信质量监测设备、CTC网络设备、集中监控设备、机房动环监控设备、智能型综合电源屏和UPS不间断电源。
通信机房设备包含：高频切换电源和UPS无间断电源（含蓄电池）、传输设备、接入网ONU设备、光缆布线架、数字布线架、综合柜（动环装置、协议转换装置、光电转换装置、综合接入装置等）以及避雷装置。
调度工作站：由调度员工作站、调度助理工作站、调监工作站组成。其主要任务包括：显示和操作信号装置、车次号、进路表，识别和处理轨道电路故障，调度接触网电源，记录和播放历史数据等。
结束语
随着我国货物物流化进程的加快，社会对铁路运输质量的要求也越来越高，因此铁路运输部门必须对CTC系统进行完善，为实现铁路列车的运营提供技术支持，提高信息的流通性、规
划的整合性和计划的可视化可控性。
参考文献
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