基于通信技术的城市轨道交通信号控制系统研究
摘要：随着我国城市化建设进程的不断推进，城市规模和城市人口呈现出不断上升的趋势，私家车被大量涌入家庭生活中，使得私家车的数量不断增多，这无疑增加了城市交通拥堵程度。而城市轨道交通信号控制系统的设计和应用可以很好地解决这一问题，该系统充分利用5G无线通信技术，具有立体化、高效率和规模化等特点，可以有效地解决交通拥堵问题，同时，还能缩短列车运行距离，提高列车行驶的高效性和安全性，为实现对列车运行状态的实施检测打下坚实的基础。因此，在5G无线通信技术的应用背景下，如何科学地设计和应用城市轨道交通信号控制系统是技术人员必须思考和解决的问题。
关键词：通信技术；城市轨道交通；信号控制系统
1系统信号控制方式
1.1自动控制
自动控制作为系统正常运行的常用的控制方式，该控制方式在具体的运用中，需要在处理列车运行信息的基础上，执行计算机所发出的多种控制信号指令，以实现对列车行驶速度和行驶路
线的自动化调整和控制。该控制方式主要用到的控制依据为：通过综合处理列车当前所在的轨道交通线路、各个子系统设备的连接状态、列车时刻表、运行速度以及列车自动监控子系统和列车自动驾驶子系统相关信息，然后，车站控制中心会自动形成一系列控制信号，以实现对车辆的规范化、自动化调度。
1.2人工信号控制
现阶段，自动控制方式尽管功能强大，但是仍然无法完全取代人工信号控制方式，这是由于列车在进行交通运行期间，经常会遇到多种不可控因素，这些因素是自动控制方式无法解决的，因此，人工信号控制方式在系统的整个运行中同样发挥出重要作用。人工控制方式在具体的设计中，主要借助车站控制模式，对进路状态进行设置，使其设置为“进路人工控制”，只有在紧急站控制模式下，系统会将自动控制方式快速转化为人工控制方式。
1.3自动进路
自动进路作为一种常用的自动控制方式，主要包含以下三种控制方式，分别是人工自动进路控制方式、计划车自动进路控制方式和头码自动进路控制方式，通过运用这三种自动进路控制方式，可以实现对列车的科学化、自动化调度，为提高列车的行驶性能打下坚实的基础。
2系统软件设计
2.1显控台
所谓显控台是指综合信息显示控制台，它是城市路口交通信号控制系统的核心部分，显控台主要完成显示和控制两种功能。在显示方面，至少需要三个显示屏，分别完成交通信号的显示、路网控制状态的显示和数据统计显示。其中交通信号显示屏可以为用户动态展示当前的交流状态，还可以根据当前交通流量预测未来一段时间内的交流流量，根据分析结果可以对各路口的信号控制机参数进行调整，使交通信号与实际交通流量的引导需求相适应。在显控台中，几乎所有功能都是基于交通专用GIS地图开发的，通过GIS地图可以完成目标定位、实时导航、位置查询和路径搜索等功能，为交通信号控制提供基础数据支撑。
进程间通信信号
2.2无线通信程序设计
该系统软件在具体的设计中，主要借助了套数字(Socket)，有效地保证软件通信功能的实现效果。套接字主要包含以下两种类型：1.数据报套接字。数据报套接字属于一种常用的套接字，具有无连接特点，它主要用于对双向数据流的全面记录，但无法保证所传输信号的安全
性和顺序。2.数据流套接字。数据流套接字在具体的运用中，无法对边界双向数据流进行记录，因此，可以保证信号传输的有序性和稳定性。套数字主要用于服务器/客户端模型，通过将应用程序进行科学划分，使其被划分为两个组成部分，分别是客户端和服务器，通过借助服务器，可以将处于等待状态的客户端进行有效连接，并将连接请求信号传输到服务器端，由服务器端将最终响应的消息返回到客户端[。
2.3管理台
管理台又称为综合信息管理台，管理台是专为系统管理人员设计的，提供了丰富的系统管理功能，除了系统管理员，其他具备系统管理权限的用户也可以进行后台管理操作。根据管理对象的不同，管理台也可以分为三个屏，即基础数据管理屏、交通规划管理屏和应急处置管理屏。管理功能同样是基于交通专用GIS地图开发的，实现了系统管理的可视化。基础数据管理主要是对交通状态和交通基础设施的基础属性进行维护，例如道路施工、新增道路、修改道路信息等；交通规划管理可以完成路口/路段渠划管理、路口相序管理等工作；应急处置管理是指在特殊情况下对路口/区域信号控制机信号进行配时设计，自动选定最佳响应策略，为用户提供决策依据。
2.4列车信号控制子系统设计
列车信号控制子系统主要由以下两个部分组成，分别是轨旁设备和车载设备，通过借助列车自动驾驶子系统运算，可以实现对列车当前行驶位置的自动化、精确化定位，同时，借助信标系统，可以向列车自动驾驶子系统传输相应信号，由列车自动驾驶子系统对列车的停车位置信息进行准确地判断和分析。列车信号控制子系统内部用到的核心单元为数据存储单元(DSU)，通过利用该子系统核心单元，可以向列车自动监控子系统和列车自动驾驶子系统中传输列车行驶所需要的固定信息和变化信息，其中，固定信息主要包含道岔的位置、信号机位置、列车线路所对应的坡度以及车站位置等信息；变化信息主要包含列车行驶速度、列车牵引力、负载、制动力等结构参数。此外，通过借助列车自动监控子系统与列车自动驾驶子系统可以借助信息交换设备，对数据存储单元所保存的信息进行全面记录，这些信息主要包含故障告警信息、故障时间信息以及故障处理过程中所对应的数据变换信息等，可以最大限度地提高车辆安全验证结果的精确性和真实性。
3结论
随着我国城市化的继续演进，机动车保有量还将进一步增加，城市路口交通信号控制系统具
有广阔的应用空间。在人工智能、5G、物联网等技术的影响下，城市路口交通信号控制系统在未来将逐步实现智能化，将成为智慧城市和智能交通的重要组成部分。
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