? ? ? ? 隨著近些年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和進(jìn)步，很多一線惕稻、二線城市分別開始在建或者是新建起了專門的城市交通軌道系統(tǒng)竖共。但是在進(jìn)行建設(shè)的過程中，如何可以更好的去選擇安全俺祠、可靠公给、先進(jìn)、適用并且可以節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本的信號(hào)系統(tǒng)蜘渣，這一點(diǎn)是進(jìn)行城市軌道交通建設(shè)過程中重要關(guān)鍵點(diǎn)妓布。在本篇文章中，筆者通過對(duì)城市軌道交通信號(hào)控制系統(tǒng)方面的闡述和分析發(fā)展趨勢(shì)宋梧，來去對(duì)城市軌道交通CBTC信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行分析匣沼。

（一）就目前國(guó)內(nèi)城市軌道交通的實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀而言，當(dāng)下國(guó)內(nèi)的城市軌道交通具備著建設(shè)的城市多捂龄、建設(shè)的勢(shì)頭猛释涛、建造的類型多元化等多方面的特點(diǎn)。而在實(shí)際建設(shè)的過程中倦沧，關(guān)于信號(hào)系統(tǒng)的建設(shè)卻又是軌道交通建設(shè)過程中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)唇撬。所以，按照信號(hào)系統(tǒng)本身所具有的特點(diǎn)展融，在進(jìn)行信號(hào)系統(tǒng)的建設(shè)時(shí)要去打破國(guó)外壟斷局面窖认，在建設(shè)時(shí)盡量去避免信號(hào)系統(tǒng)的復(fù)雜性。以此為基礎(chǔ)，來更好的去構(gòu)建城市軌道交通扑浸，讓城市軌道交通信號(hào)體系進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化烧给，讓國(guó)內(nèi)的軌道交通建設(shè)可持續(xù)健康發(fā)展。

整體中國(guó)城市軌道交通建設(shè)發(fā)展過程

國(guó)內(nèi)最開始有關(guān)于城市軌道交通建設(shè)起源于上個(gè)世紀(jì)五十年代的北京喝噪，在上個(gè)世紀(jì)五十年代础嫡，國(guó)內(nèi)正式開始籌建北京地鐵網(wǎng)絡(luò)，在八十年代末期正式建立起了北京地鐵一期工程酝惧。在此之后的八十年代末和九十年代初期榴鼎，國(guó)內(nèi)其他的發(fā)達(dá)城市也紛紛開始進(jìn)行地鐵方面的規(guī)劃，1995年之后晚唇，國(guó)家計(jì)委正式開始研究并制定關(guān)于城市軌道交通設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的政策巫财，全面指導(dǎo)國(guó)內(nèi)地鐵方面的規(guī)劃建設(shè)。當(dāng)然哩陕，雖然在此之后的數(shù)年時(shí)間內(nèi)國(guó)家計(jì)委暫時(shí)停止了對(duì)地鐵項(xiàng)目方面的審批翁涤，但是，隨著后續(xù)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和進(jìn)步萌踱，我國(guó)的整體環(huán)境開始進(jìn)入了城市化和機(jī)動(dòng)化的時(shí)代葵礼。在這樣的國(guó)內(nèi)大環(huán)境下，城市軌道交通其本身以運(yùn)輸量大并鸵、高效率鸳粉、低污染等方面的特點(diǎn)，其開始成為了很多大中城市解決交通問題的重點(diǎn)選擇對(duì)象园担。到目前為止届谈，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有四十多個(gè)城市獲得批準(zhǔn)開始進(jìn)行城市軌道交通方面的建設(shè)。

（二）基于通信的列車控制系統(tǒng)（Communication Based Train Control System）簡(jiǎn)稱CBTC系統(tǒng)艰山，是通信技術(shù)飛速發(fā)展背景下的產(chǎn)物，為一種目前在鐵路系統(tǒng)和城市軌道系統(tǒng)都具有廣泛應(yīng)用趨勢(shì)的列控系統(tǒng)咏闪，是當(dāng)前列車運(yùn)營(yíng)中移動(dòng)閉塞技術(shù)的核心曙搬，屬于軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中的一部分。

1999年鸽嫂，美國(guó)電氣及電子工程師學(xué)會(huì)（Institute of Electrical and Electronics Engineers纵装，簡(jiǎn)稱IEEE）為CBTC系統(tǒng)制定了世界上首份標(biāo)準(zhǔn)：IEEE Std 1474.1-1999。其后据某，IEEE又多次制定橡娄、修改并發(fā)布了相應(yīng)的諸多標(biāo)準(zhǔn)。按IEEE在1999年發(fā)布的首份標(biāo)準(zhǔn)癣籽，CBTC被定義為：利用（獨(dú)立于軌道電路的）高精度列車定位挽唉、雙向大容量車-地?cái)?shù)據(jù)通信和車載滤祖、地面的安全功能處理器實(shí)現(xiàn)的一種連續(xù)自動(dòng)列車控制系統(tǒng)。是基于無線電臺(tái)通信技術(shù)的CBTC移動(dòng)閉塞系統(tǒng)在世界各國(guó)城市軌道交通線路的應(yīng)用狀況瓶籽。不同顏色代表不同提供商的產(chǎn)品匠童，加橫線的是已經(jīng)實(shí)際運(yùn)用的線路。圖自wiki棘劣，有時(shí)限性，不代表當(dāng)前各城市城軌建設(shè)的情況楞遏。

? ? ? ? 從技術(shù)上講茬暇，CBTC系統(tǒng)是城市軌道交通列車自動(dòng)控制系統(tǒng)（ATC）中所使用的一種閉塞系統(tǒng)技術(shù)，與速度碼控制的固定閉塞系統(tǒng)和基于目標(biāo)距離控制的準(zhǔn)移動(dòng)閉塞系統(tǒng)并立寡喝，后兩種閉塞系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)部分城市地鐵線路中亦有所應(yīng)用糙俗。(勘誤：北京地鐵一號(hào)線已在15年由卡斯柯公司對(duì)其信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，現(xiàn)在采用的也是CBTC)CBTC系統(tǒng)突破了軌道電路的局限性和固定/準(zhǔn)移動(dòng)閉塞的桎梏预鬓，基本特性可羅列如下：不依賴軌道電路的高精度列車定位巧骚。連續(xù)的車-地和地-車數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，比傳統(tǒng)系統(tǒng)可傳輸更多的控制和狀態(tài)信息格二。軌旁和車載核心處理器處理列車的狀態(tài)和控制數(shù)據(jù)劈彪，并可提供列車自動(dòng)保護(hù)（ATP）、列車自動(dòng)駕駛（ATO）和列車自動(dòng)監(jiān)控(ATS)功能顶猜。其中ATP沧奴、ATO和ATS是保證城市軌道交通安全、高效運(yùn)行的重要系統(tǒng)——列車自動(dòng)控制系統(tǒng)（ATC）的三個(gè)子系統(tǒng)长窄。嚴(yán)格遵守故障導(dǎo)向安全原則滔吠，對(duì)列車運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控和超速防護(hù)，通過對(duì)與行車安全有關(guān)的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)挠日，保證列車在安全間隔下行駛疮绷，必要時(shí)給出各種信號(hào)的提醒，包括自動(dòng)啟動(dòng)緊急制動(dòng)嚣潜；同時(shí)還可進(jìn)行安全性停車點(diǎn)防護(hù)和列車車門控制冬骚，在列車不能停穩(wěn)時(shí)不允許列車?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)等。

? ? ? ? （三）列車自動(dòng)駕駛（Automatic Train Operation懂算，ATO）子系統(tǒng)：完成列車站間自動(dòng)運(yùn)行唉韭，進(jìn)行列車速度調(diào)節(jié)和進(jìn)站定點(diǎn)停車，對(duì)車門和屏蔽門的控制犯犁，接受OCC（運(yùn)行控制中心）的運(yùn)行調(diào)度命令属愤，實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)折返、站臺(tái)扣車酸役、站臺(tái)調(diào)停等住诸，根據(jù)控制中心的命令使列車按最佳工況正點(diǎn)驾胆、安全、平穩(wěn)地運(yùn)行贱呐，自動(dòng)完成對(duì)列車的啟動(dòng)丧诺、牽引、惰行和制動(dòng)奄薇。

列車自動(dòng)監(jiān)控（Automatic Train Supervision驳阎，ATS）子系統(tǒng)：城市軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)核心，可集中監(jiān)視調(diào)車區(qū)段內(nèi)列車的運(yùn)行情況馁蒂，監(jiān)測(cè)進(jìn)路控制呵晚、列車間隔控制設(shè)備的工作，按行車計(jì)劃自動(dòng)控制軌旁信號(hào)設(shè)備沫屡；具有接發(fā)列車饵隙、列車運(yùn)行軌跡的自動(dòng)記錄功能，可以自動(dòng)生成沮脖、顯示金矛、修改和優(yōu)化時(shí)刻表；另外還能夠監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和記錄調(diào)度員操作等勺届。整個(gè)CBTC系統(tǒng)由CBTC地面設(shè)備和CBTC車載設(shè)備組成驶俊。地面設(shè)備和車載設(shè)備通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)連接，共同構(gòu)成系統(tǒng)的核心免姿。上圖中單獨(dú)列出的“聯(lián)鎖”模塊废睦，與CBTC地面設(shè)備相連接。

值得關(guān)注的是其中的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)养泡。CBTC地面設(shè)備（含聯(lián)鎖）通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)向CBTC車載設(shè)備傳輸控制信息來控制列車運(yùn)行嗜湃；同時(shí)，CBTC車載設(shè)備也通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)向CBTC地面設(shè)備（含聯(lián)鎖）傳送列車信息澜掩，以此形成閉環(huán)信息傳輸及控制购披。

而數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)可由多種通信方式組成，諸如無線電臺(tái)（CBTC系統(tǒng)簡(jiǎn)介部分中肩榕，所貼的圖即是基于無線電臺(tái)通信技術(shù)的CBTC移動(dòng)閉塞系統(tǒng)在世界各國(guó)城市城軌中的應(yīng)用）刚陡、裂縫波導(dǎo)管、漏泄同軸電纜株汉、微波和GSM-R等方式筐乳。上述的CBTC系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的設(shè)備提供商和實(shí)際工程需要乔妈，可能會(huì)有所差異蝙云。但所有的CBTC系統(tǒng)皆具有通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)連接CBTC車載設(shè)備和地面設(shè)備以實(shí)現(xiàn)ATP子系統(tǒng)功能的特點(diǎn)。

（四）CBTC系統(tǒng)在我國(guó)的發(fā)展情況

如前所述路召，采用CBTC系統(tǒng)是列車運(yùn)行控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)勃刨。我國(guó)自2003年后波材，新建及改造的城市軌道交通基本上都采用了基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的CBTC系統(tǒng)，以WLAN通信為基礎(chǔ)身隐，以無線電臺(tái)廷区、漏泄波導(dǎo)管等為傳輸通道實(shí)現(xiàn)地-車信息的雙向傳輸；而列車定位采用速度傳感器進(jìn)行測(cè)速及移動(dòng)體位置測(cè)量贾铝，位置校正則由在軌旁所設(shè)置的應(yīng)答器或信標(biāo)實(shí)現(xiàn)隙轻；又基于移動(dòng)閉塞原理，采用目標(biāo)距離（Distance-to-Go）控制方式實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行的連續(xù)閉環(huán)速度控制垢揩。

目前玖绿，CBTC系統(tǒng)在北京、廣州水孩、上海镰矿、武漢琐驴、成都俘种、沈陽等國(guó)內(nèi)城市廣泛應(yīng)用。其中绝淡，2010年北京地鐵亦莊線LCF-300型列車的投入使用宙刘，標(biāo)志了中國(guó)成為繼德國(guó)西門子、法國(guó)阿爾斯通和加拿大龐巴迪后牢酵，第四個(gè)成功掌握CBTC核心技術(shù)并順利應(yīng)用于實(shí)際工程的國(guó)家悬包，實(shí)現(xiàn)了全生命周期性價(jià)比最高的目標(biāo)，比引進(jìn)系統(tǒng)低20%左右馍乙。該國(guó)產(chǎn)CBTC系統(tǒng)兼容了無線電臺(tái)布近、漏泄波導(dǎo)管、漏泄電纜三種傳輸方式丝格，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)閉塞撑瞧、固定閉塞、站間閉塞三級(jí)控制显蝌，保證了列車高密度预伺、安全平穩(wěn)運(yùn)行和精確停車。

鑒于目前國(guó)內(nèi)CBTC系統(tǒng)在實(shí)際工程中的應(yīng)用還未完全成熟曼尊，很多線路仍采用海外設(shè)備提供商的產(chǎn)品酬诀，并且存在國(guó)外設(shè)備與國(guó)產(chǎn)設(shè)備間不能完全協(xié)調(diào)運(yùn)行等諸多情況。要真正實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)城市軌道交通CBTC系統(tǒng)的完全國(guó)產(chǎn)裝備化骆撇，還有不短的路要走瞒御。

<參考文獻(xiàn)>

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