地铁信号系统通信控制技术分析
肖子涵 常帅帅 张凯
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肖子涵 常帅帅 张凯,. 地铁信号系统通信控制技术分析[J]. 无线电研究,2023.8. DOI:10.12721/ccn.2023.157071.
摘要:
随着我国社会经济的高度发达下,我国的城市化建设不断深化,其中轨道交通系统在城市化的建设中占据了重要角色,其应用范围愈发广泛,但是因为城市地铁等轨道建设的成本比较高,所以需要高效率、高密度的方式进行运营,以提高其经济效益。而地铁的高效率、高密度运营需要的是通过先进的通信信号技术设备对其进行管理控制。本文深入分析了地铁信号系统通信控制技术对于地铁运营的重要性,并详细介绍了地铁信号系统通信控制技术的发展现状以及设计。希望能够为地铁信号系统的建设提供助力。
关键词: 地铁;信号系统;控制技术;分析
DOI:10.12721/ccn.2023.157071
基金资助:

引言

地铁在人口密度大的城市中是人们重要的出行工具,因为其路线轨道位于地下,所以也缓解了地上交通的压力,并且因为地铁本身具有高效、高速的运行特点,这也为人们带来了良好的出行体验,但是地铁在长时间高负荷的运行状态下,会不可避免的出现一些隐患问题,这会影响到地铁的运行安全,也对乘坐的人们带来了一定的安全威胁。而随着科学技术的快速发展下,轨道交通得到了显著的发展成效,当然这也离不开我国强大的基建能力。通信技术成为了轨道交通建设和发展的重要支撑,这给列车与地面建立了信息数据互换的平台地铁信号系统通信控制技术通过将轨道电路转变为无线信道。这与传统的固定比塞、准移动闭塞相比,无线通信移动闭塞系统通过设置在轨道旁的无线设备实现了对车、地之间的双向通信,并对列车的速度、位置等进行实时监督控制,这一技术有效的提高了地铁的运营效率,满足了地铁的高效率、高密度运营方式的有效性。

一.地铁信号系统概述

现今,因为数字轨道电路的准移动闭塞系统的适用性较高,所以其适用范围是比较大的,其中列车的自动控制技术就是以数字轨道电路为基础的。为了能够提高地铁在运营过程中的安全性,我国为列车配备了高性能的列车自动控制设备。其中列车的自动控制系统中,是由自动驾驶、自动监督以及自动防护组成。

在未来地铁信号系统也将更加的完善,通信技术的应用将愈加普遍,从而变成以通信为基础的自动控制系统,并且安全性上也会大大提升,计算机技术的发展也会推进地铁信号系统的发展。

二.地铁信号系统通信控制的核心技术

地铁信号系统通信控制的核心技术主要是有三种技术组成,分别是自动监控技术、自动控制技术和数据通信技术,下面来分析这三种技术。

(一)自动监控技术

在地铁的运行过程中,一条线路中不只存在一辆列车,而是多辆列车在一条线路中行驶,所以为了能够有效的避免安全事故的发生,一方面相关的工作人员会实时监控地铁的运行状态,并根据地铁信号通信系统提供的数据对列车进行适时调整,另一方面就是通过列车自动监控技术来实现对列车运行的监督及控制,该系统通过收集运行列车的信息数据来做出相应的调整,以保持整条线路的通畅。通常来说在监控系统内,在获取到车载控制器的运行数据后,可以与其他的系统相协调提高对列车的监督控制,减少故障的发生概率。并且该技术能更加精准的掌握列车的实际运行情况,针对异常问题及时解决,为地铁的安稳运行给予必要保障。

(二)自动控制技术

地铁在长时间的运行过程中,会存在一系列的轨道或车体问题存在,这些问题对地铁的运行安全造成隐患,所以需要落实可靠的监控机制来完成对这些问题的提前识别,以减少安全问题的出现。人工的监控方式无论是人的精力或监控效果,会有人为风险因素,所以自动控制技术对于列车监控来说十分重要。列车的自动控制技术主要是有两种类型在应用上需要根据实际情况选择最适宜的系统结构,自动控制技术能够直接控制列车,通过列车定位技术和列车轨道旁的通信设备将其与车载设备相连。以此来完成对轨道电路判断区间的闭塞局限性。在地铁运行过程中,列车的车载控制器通过列车当前所在的区域内的通信设备将列车的定位信息准确的发送出去,地铁信号通信系统通对定位信息获取到列车的运行状态,在通过无线设备将这一信息传输到车载控制器中,实现了列车运行状态的控制,确保地铁的运行始终处于安全稳定。

(三)数据通信技术

在地铁的运行过程中,数据通信技术就是数据信息传递的管道,一方面地铁运行过程中的数据信息的传输需要依托于数据通信技术,如监控设备所收集到的信息都会以数据的形式传输到相应的处理设备中,这可以有效的减少数据传输时干扰现象的发生。另一方面通过数据通信技术可以实现设备间的双向数据交换,所以数据通信技术对于地铁运营的安全可靠性是十分重要的,可以有效的提高地铁运行过程中的管理效率。

三.地铁信号系统通信控制的设计要点

在地铁信号系统通信控制的设计过程中,有以下几点需要我们重视,其中定位设计是地铁信号系统通信控制的重要部分,在设计过程中要保证该设计能够在日后的运营中具备较高的安全可靠性,因为在地铁的运行过程一旦出现故障问题,通过定位系统可以快速的对故障进行相应,工作人员可以快速的解决故障问题来保证地铁信号系统通信控制稳定,所以设计人员需要将定位设备故障后的处理考虑在设计之内。另一方面就是在数据通信上的安全设计,因为无线通信是处于开放状态的,所以会面临黑客攻击之一安全威胁,为了能够有效对威胁防范,需要在设计时构建安全防范体系。通过引入标准的通信协议与密钥来进行管理,保障报文认证与编码的保密性,设计人员应当重视通信网络的安全防范措施,提高地铁运行的安全可靠性。此外,还需要重视网络病毒对地铁信号系统的威胁,在设计中根据信号系统的特点对系统中的重要地点做好病毒的监测管理,监控流量数据,并分析其网络安全性能,在发生病毒入侵的事故时可以根据这些信息及时的找到病毒源,从而处理病毒问题。最后,想要保证地铁信号系统的安全运行,不仅需要自身加强防护措施,还需要保证其他相关系统的信息安全,从信号系统出发统一构建安全管理平台,对一切相关的系统进行统一管理监控,实现对安全威胁的识别、预警和响应。以此来保证地铁信号系统的安全有效性。

四.地铁信号系统通信控制技术设计流程

(一)总体框架设计

总体框架设计是由网络通信系统中的子系统组成的,其中还分为三个部分,分别是地面骨干网、无线网以及子网。地面骨干网的作用是用于承载独立专用局域网,这种局域网同时有多个存在并且地面骨干网也为多个系统提供了信道,此外地面骨干网还能为顾客提供了宽带功能,这满足了用户的网络数据传输的需求。

(二)接入网设计

在地铁信号通信系统的设计中,接入网设计是非常重要的设计内容。通过接入网设计可以提高各项终端数据的传输安全,并帮助相关的管理人员在地铁的日常运营提高运营效率和质量,并确保一些重要的运行数据信息能够及时的传递到相关的管理部门中。在进行接入网设计过程中需要注意对接口和自动控制口之间的连接,确保能够为管理人员提供实时数据对地铁进行实时监管。

结语

综上所述,随着城市化的建设程度加深,相比较与地上交通的拥挤来说轨道交通,也就是地铁将成为人们重要的交通工具。所以为了满足城市内居民的交通需求,需要在地铁的建设以及运营过程中提高地铁的高密度、高效率运营。以信号系统通信控制技术为依托的地铁运营,不仅能够对列车的运行状态实时掌握,并能够提高对线路上列车的管理调整,在提高安全性的同时,保证地铁的有效运行,为人们解决出行的烦恼。

参考文献

[1] 张子卓.地铁信号系统通信控制的技术研究.(J)数码设计.2020.16.0055.01

[2] 地铁综合监控自动化系统中关键技术的解决方案.(J)电子乐园.2019.20.0060.01

[3] 孙国福.地铁信号系统通信控制的技术的研究.(J)信息工程.2019.04.0206.02

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