引言：随着中国的城市人口不断增加，交通流量也在增加。城市交通压力不断加大，同时也承载着越来越重的交通负荷。中国城市发展速度正在加快，城市轨道交通是城市交通建设的重要组成部分。城市轨道交通的优点是安全性和舒适性高。因此，更多的城市开始修建城市轨道。为了提高城市轨道交通的安全性和效率，有必要通过高科技信息系统控制城市轨道交通，确保轨道交通的安全性和效率。为了加强对城市轨道交通信号系统的控制，技术人员应分析传输方式和运输信号系统的组件，以确保不同运输方式的安全。
一、城市轨道交通信号控制模式的现状
中国的城市化进程正在加快，城市人口也在快速增长。1971年，中国自行开发的北京地铁首次开通运输，但我们当时使用的城市轨道交通信号系统的实际应用并不十分理想，而城内轨道交通建设的发展也非常缓慢，后来由于国外逐渐取消了对我国的技术封锁，我国大量引入了用于城市轨道交通建设的交通信号控制系统，但采购成本非常高。因此，我国加大了对城市轨道交通信号控制系统的研究，实现了控制系统的自主性。
温哥华是第一个启动基于通信技术的列车自动控制系统的国家。它始于20世纪80年代，基于通信的列车控制系统英文缩写为CBTC。在刚刚开始投入使用的时候，就取得了良好的效果，“目标距离”确定了列车之间的距离，同时缩短了列车之间的线路，其电路可以独立于轨道，可以安全地进行信号控制。这个工作由车载及轨道旁边的处理器作用就能够实现。20世纪以来，各国开始关注CBTC在其他方面的应用，特别是在城市轨道交通建设中的应用。CBTC有许多优点，它是一个自动化程度高的系统，很少有设备能够安全可靠地对列车进行自动控制。这就是为什么在二十世纪之后，该系统在国内外都得到了相对认可，CBTC也应用于中国近年来修建的铁路和城市铁路。因此，CBTC在国内外得到了发展和广泛应用。
随着逐步的发展和研究，城市轨道交通控制在铁路系统的信号控制方面取得了突破，并为城市轨道交通系统开发了一个专用的控制系统：列车自动控制系统（ATC），在运行过程中分为三个部分，一个是自动监控系统（ATS）另一个是自动保护系统（ATP），第三个是自动操作系统（ATO）。这三个子系统的协同工作可以完成城市信息管理。
二、城市轨道交通信号控制子系统
（一）列车自动监控系统（ATS）
ATS系统通过控制中心、车站、车辆段和相应的车载设备进行集成，借助列车自动防护系统，完成列车自动监控。其主要功能包括以下几个方面：利用ATS车站设备，可捕获轨旁车载ATP提供的轨道状态、列车运行状态和信号错误，并能控制和监视与列车运行有关的信息；利用计划运行图、进入位置等信息，完成信息和退出控制命令，并将其传输至车站设施，设置列车路径，以控制让步的时间；系统也可完成列车识别号在轨道区域的连续跟踪服务。列车识别号可由中央ATS自动生成，实时自动适应列车运行的管理和计划，并控制列车的停站时间和发车时间；调度员可以进入设定的路径并停止列车运行。ATS车站可完成自动进路或列车识别号，实现信号自动控制，车站可进行人工控制；具体的列车故障也可显示在列车运行或调度显示器上，可由人员控制和分析，以进一步确保列车自动监控系统的正常运行。
（二）自动保护系统（ATP）
ATP系统主要通过整合地面设备和车载设备来实现，可以监控轨道交通的安全速度。其主要功能包括以下方面：自动和连续识别列车位置，向列车传输相应的行驶速度和路线运行条件，以确定列车运行期间所需的最大安全速度，同时，保证前行列车和后续列车之间的安全间隔，满足车辆的行车间隔和折返间隔，为列车速度提供了制动器或紧急制动器；确保同一路线上不同列车之间的安全距离足以确保列车不会发生横向碰撞；提供高速运行的城市轨道车辆，以确保列车速度不超过方向、线路或车辆确定的允许速度；根据车辆锁闭装置提供的轨道区段的工作方向，确保通信中断、车载设备故障或列车超速时的安全制动。
（三）自动操作系统（ATO）
ATO子系统负责监控列车自动控制，通常通过整合地面设备和车载设备来实现。在ATP系统的保护下，完成ATS命令操作，控制列车自动运行，调整列车速度，控制车门。ATO系统的功能如下：第一，自动启动列车，巡航，停止牵引和制动，并完成高速运行轨道的车辆和反向运行；在ATS入口处和各车站停车位处进行单一通信服务，并能将相关列车信息传输至ATS系统，以便于ATS系统实时监控列车在整个过程中的运行情况；根据运行图自动调整和控制列车运行，节约能源；根据停车平台的位置和停车精度，车门将自动打开和关闭。
为了保证列车信号子系统的正常运行，还引入了传输系统、业务系统、专用电话系统等城市交通通信系统，在控制中心和车站工作人员之间提供直接通信功能，并实时监控调度负责人和装运分机之间的呼叫记录。
三、我国城市轨道交通信号控制模式的实际应用
通过数据、文献和实际研究，我们可以知道中国城市轨道交通主要有三种应用。首先是从发达国家引进先进技术，只是基础设施是由中国建设的，但大多数都使用外国产品。二是将自主开发的控制模式与国外的制度相结合，可以取得较好的效果。第三个是完全独立使用中国的系统，采用这种方法的原因是引进外国系统会增加建设和系统维护成本，成本太高。并且引进的部分系统实际上是国外并不成熟的系统，这就导致了外信号试验中会有问题出现。此外，即使引进国外先进的系统，在实际使用中的信号系统也会出现不同的问题，这是无法避免的。因此，最好的办法是在中国自主开发更好的信号系统，这是符合中国国情的最好办法，有利于中国城市轨道交通信号控制系统的发展。国产化是我国轨道交通信号控制的必由之路。同时，在中国受到广泛关注的CBTC系统也有助于中国的自主研发。
目前，中国大部分城市轨道交通信号系统都是进口的，因此存在维护问题。中国的CBTC需要继续研究和开发，以获得能够节省维护和采购资源的国产CBTC系统，中国也一直在这方面进行研究。2004年，北京交通大学、北京地铁公司等多家公司申请了科研项目“基于通信的城市CBTC系统研究”，该项研究将推动国内ATO和ATC系统的发展，该系统也已进行了大量测试，2011年底，功能齐全的CBTC系统正式启动，使中国城市轨道交通系统逐步成熟。
我国自主开发的城市轨道交通信号控制有多种类型。目前，CBI是中国城市交通中应用最广泛的信号控制系统。该系统已在中国铁路运营中投入使用，并在中国城市交通中建立了60多个场站，ATS定位系统也被广泛使用。与CBI一样，中国的CSM项目已经在城市轨道交通信号控制中建立了60多个场站，300多个场站已经投入轨道运营。通过这些实例可以看出，我国自主研发的城市轨道交通信号控制系统技术相对成熟、安全可靠。
四、结束语
目前，我国现代城市的客流和车流不断增加，城市轨道交通的管理难度越来越大。城市轨道运行的稳定性和安全性越来越重要。采取合理的控制方式，做好城市轨道交通信号控制工作，认真把握现代社会的发展需求和方向，确保列车安全运行和人们出行的方便与安全。
参考文献：
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