谈轨道交通通信信号技术及其整合趋势.pdf

TECHNOLOGY AND INFORMATION交通与信息化142 科学与信息化2023年9月上谈轨道交通通信信号技术及其整合趋势钟志海南宁轨道交通运营有限公司 广西 南宁 530000摘 要 绝大部分城市为了改善当前交通现状，都在积极开展城市轨道交通项目，在一定程度上减轻城市负担，提高交通水平。作为轨道交通顺利开展的支撑条件，轨道交通通信信号技术的应用显得尤为关键，不仅可以提高轨道交通运输的安全性，还能保证整个城市的交通运输稳定。在信息技术的支撑下，轨道通信信号技术也在日益优化与完善。本文对轨道交通通信信号技术特点进行全面介绍，具体对其整合趋势进行了分析，以供参考。关键词 轨道交通：通信信号技术：整合趋势Discussion of Rail Transit Communication Signal Technology and Its Integration TrendZhong Zhi-haiNanning Rail Transit Operation Co.,Ltd.,Nanning 530000,Guangxi Zhuang Autonomous Region,ChinaAbstract In order to improve the current traffic situation,most cities are actively carrying out urban rail transit projects,which reduce the urban burden and improve the traffic level to a certain extent.As a supporting condition for the smooth development of rail transit,the application of rail transit communication signal technology is particularly critical,which can not only improve the safety of rail transit,but also ensure the stable transportation in the entire city.With the support of information technology,rail transit communication signal technology is also increasingly optimized and improved.This paper comprehensively introduces the characteristics of rail transit communication signal technology,and analyzes its integration trend,for reference.Key words rail transit;communication signal technology;integration trend引言城市发展迅速，不仅带来许多人口流量，也有可能在城市交通基础设施需求方面投入重视，这就导致城市交通短期内容易出现拥堵现象，引起交通部门的广泛关注。要想从根源解决城市交通问题，多数通过建设轨道交通项目，大幅度提升城市交通水平。通信信号技术作为轨道交通领域的关键技术，除了保障轨道交通运输安全，更多是为轨道交通的健康发展奠定扎实基础。1 轨道交通通信信号技术的特点1.1 独立性信号系统开发设计必须遵循安全性和规范性原则，虽然在信号系统不同结构方面存在一定关系，但所有的数据信息的管理模式属于独立个体，需要独立操作才能完成信息传输，而信号数据交互则借助单一的衔接方法完成联动，保证数据之间实现实时共享，避免资源浪费1。近年来，许多城市开始大力投入轨道交通项目建设，尤其是在新线路设计中，城市轨道交通信号系统使用的通信技术类型比较多，如无线局域网、数字集群、扩频通信等都会有所涉及，大幅度提高城市交通信息共享水平，保证轨道交通自动控制系统发挥作用，长期如此有可能在未来成为通信信号技术融合发展的必然趋势。1.2 宽窄带并存信号系统设置多数采用窄道或宽道通信技术。对轨道车站连锁和控制中心之间存在相互性，借助现代化宽带网络实现资源共享，提高信息接收效率。尽管如此，我国轨道交通项目建立通信系统时，窄带的使用不在少数，最为代表的有远程电话业务、广播及时钟系统等，经常适用于轨道交通通信网络，帮助系统内部的低速设备实现迅速连接，大幅度增强系统运行的安全性和稳定性。1.3 多种传输控制技术实现近年来，随着科学技术的日益完善，我国轨道交通通信信号系统构建是由太网、控制局域网和工业控制协议组成。尤其是在网络运行过程中，IP化情形日渐显现，在轨道交通信号通信中发挥重要作用。虽然我国通信系统在运营商网络中展现IP优势，但根据相关运行案例发现，轨道交通日常运行期间，通信信号技术多数适用于电路互换和数字传输系统，目的是保证科学与信息化23年9月上内文0907.indd 1422023/9/8 17:34:06 TECHNOLOGY AND INFORMATION交通与信息化科学与信息化2023年9月上 143数据传输迅速，增强信息安全性。所以，当轨道交通出现信号与通信系统发生IP并存问题，还需相关研究人士对其进一步探索，利用全新的科研技术进行适当改变，更好推动轨道交通行业发展。2 轨道交通信号技术现阶段，我国采用先进信号系统与轨道交通通信实现全面结合，在当前实施过程中，主要服务于信号系统基础设施运行及技术应用，在此方面投入很多研究力量。尽管我国轨道交通项目建设数量日益增加，但ATP系统构建始终处于发展状态，需要花费很多成本，考虑我国轨道交通的行业情况和轻轨特点，引用国内外先进的设备安装技术，吸取成功实践经验，根据自身研究开发全新的信号系统设备和技术，在轨道交通项目建设中发挥作用2。在轻轨交通信号系统中，微机连锁系统是我国自主研发的先进技术，为我国的轨道交通项目建设做出巨大贡献。冗余技术具体依靠计算机技术，是轨道交通信号技术的一种，其应用优势是为了保证信号系统安全性，提高轨道运行的稳定性。如果信号系统在运行期间出现问题，冗余装置可以减少操作影响，避免因问题对其他设备造成干扰，保障系统继续运行，减少维修成本。互联网时代的来临，促进计算机技术日益发展完善，使硬件冗余技术升级迅速，逐步向着智能化方向发展。轨道交通信号系统配置列车自动控制系统，在实施方面具备多种应急系统方案，分别为固定闭塞式系统、精准移动系统以及通信移动闭塞系统。固定闭塞电视系统属于连续性系统，主要根据实际情况选择相应的通信方法。点式系统的主要作用是为了保证车辆与地面实现良好摩擦，在运输期间保持实时信息共享。但连续性固定系统属于传统运行模式，很难适用于现代化轨道交通，无法满足人们对交通的需求。精准移动系统一般借助数字技术实现无绝缘轨道，根据列车行驶情况对占道进行实时监测，保证数据传输安全完整，在一定程度上充分发挥防干扰和海量信息传输功能。根据指定的信息传输系统及时向车载设备提供有价值的数据，如列车行驶速度、目标距离等。由于轨道列车和其他交通设备不相同，需要配置ATP车载设备，当列车当时期间准确计算适合的参数，将其迅速传输到控制系统，确保车辆驾驶行线准确，进一步提高线路的利用率。通信移动系统具体是指CBTC系统，利用交叉感应电缆、漏缆或扩频电台等技术与地面实现信息传输，借助测速传感器实时了解列车行驶具体位置，保证车辆在接触地面过程中准确收集每节列车的运行速度和参数，迅速传输到列车控制系统。待列车接收信号之后，根据线路计算列车行驶速度，不仅辅助驾驶员提高车辆驾驶的安全，还能为驾驶员的行驶提供精准线路，避免出现参数误差。随着信息技术的不断完善，我国当前有许多轨道列车配置ATO系统，充分体现出轨道交通行业正在飞速发展。图1 轨道交通信号3 轨道交通通信信号技术的整合趋势根据轨道列车的行驶需求不断更新，而信号系统的IP化为轨道交通通信信号技术的稳定发展奠定基础，成为轨道行业发展的必然趋势3。为了提高IP服务质量，需要借助许多传输技术，搭建稳定的资源共享平台，利用专用局域网保证各项系统稳定运行。作为IP化建设的主体，通过信息传输技术、共享平台以及专用局域网，加快推动轨道交通通信信号系统实现IP化。之所以尽快实现IP化轨道交通通信信号系统，目的是提高轨道交通的管理水平，增强列车行驶安全，在一定程度上减少维修成本。现阶段，城市轨道交通通信系统和信号系统仍然处于独立运行状态。根据实践调查发现，独立运行系统成为我国轨道交通未来发展的一项重大困境，还需对其尽快改善。互联网技术和计算机技术的日益完善，二者技术的密切融合成为必然趋势，而轨道交通通信与信号系统一体化也是城市轨道交通信号技术研发的一项趋势。尽管我国已经拥有ATC系统的支持，充分保障道路行驶安全，为列车行驶保驾护航。但在未来轨道交通通信信号系统建设中，希望涉及更多有关电路共享、传输网络设备共享等功能，给更多相关人员提供数据便利，大幅度提科学与信息化23年9月上内文0907.indd 1432023/9/8 17:34:06 TECHNOLOGY AND INFORMATION交通与信息化144 科学与信息化2023年9月上高资源利用率，更好发挥轨道交通基础设施作用。IP化是当前轨道交通通信信号技术的必然发展趋势，不断拉近系统接口距离，保持密切的关联。将来，通信系统和信号系统一体化的实现彻底摆脱独立运行，在轨道交通行业中发挥重要作用。另外，在互联网时代下，宽带技术日渐更新，真正替代传统低端数据端口，逐渐在现代轨道交通中日益淡化。所以通信技术的不断更新给乘客提供数据支持，可以迅速扩大CCTV技术应用范围，日益向着宽带数字化方向发展。4 TCP/IP网络技术及无线技术的发展4.1 TCP/IP网络在系统设计与配置的要点4.1.1 保证网络运行安全。TCP/IP网络本身具有协议开放性和自由性特点，方便系统之间实现资源共享。首先，根据专网要求保证轨道交通网络方案合理，及时建立统一的网络平台，根据不同线路为企业外网运行提供连接条件，通过不同网络的连接启动防火墙，在必要情况下及时切断故障源。除了设置完善的防火墙，还要配置健全的安全应急措施，主要集中在开放地址、指定端口。所有线路网络和Internet以及企业内部网连接服务器统一集中在中性区，目的是保证该区域的服务器在监控防护下实现资源共享，提高数据传输效率，减少外界干扰4。4.1.2 统一规划IP地址。国家规定不论城域还是铁路局范围设置的轨道交通数据网络IP地址必须统一管理。一般情况下，多数设置A类私有地址网络，确保数据扩展充分，获取更多完整的数据信息。同时IP地址的第二个字段尽可能与线路编号有所关联，将其作为预留数据，在特殊情况下提供帮助。4.2 无线网络系统的技术要点4.2.1 无线系统的选择。城市轨道交通和铁路骨干线路的使用，一般考虑他们的业务需求，这也是无线系统选择和规划出现明显差距的根本原因。城市轨道交通需要陆地无线通信系统的支持，在应用过程中能够直接完成调度工作，或者单站集群，使列车行驶期间尽快做出准确决策，发挥调度通信系统的作用，为列车提供精准的追踪服务。在铁路骨干线路通信中，将数字移动通信系统替换传统的无线列调系统，帮助系统转化成无线数据链路，不断更新系统，满足列车行驶需求。4.2.2 WLAN宽带无线网络的规划。城市轨道交通项目建设过程中，WLAN作为信号系统车地之间建立通信、监控等功能的专用网络平台，采用专业的规范技术，但这些网络平台开放性和保密性比较薄弱，所以在网络系统设计方面还需进一步加强。而如何建立完善的安全配置，需要具备服务标识、过滤MAC地址、衔接保护加密及认证等功能，这样才能提升系统的稳定性。针对核心业务，加强控制无线覆盖范围显得尤为关键；设立虚拟专网，及时传输安全完整的数据；在网络内安装入侵检测系统，一旦发现问题，立即发出安全警报，尽快处理不良因素。5 结束语信息技术日益发展，使轨道交通通信信号技术研发成熟，逐渐向着集成方面进步。不仅给轨道交通的整体发展创造有利条件，也能为城市提供诸多交通便利，增强社会满意度。现如今，尽管部分城市交通拥挤，这就需要我国正确认识自身的交通问题，积极学习与借鉴国外交通经验，利用全新技术优化通信信号系统，促进轨道交通实现全面发展，减少资金支出。参考文献1 郑欢.城市轨道交通大发展背景下通信信号系统中新技术的应用及岗位新需求分析J.运输经理世界,2022(26):77-79.2 黄斌.高校铁路信号专业人才培养模式的探索与实践评城市轨道交通通信信号技术专业实训项目标准化指导书J.中国油脂,2021,46(8):165.3 赵明国.“双高”背景下城市轨道交通通信信号技术专业实训教学体系建设的创新与实践J.无线互联科技,2021,18(2):162-163,166.4 赵德生,薄宜勇,周建勋.现代学徒制在城市轨道交通通信信号技术专业的探索与实践J.职业教育研究,2020(4):24-28.科学与信息化23年9月上内文0907.indd 1442023/9/8 17:34:06