陳星岐

摘要：當前，我國的城市軌道交通建設(shè)正處于飛速進步階段，在各個城市當中持續(xù)的對線路施工進行優(yōu)化建設(shè)。由于大量的城市軌道交通建設(shè)逐漸在規(guī)劃后獲得批準，所帶來的是更大型的軌道交通建設(shè)施工。而在軌道交通的信號領(lǐng)域中，由于無線電技術(shù)的不斷優(yōu)化，在各大廠商中開始堅持不懈的開研發(fā)一種在無線通信基礎(chǔ)上進行的列車自動控制系統(tǒng)。本篇文章就簡要的闡述了無線傳輸功能在軌道交通信號系統(tǒng)中的應(yīng)用狀態(tài)，從列車控制系統(tǒng)的特點入手，介紹了當前重點運用的幾種車地?zé)o線傳輸操作方案中的優(yōu)劣點，以供參考。

關(guān)鍵詞：軌道交通;信號系統(tǒng);無線傳輸;CBTC 網(wǎng)絡(luò)

1.軌道交通信號系統(tǒng)特點

1.1軌道交通信號系統(tǒng)的安全性分析

在軌道交通信號系統(tǒng)中，安全性重點包括了車輛與乘客的安全。在列車運行期間，不管是由于設(shè)備產(chǎn)生故障，還是由于在電路、軟件中發(fā)生狀況，都會擾亂車輛的順利行駛，而因此導(dǎo)致失誤有很大幾率會形成嚴重的安全事故。所以，在設(shè)計和使用軌道交通信號系統(tǒng)時，需要把故障當做導(dǎo)向并將安全性能放在第一位。在此期間，應(yīng)該處理的問題重點涵蓋了軌道數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)集中和驅(qū)動再加上數(shù)據(jù)輸送等幾個環(huán)節(jié)的故障安全問題，還能夠通過類似容錯技術(shù)、故障檢測技術(shù)、診斷技術(shù)等優(yōu)秀的計算機技術(shù)，給軌道交通信號系統(tǒng)的安全性進行保障。

1.2軌道交通信號系統(tǒng)的可靠性分析

要全面展示軌道交通信號系統(tǒng)的功能，不僅應(yīng)該確保其安全性，還應(yīng)該增強可靠性，由于提高系統(tǒng)的可靠程度時增強其安全性的重要前提，特別是在實際操作過程中，可靠性能夠?qū)壍澜煌ㄐ盘栂到y(tǒng)的使用效果及作用進行評價。當前在國際上早就規(guī)定了對可靠性進行定量分析的指標，并表明列車的超速防護車上裝置的平均無故障時間（MTBF）不得比104小時短，而地面裝置的平均無故障時間不得比105小時短。因為城市軌道交通中的ATP系統(tǒng)在普通的駕駛過程中應(yīng)用，是唯一可以持續(xù)對列車行使進行控制，并長時間維持其安全運行的駕駛模式。而降級駕駛模式主要是指在ATP系統(tǒng)發(fā)生故障時，在限速的基礎(chǔ)上通過人工駕駛的方式來減少列車行使期間的風(fēng)險而采用的駕駛模式。然而，這種模式并無法規(guī)避全部風(fēng)險，因此需要其在正常的駕駛過程中十分平穩(wěn)可靠，并最好降低降級駕駛模式的使用次數(shù)。鑒于此，就在國外的軌道交通工程當中要求ATP系統(tǒng)平時駕駛期間的可靠程度務(wù)必高達99.99%。

2. 車與車之間通訊技術(shù)

由于基于車-車的新型系統(tǒng)（CBTC）有著系統(tǒng)更為簡潔化、軌旁設(shè)備數(shù)量和接口數(shù)量更少、車載設(shè)備更為簡約集成化等不可忽視的優(yōu)點，它在社會經(jīng)濟發(fā)展水平和科學(xué)技術(shù)水平進一步發(fā)展的情況下，會漸漸取代國內(nèi)城市軌道交通信號控制系統(tǒng)目前正在使用的基于車-地的通信系統(tǒng)?；谲?車的新型系統(tǒng)（CBTC）能夠在確保車輛運行的安全穩(wěn)定的情況下，進一步使整體的運行方案更加多元化，靈活性更強?；谝陨厦枋?，基于車-車的新型系統(tǒng)（CBTC）毋庸置疑是未來城市軌道交通信號控制系統(tǒng)的一個前進標桿。

2.1基于車-車的新型系統(tǒng)（CBTC）結(jié)構(gòu)

基于車-車的新型系統(tǒng)（CBTC）相比于目前正在使用的基于車-地的通信系統(tǒng)有一個突出的特點，就是軌旁設(shè)備數(shù)量更少，整體的設(shè)備的復(fù)雜程度更低。軌旁以新增的控制器控制信號機、站臺門等設(shè)備替代了原來車載系統(tǒng)的區(qū)域控制器子系統(tǒng)ZC和計算機聯(lián)鎖子系統(tǒng)CI的相關(guān)功能。

2.2基于車-車的新型系統(tǒng)工作概述

基于車-車的新型系統(tǒng)（CBTC）的模式中，車輛的車載控制器完成與ATS的互聯(lián)互通，相互交換通訊信息，實現(xiàn)對岔道變換和進路通路的控制。與此同時，車輛的車載控制器還通過與前方列車的無線通信，接收到前車的位置信息來迅速調(diào)整自己的位置與速度等相關(guān)運行變量，以保證列車的安全高效運營和穩(wěn)定軌旁相關(guān)功能。

2.3基于車-車的新型系統(tǒng)的優(yōu)點

（1）基于車-車的新型系統(tǒng)以新增的控制器控制信號機、站臺門等設(shè)備替代了原來車載系統(tǒng)的區(qū)域控制器子系統(tǒng)ZC和計算機聯(lián)鎖子系統(tǒng)CI，更加減少了設(shè)備的占用空間和接口的數(shù)量，系統(tǒng)變得更加簡約化，整體的運行維護成本也更低廉。

（2）基于車-車的新型系統(tǒng)的車載設(shè)備更為簡約集成化，將軌旁ZC和CI功能和基于車-地的通信系統(tǒng)的控制功能匯合到一起，大大增加了系統(tǒng)功能之間的密度，提升了系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)的簡化水平，降低了信號系統(tǒng)的負擔(dān)，加速了系統(tǒng)的信息處理，實現(xiàn)了系統(tǒng)整體性能的優(yōu)化。

3城市軌道交通信號CBTC系統(tǒng)中的無線通信技術(shù)應(yīng)用

3.1 CBTC系統(tǒng)中重點的車地信息交換

在穩(wěn)定的閉塞技術(shù)當中，對線路進行穩(wěn)定的劃分，要是有車占據(jù)了這個區(qū)段，就代表整個區(qū)段也被占用。但是移動閉塞在線路上也存在邏輯區(qū)段，之前將車的末端或進路的邊界當成被追蹤的目標，這就意味著在穩(wěn)定閉塞與移動閉塞中存在差異。因此，在穩(wěn)定的閉塞技術(shù)當中務(wù)必通過軌道空閑檢查裝置來對列車的位置進行檢查，但是移動閉塞就需要依據(jù)車載裝置的自主定位對軌道的占用狀態(tài)進行描述。

站在車地信息交換的角度可知，在移動閉塞和穩(wěn)定閉塞中存在差異，將線路中存在的固定數(shù)據(jù)都傳輸?shù)杰囕d裝置的數(shù)據(jù)庫里，在順利進行 CBTC 移動閉塞模式后，車地雙向通信的重點內(nèi)容涵蓋了：

（1）軌道附近至車載地點的移動授權(quán)資料（也叫做 MA，EOA等等）;

（2）車載至軌道附近的地點報告;

（3）運行調(diào)整與部分維護資料等。

在車地信息當中還涵蓋了更多別的內(nèi)容，類似 故障報警、旅客資料、IP 尋址、ATS 調(diào)整以及維護事件等等，各種供貨商會按照相應(yīng)的系統(tǒng)特征制定合適的信息結(jié)構(gòu)。

3.2 CBTC系統(tǒng)的車地通信途徑

在CBTC系統(tǒng)中的車地通信途徑一般劃分成了點式通信技術(shù)與連續(xù)式通信技術(shù)兩類。

點式通信技術(shù)主要是指在線路上的部分特定地點設(shè)置穩(wěn)定的應(yīng)答裝置，應(yīng)答裝置又劃分成了可移動式與固定式的應(yīng)答裝置，可變應(yīng)答裝置又劃分成了主要的信號應(yīng)答裝置和填充式的應(yīng)答裝置，主信號應(yīng)答裝置能夠進行點式的移動授權(quán)。在列車經(jīng)過時，通過車載應(yīng)答裝置的天線不斷發(fā)出27.095Mhz將信號激活，而將其激活之后就能把數(shù)據(jù)輸送到車載設(shè)備處進行處理。

連續(xù)式通信技術(shù)指的是在 WLAN上進行的無線通信方式，在通過將近十年的技術(shù)進步與世界上進行互聯(lián)互通測試工程的經(jīng)驗，即使還沒有實現(xiàn)實際的互聯(lián)互通，然而對 CBTC 系統(tǒng)所使用的無線通信系統(tǒng)，在業(yè)內(nèi)早就具備了共同的認知。第一，在技術(shù)發(fā)展的方向而言，所使用的是商務(wù)現(xiàn)貨供應(yīng)（COTS）的產(chǎn)品;第二，將 ISO 七層模型里的底層都運用一致的WLAN 標準。

3.3 CBTC系統(tǒng)的無線傳播方式

當前供貨商在我國大部分的城市軌道交通CBTC系統(tǒng)中運用的傳播方式重點劃分成了空間自由式傳播與導(dǎo)行式傳播兩類。

空間自由式傳播是如今運用得最普遍的傳播途徑，主要通過電磁波的從發(fā)射天線至接收天線的數(shù)據(jù)傳遞，但不用線纜介質(zhì);而空間自由式傳播的優(yōu)勢就是能夠節(jié)約軌道附近的設(shè)備，直接設(shè)置在軌道交通較為狹窄的隧道區(qū)域，理想的空間自由式傳播中無線區(qū)域最遠的距離 400-500 m范圍內(nèi)。

導(dǎo)行傳播將漏纜或者漏泄波導(dǎo)管當成了傳輸介質(zhì)，由于軌道交通存在的特點覆蓋標準為線性的，因此形成的是沿著行軌的無線覆蓋網(wǎng)，能夠較好的進行軌道交通的輸送。

結(jié)束語

在CBTC列車控制系統(tǒng)中可以按照前方的列車與線路狀況，在保證其安全的基礎(chǔ)上緊追前行列車行使，可以合理的減短列車追蹤間距，也可以極大的提升運輸效率，所以在國內(nèi)外可以進行飛速推廣。當前的無線傳輸系統(tǒng)都存在著一定的優(yōu)勢與缺點，怎樣利用優(yōu)點，彌補缺點，較好的應(yīng)用城市軌道交通非常關(guān)鍵。

參考文獻：

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