地铁信号系统发展趋势及功能区别
试析地铁卡斯柯信号系统发展趋势及功能
试析地铁卡斯柯信号系统发展趋势及功能摘要：地铁由于自身运输量大、速度快以及安全性高等优点，已经成为人们日常出行的主要方式。
地铁信号系统，是保证列车高效、安全运行的核心部件。
信号系统的发展，经历了一系列的演变，现在已越来越趋于成熟。
本文将对成都地铁卡斯柯信号系统发展趋势及功能进行简要分析。
关键词：地铁信号系统；发展趋势；功能1卡斯柯公司CBTC移动闭塞信号系统分析移动闭塞就是基于通信技术的列车控制ATC系统（简称CBTC－Communication Based Train Control），该系统不依靠轨道电路向列控车载设备传递信息，而是利用通信技术实现“ 车地通信”并实时地传递“ 列车定位”信息。
下面通过探讨卡斯柯公司CBTC移动闭塞信号系统在某地铁二号线的应用，分析基于通信的列车控制系统的车地通信、列车定位、间隔控制等有关方面的技术，为信号设备维护人员及使用人员提供一定的理论基础。
1.1车地通信无线通信系统传输技术目前国际上通常采用方式有交叉感应环线技术、无线电台通信技术、漏泄电缆无线传输技术、裂缝波导管无线传输技术等等。
地铁2号线采用卡斯柯公司研发的波导管无线传输技术。
卡斯柯公司研发的CBTC移动闭塞信号系统采用由波导管构成的通信子系统（DCS）作为车地通讯的传输系统，沿线铺设的波导管作为车地双向传输的媒介。
卡斯柯公司CBTC信号系统既可以实现固定自动闭塞系统，即点式ATP，也可以实现移动自动闭塞系统。
为确保车地通信的双向高速、安全可靠，通信传输子系统必须具备以下功能：（1）端对端数据通信。
端对端的数据通信包括两部分：有线部分与无线部分。
应用数据的端对端传输选用基于以太网的IP传输方式。
在SDH骨干网层面，以太网数据包采用GFP协议封装，通过专用SDH虚容器（VC）传输。
无线通信协议遵循IEEE802.11标准，物理层（PHY）运行于2，4GHz频段。
（2）移动管理。
移动性通过无线交接（Hand-Off）实现，无线交接使得车载无线设备随列车移动时和沿线固定的无线接入点保持无线通信。
城市轨道交通信号系统的发展
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但是数字轨道电路存在以下缺点 ：
➢ 必须具备很强的抗干扰能力。轨道电路中ATC 信息电流一般在几十毫安至几百毫安，而列车 牵引回流最大可达4000 A。
➢ 受轨道电路特性限制，只能实现地面向列车的 单向信息传输，信息量也只能到数十比特，限 制了ATC系统的性能。
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CBTC全系统全功能开通。
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3. 北京全路通信信号研究设计院也正在进行城市轨道交 通CBTC的研发, 它们利用自身研发的通过SIL4级的安全控制 平台, 进行室内点式ATP的研发。
目前运营的CBTC系统都是国外设备，从实际运 营的情况看，存在着维护费用高的问题，因此发展国 产化的CBTC设备成为当前紧迫的任务。
可谓保险但不经济，且技术风险(特别是自由无线传
输)骤增。
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选用移动闭塞CBTC最大的论据是提高运行效
率，可缩短列车追踪运行间隔，但是固定闭塞和准
移动闭塞，及移动闭塞的区间最小运行间隔分别为
120 s、100 s和90 s，而运行间隔的瓶颈是端站的
折返时间。一般端站的折返时间长达几分钟，缩短
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发展而不断发展。信号系统中，地面与车载
设备的安全信息传输方式，大致经历了模拟
轨道电路、数字轨道电路和无线通信3个阶段。
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基于模拟轨道电路的ATC系统
轨道电路是将区间线路划分为若干固定的区 段，进行列车占用检查和向车载ATC设备传送信 息的载体。列车定位是以固定的轨道电路区段为 单位，采用模拟轨道电路方式由地面向车载设备 传送10～20种信息，列车采用阶梯式速度控制， 称之为固定闭塞。
轨道交通信号系统的智能化发展趋势
轨道交通信号系统的智能化发展趋势在现代城市的发展进程中，轨道交通扮演着至关重要的角色。
它以高效、安全、大运量的特点，成为人们出行的首选方式之一。
而轨道交通信号系统则是保障轨道交通运行安全和效率的关键所在。
随着科技的不断进步，智能化正成为轨道交通信号系统发展的主要趋势，为城市交通带来了新的变革和机遇。
一、轨道交通信号系统的概述轨道交通信号系统是指挥列车运行、保障行车安全、提高运输效率的关键设备。
它通过对列车的位置、速度、方向等信息进行监测和控制，确保列车在轨道上安全、有序地行驶。
传统的轨道交通信号系统主要包括信号机、轨道电路、联锁设备等。
然而，随着轨道交通网络的日益复杂和客流量的不断增加，传统信号系统逐渐难以满足需求，智能化的发展成为必然。
二、智能化发展的驱动因素1、城市交通需求的增长随着城市人口的不断增加，城市交通压力日益增大。
轨道交通作为缓解交通拥堵的有效手段，需要不断提高运输能力和效率。
智能化的信号系统能够实现更精确的列车控制，缩短列车运行间隔，从而提高线路的运输能力。
2、技术进步的推动传感器技术、通信技术、计算机技术等的飞速发展，为轨道交通信号系统的智能化提供了技术支持。
高精度的传感器能够实时获取列车的运行状态信息，高速的通信网络能够实现信息的快速传输和共享，强大的计算机处理能力能够对大量数据进行分析和处理，从而实现更加智能的决策和控制。
3、对安全性和可靠性的更高要求轨道交通的安全运行至关重要。
智能化的信号系统能够通过实时监测和预测潜在的故障和风险，提前采取措施进行防范，从而提高系统的安全性和可靠性。
三、智能化发展的主要体现1、自动驾驶技术自动驾驶是轨道交通智能化发展的重要方向之一。
通过先进的传感器、通信和控制技术，列车能够实现自动启动、加速、减速、停车等操作，减少人为因素对运行的影响，提高运行的准确性和稳定性。
2、智能监测与诊断利用传感器和数据分析技术，对信号设备进行实时监测和诊断。
能够及时发现设备的故障和潜在问题，并进行预警和维修，减少设备故障对运营的影响。
轨道交通信号系统的发展及其趋势研究
轨道交通信号系统的发展及其趋势研究摘要：城市轨道交通信号系统的作用是保证轨道列车安全运行，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率。
业界针对轨道信号交通系统进行一系列设计、应用、评价，已经总结出控制列车安全运行的信号控制机制，即对相邻两列车当前所处位置、两车之间的距离、前车启动时后车的安全距离模拟控制等均总结得出相应结论。
关键词：轨道交通信号；系统构成；发展趋势1.轨道交通信号系统的构成现代城市轨道交通信号系统由运行线ATC系统、车辆段信号系统两大部分构成（如图1所示）。
ATC全称Automatic Train Control，即列车自动控制系统，主要由自动防护系统（ATP）、自动信息监测系统（ATS）及自动运行系统（ATO）三个子系统（统称为“3A”）组成。
在轨道列车运行前，自动运行控制系统需要设置行车指挥中心，在此基础上，轨道沿线各车站还应设计区域性联锁控制系统，相关设备一般会被放置在控制站（有岔站），列车上也会携带车载控制设备。
通常，控制中心与控制站之间用于传输信息信号的媒介是有线数据通信网。
在无线网络通信如火如荼地应用于各行各业的今天，轨道列车与控制中心之所以依然采用有线通信，是因为这种通信方式的稳定性、安全性高，控制信号能够完整、及时地在设备间传输。
在这种情况下，列车运行的相关信息、列车行进路线及沿途车站新近出现的特殊情况等信息均可以实现及时上传，从而确保列车安全运行。
2 城市交通信号控制系统存在的问题现阶段，我国的信号通信系统，引进后一般先用于发达的城市，然后再用于其他城市。
地区间信号系统的连通性得不到保证，从而造成区域通信问题。
信号兼容问题，会直接影响区域间列车速度的控制，从而引发交通事故。
轨道交通信号系统要求，信息要及时准确的传送，才能满足目前复杂的轨道交通系统。
在我国仍然存在部分系统信息传输延时的情况。
从而导致列车之间不能及时交换信息，这将是一个很大的安全隐患，严重威胁到了乘客的乘车安全。
轨道交通信号系统的技术发展趋势
轨道交通信号系统的技术发展趋势随着城市化进程的加速和人们出行需求的不断增长，轨道交通作为一种高效、便捷、绿色的交通方式，在现代城市交通体系中发挥着越来越重要的作用。
而轨道交通信号系统作为保障列车安全、高效运行的关键技术，也在不断发展和创新。
本文将探讨轨道交通信号系统的技术发展趋势，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
一、智能化与自动化智能化和自动化是当前轨道交通信号系统发展的重要趋势。
通过采用先进的传感器、数据分析和人工智能技术，信号系统能够实现对列车运行状态的实时监测和智能控制。
例如，基于深度学习的故障诊断和预测模型可以提前发现信号设备的潜在故障，从而及时进行维护和修复，提高系统的可靠性。
同时，自动驾驶技术的不断成熟也使得列车能够在无需人工干预的情况下自动运行，不仅提高了运行效率，还降低了人为失误带来的风险。
在智能化的信号系统中，列车能够根据实时的客流信息、线路条件和运行计划，自动调整运行速度和停站时间，实现更加精准的运营调度。
此外，智能信号系统还能够与其他交通系统进行信息交互和协同控制，提高整个城市交通网络的运行效率。
二、互联互通与一体化随着城市轨道交通网络的不断扩大，不同线路之间的互联互通和一体化运营成为了必然需求。
传统的信号系统往往存在着技术标准不统一、设备兼容性差等问题，限制了线路之间的互联互通。
为了解决这些问题，新一代的信号系统正在朝着标准化、模块化和开放式的方向发展。
通过制定统一的技术标准和接口规范，不同厂家的信号设备能够实现无缝对接和互操作，从而降低系统建设和维护成本，提高运营效率。
同时，一体化的信号系统能够实现对整个轨道交通网络的集中控制和管理，实现资源的优化配置和协同运作。
例如，在紧急情况下，能够快速实现线路之间的列车调配和应急处置，提高系统的应急响应能力。
三、通信技术的演进通信技术是轨道交通信号系统的重要支撑，随着 5G、LTE 等新一代通信技术的发展，信号系统的通信能力得到了显著提升。
轨道交通信号系统的发展及其趋势研究
轨道交通信号系统的发展及其趋势研究摘要：轨道交通系统是重要的公共交通工具，它是影响乘客生命财产安全的重要因素。
信号系统作为保证列车舒适、安全的重要技术装备，在轨道交通系统中占据重要地位。
随着高速铁路和城市轨道交通的发展，列车运行密度不断提升，现代电子系统在信号领域中的应用范围不断扩大，这有利于我国轨道交通信号系统取得长足进步与发展。
关键词：轨道交通；信号系统；发展；趋势前言：近几年，信息与科学技术显著发展，多种先进的信息技术广泛、深入的应用到轨道交通信号控制工作中。
信号自动控制系统摆脱了以往人工控制方式，极大提升了轨道交通运行质量与水平，增加了运营安全系数。
当前，我国轨道交通信号系统正处于初级发展阶段，在具体运行中有很多问题需要解决。
为此，要重点分析和研究轨道交通信号系统，保证轨道交通运行质量符合相关要求，给予交通运输事业发展先进技术支持。
一、轨道交通信号系统发展过程和功能变化（一）信号系统发展过程轨道交通信号系统经历了机械、电气、电子和计算机应用等多个阶段，由以往的人工控制向信息控制方向发展[1]。
各种通信信号技术的融合，行车调动自动化技术的应用，使轨道交通信号系统不再简单的组成电子类信号设备、传统机械，而是包含速度控制、列车追踪等功能，其层次分明，以计算机处理技术为核心，是一项十分复杂的系统，其打破了传统信号理念，集数据通信、信号指示为一体，紧密结合了软件和硬件，是大型的安全系统，具有系统化、网络化等特征，功能多样化、复杂化。
（二）信号系统的功能经过长时间的发展，轨道交通信号逐步成为用于消除列车运行冲突风险的专业控制系统，也是防止列车超速，促使移动设备与地面固定装备保持良好协调关系的系统。
随着信号系统的进步与发展，其功能在不断完善和优化。
从技术发展情况来看，信号系统可以优化工作人员工作环境，提升运输水平，增强行车安全性，降低运行能耗，提升运营管理质量。
在保障行车安全中，信号系统是关键的系统设备。
地铁信号系统技术发展趋势
地铁信号系统技术发展趋势地铁作为城市交通工具的重要组成部分，其安全、高效、准时的运行对于提高城市居民的出行质量具有重要意义。
地铁信号系统是地铁运行的核心技术之一，它直接影响着地铁的安全和效率。
随着科技的不断发展，地铁信号系统也在不断进步，下面我们就来探讨一下地铁信号系统技术的发展趋势。
地铁信号系统正朝着智能化、自动化的方向发展。
传统的地铁信号系统主要依靠人工操作，效率低下且容易出错。
而智能化的信号系统可以通过计算机自动处理信号信息，大大提高地铁运行的效率和安全性。
例如，通过安装智能化的信号灯和自动控制系统，可以实现地铁列车的自动调度和运行，减少人工干预，降低事故发生的概率。
地铁信号系统正朝着高速、高效的方向发展。
随着城市人口的增长和交通压力的增大，地铁信号系统需要更高的运行速度和更大的运输能力。
为了实现这一目标，地铁信号系统采用了更先进的信号技术和通信技术，提高了地铁的运行速度和运输效率。
例如，通过采用更短的信号周期和更高效的信号控制算法，可以实现地铁列车的快速运行和高效调度。
第三，地铁信号系统正朝着绿色、环保的方向发展。
随着人们对环境保护意识的提高，地铁信号系统也需要减少对环境的影响。
为了实现这一目标，地铁信号系统采用了更节能的信号技术和更环保的信号设备。
例如，通过采用节能型信号灯和太阳能发电系统，可以减少地铁信号系统的能源消耗，降低对环境的影响。
第四，地铁信号系统正朝着网络化、信息化的方向发展。
随着互联网和大数据技术的发展，地铁信号系统也需要实现信息的共享和互联互通。
通过建立地铁信号系统的信息平台，可以实现信号系统的远程监控和控制，提高地铁信号系统的运行效率和管理水平。
例如，通过建立地铁信号系统的信息平台，可以实现信号系统的远程监控和控制，提高地铁信号系统的运行效率和管理水平。
地铁信号系统技术的发展趋势，可谓是日新月异，让人瞩目。
智能化、自动化技术的应用，使得地铁运行更加高效和安全。
比如，通过安装智能化的信号灯和自动控制系统，可以实现地铁列车的自动调度和运行，减少人工干预，降低事故发生的概率。
浅谈中国地铁信号系统发展
浅谈中国地铁信号系统发展作者：杞洪来源：《城市建设理论研究》2014年第08期摘要：近年来随着我国城市的快速发展，交通问题日益严重，为了解决交通及环境各方面问题，地铁也呈现井喷式发展。
而地铁信号系统作为地铁安全保障与高效运行的基础，其重要性日益凸显。
关键词：地铁；信号系统；CBTC中图分类号：U231+.7 文献标识码： A前言：我国地铁从无到有，信号系统也从最早的基于轨道电路的信号系统，发展到现在国际领先的基于“基于通信的列车自动控制系统”（Communication Based Train Control，简称CBTC），经历了三代人，近40年的基础研究，10年公关终于圆梦。
我国早在1969年最先提出了CBTC理论，虽然中间几经曲折，我们落后于人，但最终通过不懈努力，十年攻关路，三载下海人。
我们迎头赶上，成为了世界第四个自主研发CBTC系统，掌握其核心技术的国家。
1 我国地铁信号系统发展历史50多年的地铁发展历史大致有三个阶段，而我们地铁信号系统基于传输系统不同也分为3个阶段。
通过历史，让我们一步步揭开地铁信号发展的历程。
1.1我国地铁发展历史中国地铁产业半个世纪的发展历程，大致上可分为三个阶段。
第一阶段，1956年至上世纪80年代，1956年北京地铁就在领袖人物的政治考虑和革命豪情之下应运而生，成为我国第一条地铁线路，承担的主要是“战备为主，兼顾交通”作用。
1984年天津地铁运营，成为我国第二条地铁线路。
这个阶段我国的地铁还只是政治考虑的战备产物，所以发展缓慢。
第二阶段，由上个世纪90年代初至20世纪末，大型城市广州和上海改革开放以来，随着各地经济的高速发展与人口、机动车的急剧增长，大塞车等交通现象严重影响着城市发展。
大城市开始考虑并实施地铁项目以缓解交通压力。
此时的地铁是以“交通为主，兼顾战备”的功能修建，以培养人才，学习先进技术为目的。
第三阶段21世纪至现在，随着我国经济的告诉发展，城市规模扩大。
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地铁信号系统发展趋势及功能区别
作者：范良
来源：《价值工程》2011年第01期
摘要：地铁信号系统，是保证列车高效、安全运行的核心部件。
信号系统的发展，经历了一系列的演变，现在已越来越趋于成熟。
随着信号系统的不断升级及发展，各种信号系统在设计理念及功能方面都有了差异。
文章主要以南京地铁一号线及二号线的信号系统进行对比。
Abstract： Metro signal system is core component to ensure trains efficient and safe operation. The development of signal system has experienced a series of evolution, now has been more mature. Along with the continuous signal system upgrades and development, each kind of signal system in the design concept and function are the differences. This article mainly compares the signal systems between line 1 and line 2 in Nanjing metro.
关键词：信号系统；功能；差异；地铁
Key words： signal system；function；difference；metro
中图分类号：TP315文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）01-0179-01
0引言
地铁信号系统的发展趋势主要体现在三个方面：一是通信网络技术在地铁信号中的应用，形成了以通信为基础的ATC系统；二是随着通信安全性、可靠性的提高和通信手段的多样化，目前普遍采用的站间ATO方式将向全程无人ATO方式发展；三是利用先进的网络技术与计算机技术，单一的ATS系统将向集成化的综合地铁控制系统方向发展。
下面以南京地铁一号线与二号线信号系统作比较，来说明信号系统的发展趋势及区别。
1系统概述
1.1 南京地铁一号线信号系统一号线信号系统采用德国西门子公司的基于数字轨道电路的准移动闭塞信号系统（ATC）。
信号系统包括四部分：计算机联锁CI子系统；列车自动防护ATP子系统；列车自动运行ATO子系统；列车自动监督ATS子系统。
1.2 二号线信号系统二号线信号系统采用了西门子的Trainguard MT（列车卫士）自动列车控制系统，是基于通讯的列车控制CBTC（Communication-Based Train Control）系统。
它主要有三部分组成：SICAS联锁子系统、ATS列车监控系统、TrainGuard MT ATP、ATO子系统，
Trainguard MT 基于移动闭塞分隔列车原理，即通过车-地间周期传递列车位置信息和地-车间传递移动授权来实现。
2功能区别
2.1 行车闭塞一号线采用了FTGS轨道电路来进行准移动闭塞分区行车，二号线在无线功能完全正常的情况下，列车的闭塞不依赖于计轴设备，而是依靠前后列车系统的自动计算控制，只有在降级的情况下，才采用计轴轨道区段划分各个闭塞区间。
一号线采用了FTGS轨道电路，将正线划分为很多个物理区段，二号线则采用了计轴方式进行轨道电路的划分，轨道空闲检测采用了计轴设备根据轮对的进出数量来检测列车的占用和出清，钢轨不再作为轨道电路的载体，因此二号线如发生钢轨断裂或水淹钢轨时，无法在信号系统中反映出来。
2.2 测速装置及轨旁定位
2.2.1 测速装置二号线测速同时采用OPG（Odometer Pulse Generator里程脉冲发生器）和雷达，在车辆底部设置有测速和计程装置OPG（Odometer Pulse Generator）和雷达Radar。
OPG主要是根据车轮的直径和转数从而计算出列车行驶的里程，但当列车滑行和刹车时测算会存在误差。
雷达主要通过列车前后两次位置的测定，来测算列车的移动距离，但对于线路条件复杂或车速较低时会存在误差。
OPG测低速比较准确，雷达测速高速比较准确，当两种测速方式计算的列车定位出现规定的偏差时，系统将视为列车失去定位，产生紧急制动。
一号线只采用OPG测速。
2.2.2 轨旁精确定位二号线应用了欧式应答器（有两种：可变应答器和固定应答器），进行列车定位或移动授权，列车在区间运行时，在大范围内计轴可以检测到列车的位置，但计轴区段比较长，无线移动需要间隔又比较小，为此，在轨道中央设置了很多固定应答器FDB （Fix Data Balises），通过FDB和列车底部的车载应答器天线进行数据交换，从而更加精确的确认出列车位置。
另外在有信号机的地方，设置有可变应答器VDB（Variable Data Balises），来进行列车移动授权的给予，在ITC等级下列车经过可变应答器获得移动授权。
一号线采用同步环线来进行列车定位。
2.3 列车控制等级及转换
2.3.1 一号线列车控制等级未进行分类，是单一的模式。
二号线分为三个等级：
2.3.2 列车控制等级转换二号线IXLC等级在已实现列车定位（一般需经过两个应答器来确定列车所处位置和行车方向）和有效的ITC移动授权条件下可转换到ITC； IXLC等级在已实现列车定位和有效的CTC移动授权条件下可直接转换到CTC控制等级。
ITC等级在已实现列车定位和有效的CTC移动授权条件下可转换到CTC控制等级。
CTC、ITC等级在列车失去位置的情况下转换到IXLC控制等级。
2.4 列车驾驶模式
二号线列车的驾驶模式如下图所示：
RM：受限制的人工列车驾驶模式；SM：受监督的人工驾驶列车模式；AM：自动列车驾驶模式
一号线驾驶模式：ATO：自动驾驶，相当于二号线的AM；SM：半自动驾驶，相当于二号线的SM；RM：受车载保护的人工驾驶，相当于二号线的RM。
3结语
地铁信号系统的发展，历经了若干个阶段，目前已经进入移动闭塞领域，随着后续科学技术的进一步发展，确保安全、运行稳定、可操作性强的系统将逐步进入地铁行业，未来地铁信号系统也将呈现多元化的发展态势。
参考文献：
[1]吴汶麒.城市轨道交通信号与通信系统[M].北京:中国铁道出版社，1998.
[2]林瑜筠.铁路信号新技术概论-(修订版) [M].北京:中国铁道出版社，2007.
[3]刘晓娟，张雁鹏，汤自安.城市轨道交通智能控制系统[M].北京:中国铁道出版社，2005.
[4]南京地铁运营分公司信号系统教材.。