軌道交通信號系統精選(九篇)
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第1篇：軌道交通信號系統范文
在軌道交通系統的運行中采用相應的交通信號系統，不但能夠在最大程度上保證列車的安全正常行駛，解決各個列車行駛時間上的沖突和矛盾，避免追尾事件發生，還能夠極大的提高列車的運行效率，增大軌道交通建設的經濟效益和社會效益。除此之外，軌道交通信號系統的使用還有利于實現列車運行自動化管理，對于提高城市交通管理現代化水平有著重要意義。而要使軌道交通信號系統發揮其應有的作用，就要確保其可靠性與安全性。以下本文筆者就結合自己對軌道交通信號系統的認識來探討其可安全性與可靠性問題。
一、軌道交通信號系統概述
軌道交通信號系統主要是由連鎖裝置與列車自動控制系統（ATC）組成。ATC系統又包括列車自動監控系統（ATS）、列車自動防護系統（ATP）及列車自動運行系統（ATO）。其中，ATS的主要作用是對列車的實際運行情況進行監督與控制，這樣可以使行車調度工作者對整個線路的列車進行全面、系統、完整的管理。ATP的作用主要是對行駛中的列車進行監控和安全防護，避免其出現連鎖設備或自身系統中出現問題故障而影響列車運行安全。ATO則主要是通過分析地面情況來對列車進行控制，這樣就可以避免列車在行駛中突然的加速或減速，提高列車運行的舒適性和節能性。這三個系統相互作用，相互影響，從列車、地面、控制中心三個方面對列車進行全方位的控制，確保列車的安全穩定運行。目前的軌道交通系統是各種先進科技的共同產物，其不但技術密集程度較高，而且成本低，效益高，是一種高速度、高效率、高安全性的可靠控制系統。
二、軌道交通信號系統的安全性分析
對于軌道交通信號系統而言，安全性主要是指行車的安全和乘客的人身安全。在列車的行駛過程中，無論是因為設備出現故障，還是因為電路、軟件出現問題，都可能會影響到列車的正常行駛，而由此造成的誤動或錯誤操作，極有可能造成嚴重的安全事故。為此，在軌道交通信號系統的設計與應用中，應該將以故障為導向的安全性能放在首要地位。在此過程中，需要解決的問題主要包括軌道數據處理、數據采集與驅動以及數據傳輸等三個方面的故障-安全問題?？梢圆捎卯斍跋冗M的計算機技術，如容錯技術、故障檢測和診斷技術以及多重化技術等，均能夠為提高軌道交通信號系統的安全性提供技術支持。以下主要對列車自動控制系統的各個子系統的安全性進行分析。
1、ATS系統
（1）在控制中心設立兩套ATS系統，互為熱備份，即其中的一個系統在線時，另一個系統也在不斷更新其數據信息，當出現故障需要切換時，熱備份系統在很短時間內完成對軌旁信息的掃描，從而保證系統獲取最新的數據。
（2）控制中心ATS主機與車站ATS設備間采用雙通道（主、備）或環路方式構成系統（由通信專業提供），以保證某點或某段通信信道發生故障時，系統仍能正常工作。
（3）當系統中某些單元出現故障或運營過程中出現異常情況時，系統具備降級運行的功能，由調度員人工介入設置進路，對列車運行進行調整，如在車站可以完成自動進路調整或根據列車識別號進行自動信號控制。
（4）當列車運行偏離運行圖時，系統自動生成調整計劃或自動調整列車的停站時間、區間運行時間。當偏離誤差較大時，可由調度員人工介入，指定列車的停站時間和區間運行時間，或對系統實施運行圖進行調整。
（5）通過列車識別裝置（PTI）能自動完成全線監控區域內的列車跟蹤（服務號、目的地號、車體號、車次號）。隨著列車的運行，跟蹤顯示從一個軌道區段向下一個軌道區段移位、顯示。
2、ATP系統
由于ATP系統主要是對列車的設備和系統進行安全監控，因此其安全性設計應該將重點放在保證設備系統安全上。首先，ATP系統可以利用雙層網絡與全冗余的模式來進行設計，將系統中的所有設備都設置相應的冗余接口，并做好備份，以保證系統某個節點出現故障后系統也可以不受影響而正常運行。其次，編碼軟件也可以利用冗余技術，且編碼中不可出現循環語句，這樣是為了保證某個編碼控制程序出現中斷后可以繼續對系統進行控制，且不會形成死循環的問題。第三，為了進一步的保證系統的安全性與可靠性，對于一些較為重要或者較為容易出現故障的設備，應該進行雙重備份。同時，為了避免強信號對系統產生干擾，還要在電路中設計一定的防沖擊電路和防干擾措施。這樣才可以很好的保證系統的安全運行。
3、ATO系統
作為以地控車的控制系統，ATO系統應該能夠在列車超速運行時給予一定的警告，并利用系統中的車載設備采取一定制動措施。正常情況下ATO系統是自動運行，但是如果其因故障無法自動運行，應該要能夠盡快轉入人工操作的程序中，以保證列車安全運行。同時，在系統的運行中需要大量的實時數據，因此數據傳輸應該首先循環傳送。為了保證行駛中的列車和地面工作站點之間可以隨時聯系溝通，在列車出站之前，要對ATO系統進行檢查，尤其是要對接口處進行仔細檢查，以保證系統的安全工作。
三、軌道交通信號系統的可靠性分析
要充分發揮軌道交通信號系統的作用，不但要保證其安全性，還要保證其可靠性。因為只有確保系統的可靠，才能保證其高安全性。尤其是在實踐中，可靠性是評價軌道交通信號系統安全性的重要指標。在國際上目前已經提出了定量可靠性性分析指標，并規定列車超速防護的車上設備的平均無故障時間（MTBF）不低于104h，地面設備的平均無故障時間不低于105h。
在城市軌道交通中由于ATP系統在正常駕駛模式下使用，是惟一能連續控制列車運行，并長期確保列車安全運行的駕駛模式。降級駕駛模式是ATP系統出現故障情況下，在限速條件以人工駕駛來降低列車運行風險所采用的一種駕駛模式。不過，該模式并不能避免所有風險，所以要求正常駕駛模式必須非常穩定可靠，以盡量減少采用降級駕駛模式。鑒于上述因素，在國外城市軌道交通工程中，提出ATP系統正常駕駛模式的可靠必須高于99.99%。
四、結語
總之，在現代城市軌道交通事業的發展中，加強列車運行的安全控制是非常重要的。這就需要合理的設計和運用軌道交通信號系統，從每個子系統的角度出發來確保其安全性與可靠性，為人們出行提供安全可靠的交通設施。
參考文獻
[1]何泳斌.城市軌道交通信號控制方式研究[J].交通世界，2004（09）.
第2篇：軌道交通信號系統范文
摘要：本文從系統保證的角度開始，對有關的文獻進行了大量的深入閱讀。也參考了國外與國內的一些項目，對其實施狀況進行了分析和比較，在此基礎上對軌道交通信號系統的安全性、可用性、可維護性以及可靠性進行了總結和論述，最后對怎樣實施全面的方法以及技術進行應用性研究。
關鍵詞：軌道系統 信號系統 系統保證 故障安全
軌道交通信號設備的系統保證工程技術在城市軌道交通中發揮著重要的作用，該技術使用了系統保證領域中的一些方法以及手段，因此可以讓信號設備達到有關的要求，符合系統保證的指標。這樣，城市軌道信號設備就會處于一種可用性、安全性、穩定性以及可維護性的環境中運行。在對城市軌道系統進行設計、開發、生產以及運作、測試、運營時，都需要參考一定的準則和指標，即：系統保證要求以及一些具體的指標，這樣行車才會安全。
1、系統保證文件的介紹
一般來說，信號系統在每一個工程階段時，和系統保證有關系的任務、交付的文件以及相關的要求都會在合同中出現，并給與一定的明確和界定。我們可以在表1中看到在工程信號階段時，信號系統需要使用的不同種類的通用性的系統保證文件。通過對表中的內容分析，不難發現文件所處的階段不同，要求也就不同，因此系統保證的進度管理以及質量管理就會形成，這二者共同組成了系統保證文件的內容。
2、信號系統的安全性分析
2.1安全完整性水平
在對信號每一個子系統的硬件和軟件進行制定和設計時，必須參考EN 50126、EN 50128以及EN 50129標準中的一些要求，比如：有關安全完整性方面的SRL要求和規定以及所要達到的SRL等級。我們可以在表2中看到關于信號系統中的每一個子系統的等級要求。需要注意的是，每一個信號系統接口的SRL等級一定要和其子系統的等級要一樣，保持一致，不能有偏差。
2.2信號系統開發的周期以及過程
EN 50129對信號系統開發的周期進行了有關的界定，內容包括：開發需要的安全管理以及系統保證要使用的一些措施和方法。針對信號系統的安全保證，我們一定要按照有關規定的步驟進行操作，開展開發以及設計。
2.3危害性分析
所謂的危害性的分析指的是當系統存在潛在的危險時，需要有關的工作人員進行分析和研究。而危害性分析可以作為一項評估技術，在工程項目的對應階段被用來當做信號系統的安全保證，其重要性可見一斑。在實際的實施過程中，我們需要提前對全部的危害進行等級的評估，此外還要制定風險矩陣。
風險等級的概念。（1）R1：如果沒有特殊的狀況，一般要對該類的風險進行消除。（2）R2：一定要把風險降到最低，一直到最低的實際可行的水平。（3）R3：是可以承受的風險，盡管這樣還要從成本的效益出發，將風險降到最低。（4）R4：可以接受的風險。
關于信號系統每個風險等級的不同的處理要求。（1）當風險的等級處于R1或者是R2這個等級時，一定要對這些危害事件進行處理方法的設計，將風險的等級有效的降低，爭取降到R3或者是R4這個范圍中。（2）對于剩余風險等級為R1時，不要接受。
2.4量化風險的評估
當剩余風險等級為R1或者是R2時，這些事件就會產生嚴重的后果，會導致員工或者是乘客死亡。量化風險的評估的方法有兩種，分別是：故障樹分析和事件樹分析。
故障樹分析。使用該方法可以對復合故障、多種原因的影響、多余的設計以及人員的傷亡進行綜合的分析和評估，也可以對組合事件發生的概率進行分析。此外，一些人為的因素以及環境因素都會在其中被包括。
事件樹分析。使用該方法可以對全部的潛在后果進行分析和評估。同樣，一些人為的因素以及環境因素都會在其中被包括。
3、可靠性、可用性和可維護性的分析
3.1 RAM分析
RAM分析一般在設計的階段會使用到，這樣信號的供貨商就會對系統的RAM表現進行預測，設計就會滿足設備的可靠性的要求。需要對以下這些情況進行列明：維修時怎樣降低干擾和造成的不良影響、故障的模式等。此外，還包括人為因素。在分析之后，系統的薄弱環節就會得到確認，因此可以對改進的子系統進行清晰的顯示。在這個過程中，需要參考有關設備的故障記錄，從實際的運營過程中所出現的故障數據出發，做到對數據來源的詳細的記錄。我們要根據實際的情況來決定使用哪一種分析方法。
3.2 RAM證明計劃
可靠性、可用性和可維護性（RAM）的證明計劃需要信號供貨商進行提供，一般是在保質期的前3個月。
結束語
信號系統在城市的軌道交通中發揮著重要的作用，因此需要使用一些成熟、先進的可靠設備，這樣才會降低運營的成本，實現經濟效益和社會效益的雙贏。
參考文獻：
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[3]程新勝.淺談城市軌道交通信號系統的安全措施[J].中國科技博覽.2012（36）.
[4]姜華.淺談城市軌道交通信號系統的設計[J].中國科技博覽.2012（36）.
[5]甘勇.城市軌道交通信號系統冗余技術分析[J].城市軌道交通研究.2012（5）.
第3篇：軌道交通信號系統范文
關鍵詞：質量 安全 信號 系統集成管理
質量是企業賴以生存和發展的基石，是保證安全的必要條件。7?23溫州動車組特大事故使“質量、安全”這一字眼再一次成為公眾關注的焦點。軌道交通領域引入獨立第三方進行安全評估，已成為十分迫切的事情之一。筆者認為“安全”必須從質量源頭抓起。本文通過對質量、安全相關知識的闡述，對信號系統集成企業質量安全工作策略進行粗淺分析，望批評指正。
一、質量、安全內涵的釋義
隨著社會經濟和科學技術的發展，質量的內涵在不斷充實、完善和深化。質量的定義有兩層含義，第一層含義：質量是一組固有特性滿足要求的程度。主要反映在對產品的性能、經濟特性、服務特性、環境特性和心理特性等方面。這種“要求”可是技術規范中規定的，也可能是在技術規范中未注明，但用戶在使用過程中實際存在的需要，它是動態的、變化的、發展的和相對的，隨時間、地點、使用對象和社會環境的變化而變化。第二層含義：質量是反映實體滿足明確或隱含需要能力的特性總和。這些特征和特性通常是可以衡量的，全部符合特征和特性要求的產品，就是滿足用戶要求的產品。實質上就是產品或服務的“符合性”，它可以是活動、過程、產品、組織、體系、人員以及它們組合。
質量管理是指在對質量方面指揮和控制組織的協調活動。從當初的“產品檢驗制度”，發展到今天的全面質量管理；從最初注重產品的一般性能發展為注重產品的可用性、可靠性、安全性、可維修性和經濟性等方面，并形成一系列質量管理和控制體系。質量管理不僅要管好產品本身的質量，還要管好質量賴以產生和形成的工作質量，并以工作質量為管理的重點。通常包括制定質量方針和質量目標以及質量策劃、質量控制、質量保證和質量改進等措施。
質量本身具有社會性、經濟性和系統性三個重要屬性。社會性是指質量的好壞不僅單從直接用戶，而從整個社會的角度來評價，尤其是關系到安全等方面問題時更是如此。經濟性是指質量不僅從某些技術指標來考慮，還需從制造成本、價格、使用價值和消耗等方面綜合評價。在確定質量水平或目標時，不能脫離社會的條件和實際需要，不能單純追求技術上的先進性，還應考慮使用上的經濟合理性，使質量和價格達到合理的平衡。系統性是指質量是一個受到設計、生產制造、施工安裝、操作使用等其它諸多過程、諸多環節和相關聯因素影響的復雜系統。
安全是指人、物、環境不受到危險、危害和損失的良好狀態。是在生產過程中，將系統的運行狀態對人類的生命、財產、環境可能產生的危害控制在可接受水平以下的狀態。安全性是產品質量的重要性能之一，安全始終是人們追求的最終目標。但現實生活中并沒有絕對的安全，安全總是相對的。當產品發生故障時，以特殊的、技術上可實現的方式作出反應并導向安全，即軌道交通信號系統所遵循的“故障DD安全”原則。
二、信號系統質量安全背景
截至2012年底，全國鐵路運營通車總里程約為10萬公里，預計到2020年，運營通車總里程將達12萬公里。在城市軌道交通領域，2012年全國共有35個城市正在建設城市軌道交通，投入通車運營的城市軌道交通線路總里程達2042公里，預計到2020年，運營通車總里程將達到7400Km。信號系統是軌道交通領域眾多機電自動化系統中最關鍵的部分，它好比人體的中樞神經，利用它可以把軌道交通各機電自動化系統有機的聯系起來，實現之間的相互聯動功能。從而實現保證列車運行和乘客安全，提高運行效率，實現列車運行高效、指揮管理有序的自動控制等功能。信號系統質量的好壞，尤其是安全性能的好壞，直接關系到廣大乘客的生命和財產安全。因信號系統本身質量問題而導致的行車事故越來越多，事故性質越來越嚴重，帶來的危害也越來越大。如在1997年發生的“4?29特大事故”、1999年的“7?9列車顛覆事故”和2011年的“7?23動車特大事故”等均是由信號原因而造成的。
IRIS是一套適用于鐵路行業的質量管理體系標準，它是在ISO 9001：2000的基礎上，針對鐵路行業的特殊要求增加了投標管理、項目管理、成本管理、績效管理等方面的內容。在內容上涵蓋了企業管理的方方面面，不僅包括了質量管理的內容，而且涉及環境管理、職業健康安全管理的內容。該標準借鑒了航天（AS9100）、汽車（ISO/TS16949）、食品工業（ISO22000）行業對于質量、安全方面比較好的做法，使之更貼合鐵路行業實際，目前已經成為國際鐵路行業普遍認可的質量管理體系標準。IRIS管理體系和ISO 9001：2000最大的不同是增加了許多如體系要求、項目管理、質量控制、設計與輸入、設計和開發確認、生產過程和服務的規范等強制性項目要求。它是基于鐵路行業的特殊要求，總結國際鐵路巨頭多年的經驗，總結并提出了相應的系統化規范，集中體現了以產品全生命周期為核心的管理思想，增加鐵路產品在安全性、可靠性及質量方面的特殊要求，要求其產品在性能、安全、成本、效率上加以體現，期望在合理的成本下確保顧客滿意。
我國軌道交通信號系統，主要是遵照原鐵道部制定的鐵路行業標準或參照建設部、交通協會等制定的相關標準執行。1994年引入新版ISO9000系列標準，并逐步開展了第三方質量體系認證工作，促進了質量管理體系的普及和管理水平的提高。隨著國民經濟持續快速發展，城市化進程明顯加快，為解決城市交通和環境問題，諸多大型、特大型城市把發展城際客運專線和城市軌道交通作為發展公共交通的根本方針，可以說我國軌道交通建設已步入建設的高峰期。由于目前我國信號系統技術發展滯后，大多數軌道交通線路，特別是城市軌道交通線路核心信號系統主要采用國外系統和技術，由國內集成商進行二次開發和集成配套。由于國內、外采用的信號系統的研制標準和技術水平存在差異，無法按照統一的標準進行質量管理，極易出現質量管理不善導致安全問題。2011年7月23日發生的溫州動車組特大事故即是一起因信號系統質量控制不力引發的典型事故案例。因此，軌道交通信號系統集成已經成為一個高風險的工作。
三、信號系統集成質量安全管理策略
實施國產化政策，對扶持國有大型企業和民族工業發展，壯大我國軌道交通產業體系、拉動內需、保持經濟持續穩定增長等具有重要作用。國家發改委于2010年以發改產業2866號文“國家發改委關于進一步推進城市軌道交通裝備制造業健康發展的指導意見”，對軌道交通裝備制造的國產化事宜提出要求，信號系統投標企業必須具備信號系統列車自動監控子系統（ATS）和計算機聯鎖子系統（CI）（或列車自動防護/列車自動駕駛（ATP/ATO）子系統）的合格產品研發和生產能力及信號系統集成能力。在當前“爆發式”的建設形勢下，研發與工程并存、設計/生產與施工并存、國產與進口系統接口并存等，必須盡快建立符合國情和當前情況并與我國軌道交通信號系統建設模式相匹配的質量安全管理體系。筆者建議從以下方面加強對信號系統集成企業的質量安全管理工作。
1. 建立和統一產品質量檢驗標準，形成與自身相適應的質量管理體系
當前我國鐵路及城市軌道交通領域，大部分采用西門子、龐巴迪、泰雷茲等國外系統供應商提供的信號系統設備，系統制式、系統設計及產品技術標準各不相同，建設和運營主管部門尚未對信號系統產品制定統一的技術標準和質量檢驗標準，給項目質量管理和控制帶來難度。
國內信號集成商雖已各自建立ISO9000質量管理體系并通過了第三方質量認證，但由于各種原因并不能做到體系和實際的有機結合。相比之下國外的信號系統供應商大都以IRIS作為質量管理體系，從產品設計、研制生產、出廠檢驗、供應鏈管理、系統設計、勘察定測、施工安裝、測試、交付、維護管理等，均嚴格遵守IRIS事先制定的質量管理和控制程序。并將程序細化到每一項活動，詳細規定了每項活動的質量管理內容和控制方法，輔以相應的檢驗表單作為證據記錄，從而保證整個活動質量管理過程的可追溯性。任何時間、地點，任何人都不能逾越質量這個紅線，在上一工序出現的質量問題沒有解決前，絕對不會放行進入下一工序。在整個質量管理活動中，質量工程師有絕對的話語權，尤其是安全保障工程師更具有一票否決權。從而實現產品全生命周期內的過程質量控制，確保將風險降低到最低限度。
第4篇：軌道交通信號系統范文
【關鍵詞】 車――車通信 CBTC 通信 自動控制 信號控制系統
引言：
目前，大多數城市軌道交通信號系統都采用了CBTC系統，CBTC系統是基于通信的列車自動控制系統，其結構與應用已非常成熟。
隨著技術的進一步發展，基于車――車通信技術的新型軌道交通信號控制系統將很有可能取代現有的CBTC系統，成為主流的軌道交通信號系統。
一、基于通信的CBTC信號控制系統原理及缺點
基于通信的CBTC系統的核心是列車自動控制系統（ATC），它由算機聯鎖子系統（CI）、列車自動防護子系統（ATP）、列車自動駕駛子系統（ATO）及列車自動監控子系統（ATS）構成。
各子系統之間通過數據通信傳輸子系統（DCS）作為信息交換網絡，實現地面與車上控制相結合、現地控制與中央控制相結合，構成一個以安全設備為基礎，集行車指揮、運行調整以及列車自動駕駛自動化等功能等為一體化的自動控制系統。
其業務主要為：對列車實施調度、防護、操縱、多子系統通過計算機網絡連接實現網絡化信息化。具體功能表現為：列車按照運營圖自動運行；為列車門、站臺屏蔽門的開閉提供安全監控信息；全線列車及信號設備的自動監控；列車運行及信號運行的日志及數據收集存儲；與外部接口系統（如：綜合監控系統、時鐘系統、乘客信息系統（PIS）、無線通信系統、TCC系統）的數據交互等。
雖然CBTC系統已日趨成熟且在軌道交通領域大量應用，但仍有不少問題亟待解決：如前后車運行聯動的問題。CBTC系統雖支持不同控制級別列車的混跑，但當CBTC級別的列車與點式列車互相追蹤時，前車車載設備在不同控制級、不同故障類型、不同駕駛模式下對后車運行的影響，以及前后車追蹤間隔的設置等，都是需要進一步解決的問題。又如闖紅燈防護問題。
在點式級別下，因為沒有連續的車-地通信，且應答器作用范圍有限，司機很難做到對列車的誤啟動保護。再如車-地無線傳輸及同站臺換乘車站無線干擾的問題。車-地之間的無線傳輸對信號傳輸質量穩定性的影響，以及現場不同系統的復雜信號干擾對線路開通調試帶來的困難，甚至在運營階段由于通信不穩定而導致的列車緊急制動等問題，也需進一步優化。
為了進一步優化結構，解決以上問題，更新一代的基于車――車通信技術的新型城市軌道交通信號系統方案已悄然登場。
二、基于車――車通信的信號控制系統結構分析
基于車一車通信的新型信號控制系統，其本質是以列車為中心的新型CBTC系統。
根據ALSTOM在法國里爾l號線提出的基于車――車通信的新型CBTC系統概念，與傳統CBTC系統相比，其結構中去掉了聯鎖子系統和區域控制器子系統，ATS直接與車載控制器VOBC進行通信，將進路信息發送給車載，車載根據進路信息，直接控制道岔的轉動和進路的開放，以及移動授權的計算等與軌旁相關的安全功能。這一設計不但減少了聯鎖子系統，而且減少了系統的接口數量，從而降低了系統的復雜性。
由于精簡了軌旁的設備，基于車一車通信的新型CBTC系統與傳統CBTC系統在功能分配上差別很大：CBTC系統中大多數軌旁核心功能，都移至車載控制器上實現，大大簡化了系統數據交互的復雜度，減少了信號系統網絡負荷，縮短了通信時延，提高了系統整體性能。
在車――車通信方式中，后續列車根據自己的狀態，向前行列車請求前車的位置信息。后續列車可根據收到的前車位置信息自行計算移動授權和相關的制動曲線。因此，前后列車之間，僅僅通過交互列車位置信息的簡單動作便可實現列車移動授權的計算等功能，而無需由軌旁系統計算后再通過網絡發送給車載控制器，這樣就大量減少了數據通信量，降低了車載控制器的反應時間，并且能快速更新后續列車的速度曲線。
三、基于車――車通信的信號控制系統的優勢
3.1結構簡單成本低廉
車――車通信系統省略了聯鎖子系統和區域控制器子系統，其余各個子系統之間的數據流交互和接口簡單清晰，避免了繁瑣的流程，降低了各個子系統之間的耦合度，防止了各子系統的干擾，而且系統不用過多的連接，也解決了系統接口不兼容的問題，使系統在使用的過程中比較簡單，維護過程中成本低廉。
3.2聯鎖功能更加靈活
車――車通信系統車載控制器的聯鎖功能可以在列車運行的過程中使之更加的靈活，可以對道岔道的轉動進行控制，讓列車能夠及時地運行決策，提升列車的運行效率。
在確保運行安全的基礎上，防止對各類設備的干擾，節省了大量管理設備的時間，而且在具體的運行設計中也節省了時間。
3.3信息交互能力大幅提升
基于車一車通信的新型信號控制系統取消了軌道旁的控制器設備，所以也不用存儲聯鎖的數據，客觀上精簡了車――地之間交互的信息量以及交互時間，減少了車載控制器的系統反應時間，使得車載控制器反應的速度非常快，而且會及時地建立速度曲線，列車會將自己的運行狀態調整，在列車發出請求后，迅速獲得周圍列車和設備的位置，在接收到相關的信息后，通過對移動授權的分析，繪制制動曲線。所以，在列車之間，其交互性大大的提高，而且，通過移動授權的計算，完成了各項功能。
3.4運行時間間隔進一步縮短
由于車――車通信系統減少了車載控制器的系統反應時間，于是它能提供更小的運行時間間隔?？梢栽诒ＷC安全的前提下，可以為運營提供更加靈活和多樣化的運輸組織方案。
3.4節省大量空間
車――車通信系統去掉了聯鎖子系統和區域控制器子系統，節省了大量的空間，不但提高了整個系統的運行性能，而且使列車在運行的過程中更加的安全。
總體而言，車――車通信系統對傳統CBTC系統實現了創新，使信息的交互性更好，有效控制了車載控制器反應時間，使整個系統的運行性能更有保障。
四、結語
基于車一車通信的新型信號控制系統，能夠大幅度提高系統的快速反應性能、機動靈活性能及安全穩定性能，具有很大的發展空間和潛力，將是未來城市軌道交通信號系統的發展趨勢和方向。
參 考 文 獻
[1]安靜，王令群，吳汶麒. 基于無線通信的列車控制系統研究及應用綜述[J]. 上海應用技術學院學報（自然科學版），2016，02：132-138.
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第5篇：軌道交通信號系統范文
關鍵詞：城市軌道交通；通信號維護支持系統；信號系統同步設計；可行性
中圖分類號：C913文獻標識碼： A
1 、MSS產生背景及在設計施工中存在的問題
隨著我國城市軌道交通事業的高速發展，城市軌道交通的安全、高效運營日益受到高度重視。信號系統作為保障行車安全的核心設備，當前迫切需要一套行之有效的手段對其進行有效的維護管理，及時發現、及時處理運行中的故障，保證穩定運行。城市軌道交通信號維護支持系統（Maintenance Support System，MSS）應運而生，該系統能夠實時監測信號設備狀態，并對狀態信息進行分析、處理，及時發現故障隱患，對發生的故障及時定位，以壓縮故障延時。
MSS脫胎于國鐵的信號集中監測系統（微機監測），在設計和施工組織上多延用國鐵的模式。在國鐵因歷史原因，造成信號集中監測的設計、施工與信號系統存在脫節，需要在信號系統已經安裝好的設備上進行二次安裝和二次配線。MSS對轉轍機和信號機的監測需要在組合內部安裝采集模塊，沿用原有模式需要對組合內部配線進行更改。由于現場施工條件限制，現場改動組合內部配線容易出錯，現場配線質量較難于控制。而且這些問題往往在設備上電調試期間甚至是到設備開通時才會被發現，在此期間處理問題對配線和校線都有很多不便，甚至會引發新的問題。
2、 MSS與信號同步設計的可行性與必要性
為了解決上述問題，避免既有國鐵設計和施工模式的弊端在城市軌道交通中出現，通過深入思考，結合工程實踐，認為只要做到MSS與信號系統同步設計及施工，就可以解決國鐵模式的弊端。只需在信號圖紙設計階段做好與設計單位的溝通，由設計單位統一協調即可以做到與信號圖紙同步統一設計。
在設計單位完成信號圖紙后（主要包括信號平面布置圖、電路、組合柜側面端子配線表及排列表），MSS的監測對象和內容已經確定，配線位置、使用的傳感器類型和數量也隨之確定。設計單位在原圖紙上增加MSS監測用傳感器的安裝方式、內部接線和配線，并將其接口配線統一引到側面端子（需要安裝MSS采集模塊的組合側面端子一般都有空余，足夠MSS配線使用），然后由組合生產廠家在工廠內完成MSS采集模塊的安裝和配線，現場安裝時只需要在MSS機柜與側面之間進行配線。這樣可以有效地降低模塊安裝和配線出錯概率，大大提高施工效率和施質量。
3、 MSS與信號系統同步設計的初步實踐
3.1 信號機點燈回路電流監測
點燈電流即為信號機燈絲繼電器的工作交流電流，MSS采用WB21414SH1_0.5型雙路電量傳感器對其進行采集。某地鐵工程加入電量傳感器后信號機1DJ點燈電路的室內部分見圖1，側面內部配線圖見圖2，1DJ接點圖見圖3。
其中A路采集1DJ點燈電流。電纜從RD1的2接點接入側面端子01-9處，原圖中再由01-9接到1DJ的5接點。監測點設在01-9和1DJ的5接點連線處，穿心通過采集孔。傳感器電源由內部06-5、06-6接入，輸出接入內部01-17?，F場施工時只需要將MSS供電接到側面06-5、06-6，并把采集回線接到01-17即可。B路采集2DJ點燈電流，不再贅述。
對比：二次施工需要把5接點的焊點焊掉（從01-9處斷開更麻煩，內部配線在端子排后端，需要拆下整個端子排），同步施工直接從01-9經傳感器穿孔后焊到5接點即可，與原施工內容相比幾乎沒有變化。
3.2 道岔監測
以三相道岔為例，MSS監測內容為1DQJ狀態、定位/反位表示、轉轍機動作電流/功率曲線。MSS采用WB9060-7型電流、有功功率傳感器，監測轉轍機的動作電流曲線和功率曲線。1DQJ、定位/反位表示的采集與此類似，不再詳述。斷相保護器BDZ對應A、B、C三相電壓的輸出接點21、41、61分別接至傳感器的采集端，電流穿心過采集孔至1DQJ的接點12、1DQJF的接點12、22。傳感器電源由內部側面06-14、06-15接入，采集輸出接入內部側面
03-15、03-16、03-17、03-18。同樣，現場施工只需要把電源線、采集線接到對應的側面即可。
4 、MSS與信號系統同步設計的意義及實現條件
MSS與信號系統同步設計避免了現場施工的重復勞動，提高了施工效率。由機柜廠家統一配內部線，施工方配采集線，減少了現場施工的工作量，降低了配線錯誤概率，提高了MSS的可靠性和穩定性。此外，如絕緣漏流測試線、外電網采集線等，需要在斷電情況下才能配線，如果繼續采用國鐵模式則施工時間大大受限，往往會拖后工期。MSS的功能作用可以貫穿到整個地鐵信號施工的過程中，而不僅僅是地鐵正式運營以后對信號系統的維護支持，便于及早發現和協助解決隱患。
由此可見，MSS與信號系統同步設計具有重大意義。當然，同步施工對各方也提出了更高的要求。首先，繪制施工圖紙需要更準確。不僅設計單位需要保證圖紙的規范性一致性，做到概念明確無歧義，而且MSS廠家設計時要做到配線位置合適、監測點采集正確無遺漏、傳感器類型及安裝位置無誤、接口數量類型明確等，這些都需要提前做好協調工作。其次，增加MSS配線后，組合內部配線更加復雜，加大了組合生產廠家的工作量，對組合生產廠家的業務水平要求也相應提高。
第6篇：軌道交通信號系統范文
【關鍵詞】城市軌道交通；信號系統工程；接口管理
城市軌道交通工程是城市中的專業性、單位性的系統工程，同時也是一個城市展現其面貌的途徑。一般情況下，城市軌道交通的工程設計、項目的成本以及涉及系統設備的可靠性、可用性等各方面都需要經過慎重的研究和論證；信號系統工程作為其中涉及運營安全相關的系統工程，便成為整個軌道交通建設過程中的重要組成部分，因為信號系統工程的接口（含內部接口和外部接口）較多且復雜，故加強信號系統工程接口方面的管理，實現信號系統工程與其他系統工程的“無縫”連接，將會為城市軌道交通的建設、運營安全，成為優秀的城市交通工具打下堅實的基礎。
1 城市軌道建設工程信號系統的工程概況
城市軌道交通在城市建設的過程中具有重要的作用，一般城市軌道交通的建設工程都分為以下幾個步驟。首先是前期工程，對軌道交通的建設工程進行初期的規劃：線路走向、站點設置、工程的功能可行性研究及的初步設計等；其次是土建工程，對軌道交通的線路、站點區域進行土建開挖，進入土木結構工程建設階段，為之后的設備安裝工程提供前期保障；隨后進行軌道線路鋪設和車站的裝飾裝修工程；最后是軌道工程系統設備的安裝調試和其他工藝需求的安裝。在城市軌道建設的工程項目中，重要的步驟之一為安裝、調試軌道交通的系統設備，需要對包括信號、通信、供電和監控等系統的軟、硬件設備進行聯合調試并實現聯動，信號系統設備軟、硬件設備調試則尤為重要。
城市軌道交通工程信號系統主要通過列車自動控制子系統（automatic control systems，ATC）實現對列車的自動控制，該自動控制系統又分為三個組成部分：列車自動監測系統（automatic test system，ATS）、列車自動防護系統（automatic test programm，ATP）和列車自動駕駛系統（automatic test operating，ATO），該控制系統能夠有效地、實時地監控（監視和控制）列車的運行情況。由于我國的科技不斷地快速發展，信息化的發展進程也隨之加快并已應用在我國的各個領域之中，而在這個發展迅速的時代，城市軌道交通的信息化就應運而生了，列車的自動控制系統也是信息化的產物。列車控制系統能夠將車上與地面設備緊密地聯系在一起，通過二者的信息交換，形成一個嚴密的列車運行控制網絡，保障了列車運行更加安全，提高了城市軌道交通的服務質量。
2 城市軌道信號系統工程接口的構成
按城市軌道交通的信號系統工程范圍及技術接口協議來劃分，信號系統工程主要存在外部接口和內部接口。信號系統內部的各個子系統之間的技術連接部分為內部接口，參與信號系統工程管理的各單位之間的工作接口也是內部接口；其他與信號系統工程的技術連接和工作連接部分為外部接口。協調好各個接口之間的關系，是工程順利進行的保障。
2.1 內部接口
一般地，城市軌道交通信號系統的內部接口大致如下：
1）軌旁控制單元ATP與聯鎖系統之間的接口；
2）軌旁控制單元ATP與ATS之間的接口；
3）軌旁控制單元列車、線路數據庫服務器與ATS之間的接口；
4）軌旁控制單元ATP與站臺緊急停車按鈕之間的接口；
5）軌旁控制單元ATP/軌旁控制單元列車、線路數據庫服務器到中央服務和診斷系統的接口 ；
6）軌旁控制單元ATP之間車載子系統之間的接口；
7）軌旁控制單元列車、線路數據庫服務器與車載子系統之間的接口；
8）軌旁控制單元ATP與軌旁控制單元ATP之間的接口 ；
9）軌旁子系統與軌旁服務和診斷之間的接口 ；
10）車載子系統與車載服務與診斷系統的接口；
11）車載控制單元與車載控制單元之間的接口；
12）ATS與聯鎖系統之間的接口；
13）聯鎖子系統、ATP/ATO子系統、 ATS子系統與電源子系統之間的接口
一般地，城市軌道交通工程的信號系統主要由聯鎖子系統、ATP/ATO子系統、 ATS子系統組成。個子系統之間的接口關系如下圖所示。
中央ATS將列車運行交路計劃下發，由聯鎖子系統、ATP/ATO子系統及信號部件、計軸和應答器部件等組成軌旁設備，共同執行進一步的聯鎖和軌旁ATP功能，為列車提供安全可靠的運行路徑，列車上同樣配置具備車載ATP/ATO設備，通過列車―地面信息連續的交互（無線通信），實現列車按計劃的安全運行。
2.2 外部接口
1）與通信系統的接口
用于通信系統的時鐘子系統向信號系統提供時鐘信息。
2）與車輛的接口
主要表現為：車載子系統與列車控制裝置之間的接口；車載子系統與駕駛室之間的接口；車載子系統與乘客信息系統/列車管理系統之間的接口。
3）與綜合監控系統的接口
用于信號系統向綜合監控系統提供全線列車運行信息。
4）與低壓配電系統的接口
用于低壓配電系統向信號系統的電源子系統提供電源。
5）與屏蔽門/安全門接口
用于站臺屏蔽門/安全門與信號系統進行信息交互。
第7篇：軌道交通信號系統范文
關鍵詞 中高職銜接 “3+2”模式 課程體系
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2016.07.011
0引言
為認真貫徹上級文件精神，促進現代職業教育的健康發展，我院分別與六所學校聯合辦學，其中我院的城市軌道交通通信信號專業與武漢機電工程學校的機電技術應用專業開展中高職銜接“3+2”模式教育。本文針對中高職銜接中存在的問題，探討了中高職銜銜接“3+2”模式課程體系的構建。
1中高職課程體系銜接中存在的問題
1.1中、高職階段的人才培養目標不一致的問題
武漢機電工程學校的機電技術應用專業的人才培養目標主要是根據機電行業對機電技術應用專業技能型人才崗位能力要求，培養具有從事自動化生產線和機床電氣控制設備的安裝調試、維護的高素質技能實用型人才。而我院的城市軌道交通通信信號專業的人才培養目標主要是根據城市軌道交通行業對城市軌道交通通信信號專業人才崗位能力要求，培養能從事城市軌道交通信號設備安裝、調試、維護的高技能應用型人才。由此可見，中高職階段各自的就業行業、職業崗位能力需求不一樣，導致了兩者的培養目標也不一樣。
1.2中、高職階段在課程設置上有重復、有差異
（1）專業基礎課程科目基本一致但教學內容有重復。在對中、高職的教學計劃進行比對分析后，發現專業基礎課的科目基本一致，均開設了電工基礎、模擬電子技術、數字電子技術、微機接口技術等理論課程；還有相應的電工實訓、模擬電子技術實訓、數字電子技術實訓、電氣識圖、機械拆裝實訓及機修鉗工實訓等實踐課程。課程名稱大體相同，教學內容上也存在很多重復。
（2）專業課科目基本不一樣。武漢機電工程學校的機電技術應用專業針對行業、企業崗位需求，開設了氣壓傳動控制技術應用、電機及電氣控制技術應用、單片機控制技術應用、自動化生產線安裝、調試及維護、數控編程與操作、機床電氣安裝調試及維護等課程。我院的城市軌道交通通信信號專業針對城市軌道交通行業、企業崗位需求，開設了城軌信號基礎設備維護、城軌聯鎖系統維護、城軌列車運行控制系統維護、城軌電源系統維護、城軌數據通信系統維護、城軌無線集群系統維護、城軌傳輸系統維護等課程。中、高職階段的專業課基本不一致。
1.3中、高職階段公共課程教學脫節的問題
中、高職階段開設的公共課程都有語文、數學、英語等。在中、高職的不同階段，這些文化基礎課程的開設應該充分體現其層次性?？赡壳暗默F狀是，中職學生重視職業基礎知識的學習和實踐技能的訓練，文化基礎課程的學時很少。本來這些中職生的文化知識（語文、數學、英、物理）就很薄弱，中職階段又沒重視文化基礎課程的學習，這樣到了高職階段，他們對大學語文、大學英語、高等數學這些公共課程的學習就存在很大困難；另外文化基礎底子差對專業課程的學習也會產生影響等。這些對學生創新能力和終身職業能力的發展是非常不利的。
2中、高職銜接“3+2”模式城市軌道交通通信信號專業課程體系構建
2.1中、高職銜接“3+2”模式課程體系構建的基本思路
（1）從職業面向入手，確定城市軌道交通通信信號專業的人才培養目標。我們通過對城市軌道交通行業、企業人才需求調查及單位走訪等，明確了城市軌道交通通信信號專業面向的職業崗位是信號工；綜合信號工崗位知識、技能及素質規格要求，確定了城市軌道交通通信信號專業的人才培養目標。
（2）分析信號工崗位典型工作任務，確定專業課程及制定課程標準。召開實踐專家研討會，確定城市軌道交通通信信號專業所面向的信號工崗位典型工作任務。由企業專家、課程專家、專業教師、實踐專家進行研討、歸納，將典型工作任務轉化為相應的專業課程；由專業教師和實踐專家共同制定課程標準，課程標準包括學時、先修課程、后續課程、教學目標、教學內容、教學的重難點、教學組織、教學的方法與手段、考核要求等內容。
（3）遵循人的認知規律，確定了中、高職不同階段層次化的課程體系。由教育專家、企業專家、課程專家和專職教師組成的教學團隊，根據專業所面向的職業崗位，分析、歸納信號工崗位典型工作任務及其所涉及的知識、技能，結合《職業技能鑒定規范》對信號工知識、技能和態度的要求，遵循人的學習認知規律，遵循人的職業成長和職業生涯發展規律，構建城市軌道交通通信信號專業課程體系。在中職階段，我們重點突出文化基礎課程及專業基礎課程的學習，目的是夯實基礎；在高職階段，我們重點突出專業課程的學習，以強化學生職業能力的培養。
2.2中、高職銜接“3+2”模式城市軌道交通通信信號專業課程體系（表1）
第8篇：軌道交通信號系統范文
【關鍵詞】城市軌道交通;聯鎖系統;MicrolokⅡ;信號
前言
國內城市軌道交通正處于跨越式發展的階段中，在軌道交通成為廣大市民出行最便利的方式之一的同時，作為其核心的信號系統設備也逐漸呈現在人們眼前。軌道交通信號系統國內外產品種類繁多，其中MicrolokⅡ聯鎖控制系統是多用途的鐵路和軌旁聯鎖設備的控制和監視系統。MicrolokⅡ聯鎖控制系統的設計可以為軌道交通提供廣泛的應用。
一、MicrolokⅡ系統的原理
（一）系統原理
MicrolokⅡ聯鎖控制器是一個提供故障安全二進制輸入輸出管理的安全邏輯處理器。每個MicrolokⅡ聯鎖控制器對應每個網絡都僅有唯一的IP地址，通過軌旁網絡與區域控制器保持安全通信。
MicrolokⅡ通過由簡單到復雜的不同硬件配置來實現聯鎖功能。MicrolokⅡ的模塊化設計可以使用戶根據實際需要來配置系統，從而實現所需控制方式和接口需求。MicrolokⅡ的操作結構主要是用應用邏輯軟件來實現的，該軟件是用MicrolokⅡ編程工具配置實現的。
（二）MicrolokⅡ的應用和使用
MicrolokⅡ的應用和使用包括：軌旁信號直接控制、道岔位置監視、控制轉轍機、通過鋼軌通信、監視軌道電路的占用狀態、機車信號傳送/傳輸編碼。其擴展應用和使用又包括：（作為）通信線路接口、非安全控制邏輯、軌旁信號和轉轍機本地控制、非安全/與遠端控制室代碼線信息傳輸、與其他兼容系統不間斷通信。
二、MicrolokⅡ系統的基本硬件和軟件元素
（一）MicrolokⅡ系統的基本硬件
MicrolokⅡ系統的基本硬件包括：機籠、安全斷路繼電器（VCOR）、電源監控、電路絕緣/保護。
系統的構成有用于現地控制盤的非安全控制和指示的非安全I/O通道、用于與其他遠端系統通信的安全串行I/O數據通道、用于非安全代碼通信的非安全串行I/O通道、用于應用邏輯和執行軟件下載和升級的串行I/O通道、用于指示系統結構和診斷的用戶控制顯示單元、軌道電路傳輸的車載信號的生成和編碼、現地控制盤。
安全斷路繼電器（VCOR）用于CPU控制提供電池電源給安全輸出電路。作為商業電源監視器，一個電源切斷繼電器提供非安全的商業電源故障指示。
電碼化軌道電路和機車信號接口具有下列特色：用于電碼化軌道電路信號接收和向鋼軌輸出軌道代碼的接口盤、用于不同載頻時車載信號輸出的接口盤、用于使編碼軌道探測反應時間最小化的快速分路模塊。
電路絕緣/保護具有下列安全特性：用于雙斷安全輸出電路絕緣的絕緣模塊、用于非安全串行通信線的浪涌抑制/絕緣單元、用于保護與遠端設備室安全串行連接的串行通信適配器盤。
（二）MicrolokⅡ系統的軟件元素
MicrolokⅡ系統的軟件元素：MicrolokⅡ通過使用軟件發揮硬件的作用，它基于布爾函數的邏輯對處理系統輸入變量和輸出函數的軟件進行開發和維護。在建立MicrolokⅡ應用源文件時必須遵守一些規則和協議。MicrolokⅡ程序是不拘格式的，并且不易受損。MicrolokⅡ支持兩種數據類型：布爾比特位和數字變量。離開了對布爾邏輯的準確理解就不能對MicrolokⅡ支持軟件進行升級和維護。
三、MicrolokⅡ聯鎖系統的現場應用
（一）MicrolokⅡ聯鎖系統的工作方式
MicrolokⅡ聯鎖控制系統在軌道交通系統中用作安全聯鎖控制器和軌道電路的通信中介，執行聯鎖邏輯功能，驅動安全輸入輸出設備。MicrolokⅡ聯鎖控制系統一般在設備集中車站安裝為聯鎖Microlok和軌道Microlok兩個獨立而相互聯系的機柜，均采用雙機熱備的工作方式。
（二）聯鎖Microlok
聯鎖Microlok通過操控相關繼電器負責車站聯鎖區域道岔和信號機的控制，并將運算數據和軌道電路數據通過非安全邏輯控制器（NVLE）與車站控制工作站及控制中心數據進行實時通信交互。任何必須的安全輸出都通過與Microlok并口相連的安全型繼電器實現。
（三）軌道Microlok
軌道Microlok是聯鎖Microlok的從單元，實現串行通信，完成速度數據邏輯控制，與軌道電路進行數據通信，并將相關數據傳送給聯鎖Microlok。軌道電路將信息送到系統進行管理，以便控制中心進行安全處理和通信。
圖1
（四）MicrolokⅡ系統的故障診斷和維護
MicrolokⅡ聯鎖控制系統是一個具有軟件多樣性和自診斷功能的安全系統。每個MicrolokⅡ聯鎖控制器包括主備兩個單元。當在線單元故障時系統自動切換到備用單元并向車站控制工作站和控制中心發出報警信息，當備用單元故障時在線單元在正常工作的同時向車站控制工作站和控制中心發出報警信息。MicrolokⅡ聯鎖控制器板卡上提供用于檢測和設置的串口，可用于連接帶有相應串口的筆記本電腦，通過電腦上安裝的診斷程序對聯鎖控制器進行相應的歷史記錄下載、系統時鐘修正、應用程序更新等操作。
四、MicrolokⅡ聯鎖系統的發展
城市軌道交通信號聯鎖系統快速發展，MicrolokⅡ聯鎖控制系統經歷了長期的應用實踐，在半移動閉塞、移動閉塞控制廣泛應用的環境下為確保列車運行安全提供必需的聯鎖功能。經過多年的積累和升級發展，MicrolokⅡ接口已經可以包括本站及其聯鎖區內其它車站的信號機、轉轍機、計軸主機、緊急停車按鈕、自動折返按鈕、站臺屏蔽門和防淹門等。
MicrolokⅡ作為較為成熟的聯鎖控制系統在今后軌道交通中可以繼續實現它的功能和價值。信號聯鎖系統伴隨著軌道交通科學技術的發展，計算機和通信技術的深度融合，成為了當今世界軌道交通系統的主流形勢，對加強系統集成起到巨大推動作用，進一步推動信號聯鎖系統向安全系統化、移動智能化的大力發展，為適應城市軌道交通信號聯鎖系統的技術發展，提供了有力的科學技術條件，為實現信號聯鎖系統的創新打下了堅實基礎。
五、結語
隨著國內經濟的快速發展，城市軌道交通得到了極大的發展。在發展的大環境中信號聯鎖系統也隨著前進的步伐正在逐步的升級完善，以降低和減少故障的發生，保證行車安全和人身安全。城市軌道交通信號聯鎖系統的技術日趨成熟，可以滿足人們對軌道交通安全、準點、高效、節能等不斷增長的需求，從而支撐和引領軌道交通信號系統向更加安全化和智能化的方向發展。
參考文獻
[1]林瑜筠.城市軌道交通聯鎖系統[M].中國鐵道出版社，2013.
[2]劉伯鴻.城市軌道交通車輛段信號技術[M].西南交通大學出版社，2012.
[3]魏曉東.城市軌道交通自動化系統與技術[M].電子工業出版社，2011.
第9篇：軌道交通信號系統范文
關鍵詞：地鐵信號維護支持系統信息安全采集設計
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
前言：城市軌道交通信號系統快速發展，特別是基于無線通信的列車控制系統和無人駕駛等先進技術的應用，使得列車的行車間隔越來越短，信號維護壓力越來越大，這就需要在城市軌道交通信號系統中引入信號維護支持系統。城市軌道交通信號維護支持系統，為城市軌道交通系統的信號設備維護、維修提供全方位的服務和支持，為其提供一個日常管理和維護的工作平臺，能夠有效提高信號設備的維護質量和維護效率，為城市軌道交通系統的安全、高效運行提供有力的支持。
一、地鐵信號維護支持系統與管理
軌道交通信號系統中，將地鐵信號的維護支持系統即MSS（Maintenance Support System）引入，并作為整個信號系統在進行狀態監測、日常維護的輔助工具，在列車自動防護系統（ATP）、列車自動運行系統（ATO）、列車自動監控系統（ATS）和計算機聯鎖（CI）、數據通信子系統（DCS）等發生故障的情況下，能快速、準確地幫助信號維護人員將故障設備進行定位，對維修作業進行管理，并能提供維護項目相對應的指導文檔，制定維護計劃，完成維護管理。對信號系統中各類信息的采集網絡如圖1.1
1.1地鐵信號維護支持系統信息安全采集網絡結構圖
二、接口安全問題
地鐵交通信號維護支持系統通過數據接口對信號設備進行信息采集，信號設備提供的接口方式有串口RS232、RS422 /485、CAN總線、以太網，通常車載控制器（CC） 、列車自動監控系統（ATS） 、區域控制器（ZC） 、聯鎖（CI) 、 數據通信子系統（DCS) 等信號設備提供以太網接口，計軸（ACS）、UPS、智能電源屏等設備提供RS232 或RS422 /485 接口。
信號設備與信號維護支持系統采用RS232、RS422 /485、CAN 等接口進行通信時，通訊設備間可能存在參考電位不同、系統噪聲以及浪涌等，容易造成影響信號設備正常工作的通信故障甚至信號設備的損壞，嚴重時則會影響到行車效率和行車安全。
而在采用以太網將信號維護支持系統接鎖、數據通信、區域控制器、列車自動監控等子系統時，則有可能出現因外接系統造成原來各子系統相對獨立的信息采集、傳輸方面的額外連接，進而造成各系統直接的數據傳輸混亂。同時，也因為外部數據進鎖系統，增加了計算機病毒、外部數據給聯鎖信息帶來不安全隱患。如果出現上述問題，將可能造成整個系統的數據安全問題，甚至是系統的崩潰，對信號系統以及運營安全帶來巨大影響。
三、串口通信安全方案
信號設備通過串口與信號維護支持系統通信時，通常聯鎖提供RS-422 接口，ACS、UPS、智能電源屏等信號設備提供RS-485 接口。為了實現信號維護支持系統對信號設備接口信息的安全采集，通常采用帶光電隔離的串口．
1、系統隔離
信號傳輸中非預期的電涌可能由多種原因引起，它們是電流通過感應方式耦合到電纜上的結果，信號系統中的長電纜特別容易受此現象的影響。電機操作尤其容易引起地電位的快速變化，這些變化可產生電流，流過所有鄰近線路以補償地電位。其他感應電涌來源包括靜電放電( ESD) 和電擊 ，它們可導致線路中的電位高達數百或甚至上千伏特，并表現為瞬態電流和電壓浪涌。
由于RS-485 系統鋪設距離長并且連接多種系統，特別容易受到這類情況的影響。為防范此類潛在的破壞，總線上的所有設備和連接至總線的系統都必須參考同一地線。將RS-485 系統器件與連接至總線的各個系統隔離，可防止接地環路和電涌損壞電路。連接至RS-485電纜總線的各系統和每個RS-485 電路都有單獨且隔離的地線，使各RS-485 電路僅參考同一地線，可消除接地環路。通過隔離，還可以使RS-485電路基準電壓水平隨著電纜線中產生的電涌而升高和降低。使電路基準電壓源隨浪涌而變化，而不是鉗位在固定的地線，可防止器件損壞。為實現系統隔離，必須將RS-485 信號線和電源隔離。電源隔離是使用隔離DC-DC 電源實現的。信號隔離通常是使用光耦合器實現的。隔離的實現方式并不復雜，但設計者在實現隔離電路時必須考慮多個因素。由于數字隔離器不支持RS-485 標準，無法在RS-485 接收器、驅動器和RS-485 電纜之間插入數字隔離器。為實現RS-485 系統信號路徑隔離，需要在RS-485 驅動器、接收器和本地系統之間的數字信號路徑中設計一個隔離器。
2、系統應用
RS-485 總線標準是使用最廣泛的物理層總線設計標準之一。RS-485 標準可用于驅動多達32個驅動器/接收器。長度可以達4 000 m。RS-485的多功能性使該設計適用于各類應用，尤其是遠程的系統間連接。RS-485 驅動器使用平衡的差分信號通過兩條輸出線路發送數據信號。接收器通過將這兩個輸入信號互相比較進而確定邏輯狀態。驅動器和接收器包含差分放大器和兩個差分信號線路之間的電路引導電流。相比單端驅動方案( 如RS-232)差分信號的使用使系統具有較高的抗噪水平。
所有的RS-485 驅動器還包含使能驅動，可使驅動器處于高阻狀態。使能驅動功能可使多個驅動器共享同一總線并防止總線競爭問題。驅動器使能功能和軟件協議定義了驅動器之間線路共享的仲載程序。軟件協議在驅動器之間仲載，確保一次只有一個驅動器保持激活狀態。此仲裁允許多達32 個驅動器共享線路。RS-485 可采用一種半雙工、雙向、雙線、多分支配置，在一條總線上支持多達32 個驅動器和32 個接收器。線路上的每個節點都包含一個接收器和一個驅動器。在此配置中，所有的接收器和驅動器都共享相同的兩個差分信號線路．雙線系統可以使用一條雙絞線安裝。該設計可簡化安裝并降低成本，但它需要所有驅動器共享線路，從而限制了最大數據吞吐率。
利用數字隔離技術可減少信號失真和誤差，并防止系統和組件發生和總線電壓及接地失配。在網絡安全問題日益突出的今天，采用串口通信的方式可以有效隔離病毒。串口間的數據流、編碼格式、數據報文完全由串口通信程序控制，通用的TCP /IP 協議、UDP 協議無法在此通過。
同時串口通訊協議不是標準協議，都是自己根據系統特點設計，只有符合串口通訊協議的數據才能完成傳輸，如果設備間只是通過串口進行連接，病毒將無法通過串口通信線路進行傳播。造成串口通信設備損壞的主要原因有兩端設備不共地、浪涌、感應雷擊、靜電干擾、熱插拔、電磁干擾等，當串口通信設備采用光電隔離技術后，兩端串口通信設備的電氣與地線回路完全隔離，使得一側的電信號變成光信號傳到另一側以后，再將光信號轉換回電信號，從而保護了串口通信設備，提高了系統通信的可靠性與穩定性。
3、通信接口機
如果信號維護支持系統直接通過交換機與信號設備相連，可能造成本來沒有互連關系的信號設備通過信號維護支持系統提供的交換機有了互連關系，對列車的安全運行來說具有一定的風險。當需要采集的接口數據量較大，同時通信距離又較遠，采用光電隔離的串口通信安全方案無法滿足要求時，可以采用以太網通信安全方案。在通信安全方案中可以采用通信接口機實現信號設備與信號維護支持系統間的互聯互通，同時保證通信的安全。
因此，通信接口機可以很好地實現信號維護支持系統與信號設備間、各信號設備間的安全隔離。若采用通信接口機作為安全隔離方案，還需要考慮通信接口機、多串口卡( 當信號維護支持系統提供的串口太少且無法滿足與多種信號設備通信時，采用多串口卡進行串口擴展) 的串口速率以及網絡的數據。若信號設備發送給信號維護支持系統的數據量特別大，由于串口速率較小，此時就不適合采用通信接口機這種安全隔離方案，只能采用其它的安全隔離措施。
結語：綜上所述，地鐵交通信號系統是運營生產的關鍵設備，日益增長的客流對信號設備安全、高效運行的要求越來越高。信號維護支持系統通過對信號設備
工作信息的實時采集和智能分析，可以從整個信號系統的視角對信號系統的運行質量進行評估。對信號設備的運行進行實時監測，能夠及時地對設備運行故障發出預警，提高信號系統的維護質量。在地鐵信號維護支持系統中串口安全通信的優點是基于光電隔離的串口通信成本低，隔離病毒。但是通信速率較低，通信距離短；適用于通信距離短、通信數據量較小的信號設備通信。通信接口機優點成本低，隔離病毒，各路通訊通道間相互獨立。但是通信速率較低，不適合通信數據量較大的場合，適用于控制中心、設備集中站、車輛段/停車場的信號設備的通信安全隔離，因此在應用時可根據不同的場景選擇不同的設計方案。
參考文獻：
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