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现代城市轨道交通信号系统发展探讨 　　摘要: 本文国内外城市轨道交通信号系统的3种制式, 分析模拟轨道电路系统、数字轨道电路系统以及基于通信的列车运行控制系统制式的优缺点, 提出适合国情的城市轨道交通信号系统, 分析了国产化成为将来城市轨道交通建设的发展方向。 　　关键词: 城市轨道交通; 控制; 信号 　　1城市轨道交通信号系统技术发展趋势 　　信号系统是保障行车安全、提高运输能力的关键技术装备。城市轨道交通信号系统随着微电子技术、计算机技术、通信技术的发展而不断发展。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。 　　1.1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??式由地面向车载设备传送 　　 　　 　　 　　图1模拟轨道电路列车运行速度控制示意图 　　10～20种信息,列车采用阶梯式速度控制,称之为固定闭塞。如图1所示。模拟轨道电路在我国应用的代表产品有:从英国西屋引进的FS-2500无绝缘轨道电路(北京地铁1号线、13号线) ;从美国GRS公司引进的无绝缘数字调幅轨道电路(上海地铁1号线) ;大连轻轨采用国产WG-21 A轨道电路。从系统整体角度来看, 基于模拟轨道电路的ATC系统中各子系统处于分立状态, 技术水平明显落后, 维修工作量大, 制约了列车运行速度和密度的进一步提高, 将逐步退出历史舞台。 　　1.2基于数字轨道电路的ATC系统 　　数字轨道电路采用数字编码方式, 地面向车载设备传送数十位数字编码信息, 列车可实现一次模式曲线式安全防护, 缩短了列车运行间隔, 提高了舒适度。数字轨道电路列车速度控制曲线如图2 　　 　　 　　 　　采用数字轨道电路的ATC系统, 列车可实现一次模式曲线式安全防护, 因此称之为准移动闭 　　塞。数字轨道电路在我国应用的代表产品有美国USSI公司的AF-904无绝缘数字轨道电路(上海地铁2号线、津滨轻轨等) ; 德国西门子公司的FTGS无绝缘数字轨道电路(广州地铁1、2号线, 南京地铁1号线等) 。数字轨道电路的ATC系统采用微电子技术、计算机技术和数字通信技术, 延续了轨道电路故障2安全的特点, 目前在我国和世界范围内开通运用较多, 系统的可靠性和稳定性得到了充分的验证。但数字轨道电路存在以下缺点。 　　1. 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。 　　2. 受轨道电路特性限制, 只能实现地面向列车的单项信息传输, 信息量也只能到数十比特, 限制了ATC系统的性能。 　　3. 与牵引供电专业的设备安装相互影响。信号设备和牵引供电设备都需要安装在轨道上, 2个专业设备的安装必须相互协调, 否则会相互影响对方系统的性能。 　　4. 无法进行列车精确定位。只能按轨道电路区段对列车进行定位, 一般区段长度为30～300 m, 对缩短列车运行间隔有一定的限制。 　　1.3基于通信的列车运行控制系统( CBTC) 　　CBTC的特点是前、后列车都采用移动定位方式, 通过安全数据传输, 将前行列车的位置信息安全地传递给后续列车, 可实现一次模式曲线式安全防护, 并且其防护点能够随前车的移动而实时更新, 有利于进一步缩小行车间隔, 提高运输效率,称之为移动闭塞。CBTC系统列速度控制如图3所示。 　　图 3CBTC列车运行速度控制示意图 　　 　　 　　 　　无线通信的传输方式很多, 但是目前国内主要采用的有4种方式。 　　1. 无线AP传输方式: 采用沿着轨道方向的无线定向天线, 传输距离可以达到200 ～400 m 。优点是安装简单, 施工方便, 成本低。缺点是无线场强分布不均匀。 　　2. 漏缆传输方式: 沿着同轴电缆的外部导体 　　周期性或非周期性配置开槽口, 电信号在该电缆中传输的同时, 能把电磁能量的一部分, 按要求从特殊开槽口以电磁波的形式放射到周围的外部空间,既具有传输线的性质, 又具有无线电发射天线的性质。优点是场强覆盖均匀、适应性强、电磁污染小等。缺点是成本较高。 　　3. 波导管传输方式: 波导管是一种双向数据传输的无线信号传输媒介, 具有传输频带宽、传输损耗小、可靠性高、抗干扰能力强等特点。缺点是工艺复杂, 受环境湿度影响较大。 　　4. 感应环线方式: 通过轨道铺设交叉感应环线, 实现无线通信。 　　在我国已经开通使用的武汉轻轨和广州地铁3号线是采用加拿大阿尔卡特公司的Sel Trac MB 系统, 用感应环线实现车2