计算机技术在地铁信号中的应用
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摘要：地铁工程建设是缓解现代城市交通压力的重要方式。近年来，我国各大城市纷纷加快了地铁工程的投资与建设，以此提高城市公共交通运输能力。在地铁工程建设与发展中，地铁信号技术的应用是关系到列车行驶安全的关键。分析和探讨地铁信息技术应用现状有助于了解先用地铁信号系统的的现状，为信号系统的技术改进以及发展提供基础信息。
关键词：地铁信号技术；自动控制；应用
中图分类号： U231 文献标识码： A 文章编号：
地铁工程建设的投入为缓解城市公共交通压力奠定了良好的基础，为现代城市提高通行能力、缓解地面交通压力奠定了基础。在地铁工程建设与应用中，地铁信号系统是实现地铁列车自动运行、自动控制、自动驾驶以及自动防护与报警的基础与管理。随着现代地铁信号技术研究的不断深入，现代地铁信号正从早期的固定闭塞技术向着移动闭塞技术发展，以此实现更加安全的、方便操作的地铁列车自动控制目的。
1、关于地铁信号技术的基本概述
地铁信号技术即列车自动控制技术是在传统列车自动停车技术上发展而来的技术。通过列车自动控制系统能够使列车在地面轨道传送来的允许列车行车速度信息接收后、以计算机控制系统实现列车的自动控制。该项技术将地面传送的允许列车行驶速度信息与列车实时行驶速度进行对比。当列车超出规定行车速度时，自动控制系统将根据计算机所分析的到的最佳降速方案。在这一系统的应用中，信号传递方式以及信号运用是决定地铁列车控制的关键。近年来，针对传统地铁信号传递方式存在的不足，地铁信号系统发生了很大的改变与创新。通过新型信号发射与传递提高了地铁型号传递的稳定性，为保障地铁安全运行奠定了基础。
2、关于地铁信号技术发展中存在的问题与对策分析
受我国地铁技术应用起步较晚影响，我国地铁信号技术的发展还需要相当长的一段时间才能够达到国际先进技术的水平。为了促进我国地铁信号技术的发展与应用，现代地铁建设施工企业应更多的考虑采用国产自控技术以促进我国自控设备生产企业的技术提高。同时我国地铁信号技术相关设备企业也应加快自身技术力量的建设，通过借鉴国外先进技术、加强与高校等科研院所的联系，为现代高校等科研院所的研究成果转化提供市场，为我国地铁信号技术的发展奠定基础。为了促进我国地铁信号技术的发展与应用，针对轨道交通相关技术人才现状，高校等人才培养机构还应加快轨道交通相关专业的设立。为我国轨道交通事业的发展输送更多高素质人才，避免自动化列车应用过程中人才缺乏现象的出现。
针对现阶段我国地铁信号技术水平仍处于发展阶段所造成的问题，科研机构以及地铁设备生产企业应加快对国产设备与技术的研究与探讨，加强新型设备的试验与论证。必要时借助国外鉴定机构的权威性对国产设备以及信号技术进行评价，以此促进我国地铁信号技术水平的发展、促进我国轨道交通设备生产研制水平的提高。
3.1调度监督与调度集中方面
调度监督与调度集中是铁路信号应用计算机技术较早的领域。我国铁路调度监督与调度集中采用计算机技术起步于20世纪80年代。形成较大规模的是铁科院通号所和卡斯柯信号公司。用计算机、信息以及现代网络技术为核心的调度监督和调度集中系统,多采用分布式多微机结构,总机采用双机热备、软硬件实现模块化,便于灵活组成不同的实用系统,模块大都具有自诊断功能。列车车次号自动追踪、自动描绘列车实迹运行图,打印列车运行报告,汇总相邻调度区段信息并处理,信息联网,多层次组网。并且还设有电务维修总机,为电务维修监测提供条件。
3.2运输调度指挥管理系统
九十年代中期,为改变我国铁路运输调度指挥的落后面貌,适应铁路改革发展与走向市场的需要,部决定组织实施铁路运输调度指挥管理系统(DMIS)工程。DMIS工程是在调度监督的基础上,综合通信、信号、计算机、网络、多媒体等多门技术,构成铁道部、铁路局和铁路分局三级四层计算机网络,以实现透明指挥、集中管理的现代化运输调度指挥系统。DMIS各级调度中心由高性能、高可靠的计算机网络系统组成,采用了高性能服务器、共享磁盘、工作站、交换机、路由器、大屏幕投影墙等硬件设备。部调度中心主干网采用ATM网络技术,楼层用户采用10OM的以太网。部DMIs中心通过铁路分组数据交换网和专线与各个铁路局及分局调度中心远程联接,进行信息交换。部、局、分局三级调度中心网络均采用双网双服务器设计,构成一个高性能、高可用的网络环境,既能增加网络的吞吐量,又能提高网络的可靠性。最下层是基层车站系统,其功能是从车站联锁、区间闭塞、调度监督(DSS)、调度集中(CTC)、自动停车(ATS)、列车速度控制系统(ATC)等信号设备采集信息。
3.3驼峰自动化与编组站综合自动化方面
驼峰编组场是铁路运输中的货运列车加工厂,直接关系到点线能力协调问题,一直是各国铁路开展自动化研究的重要技术领域,同样更是计算机技术发挥优势的热门处所。1985年开始在郑州北站上行场进行编组站综合自动化的研究和建设。总体方案是:充分运用现代信息技术,以电子计算机为核心,从预确报自动接收开始,包括到达列车的车辆信息采集、处理,列车解体钩计划的编制,解体作业过程的控制,直到编成新的列车,都在计算机的管理、控制和监督下完成。整个系统采用分散控制、集中管理的结构。
4、计算机技术在铁路信号中应用的前景
4.1在车站联锁方面
铁路车站计算机联锁自20世纪70年代末期诞生、80年代初期兴起,至今已有20多年的历史,随着计算机技术以及安全技术的发展,已经进入成熟发展的时期。综观世界各国,在车站计算机联锁的发展上,出现了以下几个动态:a.区域计算机联锁。区域计算机联锁是在计算机联锁的基础上,充分运用现代网络、光纤通信以及计算机智能通信等技术,实现一个中心站控制多个车站的联锁系统。系统只在中心车站设联锁运算计算机系统,而在其它受控车站仅设置执行表示终端,彼此之间通过光纤通信进行联络,可以说是调度集中系统联锁化的产物。b.车站区间一体化。传统的信号技术往往是按信号、联锁、闭塞进行技术划分的,然后几部分通过结合电路组合在一起。随着计算机技术在铁路运用的成熟和发展,信号、联锁、闭塞设备已经开始没有明显的界线,出现了信、联、闭设备完全组合在一个系统之内,以车站联锁技术控制区间闭塞设备的技术发展趋势。
4.2调度监督与调度集中方面
调度集中(含调度监督,下同)在国外铁路普遍运用,而在我国步履艰难,除了管理方面的原因外,从设备上看,无非是两方面原因,一是设备稳定性差,可用性不好;二是自动化程度不高,调度员的人工介入过多。所以,今后必须解决好这两方面的问题,才能促进我国铁路调度集中的大力发展。特别要通过计算机技术,解决好车次号追踪校核、进路自动控制、列车三小时计划自动生成技术,完善列车运行自动记录和统计功能。针对我国铁路运输调度指挥实际,大胆采用计算机智能化技术,使得调度集中系统在指挥行车上基本实现自动化,使得调度员得到“解放”。
4.3列车运行控制方面
要积极研究主体化机车信号与超速防护系统,提高设备诊断水平,完善运用记录分析。在列车速度控制上研究制动软启动技术,使得制动过程更加平稳舒适。在安全防护上要提高系统智能化水平,具有自学习自校正功能。通过现代通信、无线通信、卫星通信以及GPS技术,使得信息发送、接收、控制之间建立闭环校正,解决好信息量与信息通信速度、安全度问题,进一步提高系统安全程度。在区间轨道电路方面要在无绝缘移频轨道电路的基础上,进一步研究数字化轨道电路,使得轨道电路的信息达到足够用的水平,基本满足列车超速防护和自动控制系统的需要。
4.4监测维护系统方面
研究解决设备自诊断和远程联网诊断功能,实现状态监督、故障定位,以及自动呼叫报警等功能,达到设备维护上的状态修水平。通过计算机技术开发系统设备的专家维修指导系统,使得铁路信号维护工作达到现代化水平。
5、结束语
多学科多专业技术的交叉融合是当代推动新技术发展的历史潮流。如何认清形势、顺应潮流、把握机遇,加快推进计算机技术在铁路信号的应用和发展,是摆在广大信号工作者和工程技术人员面前的共同任务一方面要积极支持在铁路信号的各个领域广泛应用计算机技术,围绕运输的难点,突出信号对安全要求高的特点。另一方面,必须坚持成熟可靠、安全第一。总之,21世纪的铁路信号技术是计算机安全系统的技术,计算机在铁路信号中的应用将会伴随着科学技术的进步更加普及,这必将带动我国铁路信号整体技术水平的提高,促进铁路信号在提速、重载、安全、扩能、提效中发挥更大的作用。
参考文献：
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