地铁信号系统发展趋势及功能区别
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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。
2.1 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.