城市轨道交通信号系统兼容推广可行性分析

　　【摘要】发展互相兼容的信号系统既是城市轨道交通系统实现互联互通的基础，又是未来城市轨道交通信号系统发展的必然趋势。本文就对城市轨道交通互联互通信号系统兼容进行推广的可行}生进行分析。

　　【关键词】城市轨道交通,互联互通,信号系统兼容,接口规范,标准统一

　　1引言

　　目前，我国城市轨道交通建设与运营的模式以：单线建设，单线运营：为主，该模式下各地方政府对城市轨道交通信号系统制式的选取各不相同，各家信号系统供应商遵守的设计规范很是宽泛，导致一条地铁线路信号系统从施工建设到运营维护只能由一家信号设备供应商完成，若要进行既有线路改造，需对信号系统进行重新设计，易造成资源浪费。随着城市发展及市域快速轨道、城市及城市群轨道交通网络化建设，开发符合具有兼容性的互联互通的CBTC系统将成为业主进行信号系统招标投标时的基本需求。

　　2互联互通与信号系统兼容简介

　　中国城市轨道交通协会组织发布的《城市轨道交通基于通信的列车运行控制系统(CBTC)接口规范互联互通接口规范》对信号系统互联互通进行了定义，城市轨道交通CBTC系统互联互通是指装备不同信号厂家车载设备的列车，可以在装备不同信号厂家轨旁设备的一条轨道交通线路内或多条轨道交通线路上无缝互通安全可靠运营。采用相互兼容信号系统是指采用成体系的标准化信号系统。确定统一的接口标准规范，各信号系统生产厂商依据技术标准生产具有兼容性的城市轨道交通CBTC系统。

　　3信号系统兼容推广可行性分析

　　3.1欧洲标准为信号系统兼容的推广提供思路

　　欧洲是世界上铁路信号技术最发达的地区之一，面积小国家数量多，在未确定ETCS标准之前，欧洲铁路网上，共有7大铁路公司，各个国家的铁路部门使用各自不同的信号制式管理列车的运营，列车运行控制系统多达十余种。

　　例如：如LZB系列、TVM系列等，这些信号和控制系统之间互不兼容。因此，列车若要跨国境运营需要穿过边境到达另一个国家后要么停下来更换机车，要么根据线路的不同装备多种小同的控制系统，当列车穿抵达另一个国家后，切换相应的运行控制系统(需在列车上安装多种制式的车载设备)。

　　两种方式均降低运输效率，同时又因列控系统价格昂贵，使运营及维护成本上升。为了高速列车能够不受限制穿越国家边界限制，不同厂商的关键子系统、车载和地面设备能够兼容互换同时降低设备运营维护成本，研究并订立了欧洲标准ETCS，其目的就是为了使不同国家之间列车能够互通，欧盟已通过立法，强制要求欧洲高速铁路实行ERTMS/ETCS技术规范。ERTMS/ETCS技术规范确定了ETCSO级～ETCS3级共5个应用等级，逐步脱离地面信号设备，例如轨道电路、计轴器等，实现基于无线通信的列车控制。欧洲标准(ETCS)的建立，说明轨道交通不同型号信号系统之间实现系统兼容是可以实现并得到推广与运用的。

　　3.2技术标准的确定为信号系统兼容的推广提供基础条件

　　中国城市轨道交通协会技术装备专业委员会从2014年起已经开始组织进行《城市轨道交通基于通信的列车运行控制系统(CBTC)接口规范一互联互通接口规范》系列标准的编制工作，共分为12个部分，包括《互联互通系统框架和功能分配技术要求》、《互联互通应答器报文规范》等文件，针对信号基础标准，共有14项，包括了车载电子地图规范、应答器地车报文规范、CBTC系统彻底连续通信协议规范、cI与cI接口协议规范、zc与zc协议接口规范、ATS与ATS接口协议规范、s与s接口协议规范、车载ATP/AT0与车辆接口规范、互联瓦通测试验证技术规范(点式部分)、互联互通测试验证技术规范(CBTC部分)等其他四项内容。一套完整的具有中国特色的城市轨道交通互联互通CBTC信号系统技术标准为信号系统兼容的推广提供了有力的技术支持。

　　3.3信号系统城市轨道宇宙互联互通的发展需求

　　要实现列车、车辆段、车辆维修装备的资源共享和资源的合理分配，制定更加科学的调度计划，同时为旅客提供更舒适便捷的服务，信号系统实现互通是实现城市轨道交通系统互联互通跨线运营组织的基础环节。同时信号系统兼容有效降低信号系统运营维护成本，有利于进行既有线改造，确定国产化、自主化信号系统的优势地位，避免产生无序竞争。

　　3.4重庆市轨道交通互联互通示范工程的实施为信号

　　系统兼容的推广提供模板实现信号系统兼容下的互联互通，首先在保障不丧失安全性的前提下各线路需要有统一的轨旁设计原则和设备安装原则，统一根据技术标准提出的性能指标计算出设计参数，例如设置间距，也要考虑相应安全余量;其次线路电子地图统一定制与描述，可以使各信号系统内部子系统间相应接口，如区域控制器与车载控制器之间的接口更加规范，根据线路电子地图可以进行信号系统的整体设计，招标方依据线路电子地图进行招标，厂家依据要求进行系统设计与调整。当然除了信号系统内部各子系统之问要兼容外，与通信、供电、车辆、视频监控等设备系统之间都要实现匹配。

　　重庆市互联互通国家示范工程的实施为信号系统兼容的大范围推广运用提供模板。重庆地铁二期工程的4、5、1O和环线作为国家示范工程，正在尝试采用互相兼容的信号系统模式下的互联互通，对CBTC系统的互联互通规范进行验证。该工程从设计阶段开始就对线路、车站、供电、限界、车辆等各个环节进行统一策划与部署。此次试验互联互通的是4、5、1O号线和环线。其中4号线建设时间相对靠后，现阶段正在调试的是5、10环线三条线路。

　　而此次试验实际上是按互联互通统一标准进行招标和实施的，其跨线接口、车地通信接口及车地通信制式等均己统一，由不同厂家生产出符合接口标准的信号系统。在技术层面上能实现以线路的信号系统互联互通，其中5号线的厂家是中国通号，采用的FZL300型CBTC互联互通信号系统，这是为城市轨道交通互联互通量身定制的一套系统，真正意义上建立了不同，一家之间、车载信号与地面信号系统之间，互相兼容、互相交流的基础。

　　10号线的厂家是铁科院，采用MTC—I型CBTC系统，系统可确保控制中心与车站、轨旁设备与车载设备间的安全控制信息传递无误，保证车辆基地与正弦信号系统间信息传递无误。环线的厂家是交控科技，4号线的厂家是众合科技，采用BiTRACON型CBTC系统。重庆轨道交通互联互通示范工程的实施为信号系统兼容的推广提供模板。

　　4结语

　　实现互联互通是城市轨道交通的发展趋势，其中各信号系统子系统之间实现兼容，各跨线接口、车地通信接口及信号系统制式统一化、标准化、规范化，为城市轨道交通系统互联互通的实现奠定了坚实的基础。相关技术标准的确定、市场的需求、轨道交通的发展趋势以及重庆市互联互通国家示范工程的成功实施，证明中国城市轨道交通信号系统兼容互联互通是可行的、可推广的。

　　【参考文献】

　　[I]叶富智.城市轨道交通在同一CBTC信号系统下列车跨线运营研究[J]_城市轨道交通研究，2015(12)：40.

　　【2]李兆龄.城市轨道交通信号系统互联互通的研究[J】.铁路通信信号工程技术，2016，13(5)：50-53.

　　【3]朱翔.实现基于通信的列车控制互联互通的若干思考[J].城市轨道交通研究，2006(9)：6-8.

　　相关期刊推荐：城市轨道交通研究期刊投稿，论文发表涉及城市轨道交通领域学术动态，科技成果等信息。杂志1998年创刊，目前已经被中国《中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊)》数据库收录。