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關鍵詞：城市軌道交通車地通信無線網絡
中圖分類號：U213文獻標識碼： A
當前，列車控制系統已經成為我國城市軌道交通信號系統的主流，但是在已經開通或者是待建城市軌道交通CBTC項目中，許多城市軌道交通運營線路在使用CBTC時因受到車地通信狀態不穩定的因素影響，多數仍沿用傳統落后的后備降級模式運營，使得多數專家質疑CBTC信號制式的穩定性和可靠性，當前城市軌道交通通信信號系統的焦點已經集中到了車地無線通信，這就為我們軌道交通信號系統工作人員提出了全新的研究方向。
CBTC系統概述。
基于通信的列車控制(Commullications一basedTrainContrOI，CBTC)系統是脫離軌道電路的一個獨立系統，采用高精度的列車定位和連續、高速、雙向的數據通信，通過車載和地面安全設備實現對列車的控制。歐洲連續式列車控制系統是CBTC技術的源頭，多年的發展歷程使其取得了長足的進步。包括阿爾斯通、西門子、阿爾卡特等多家列車控制系統設備供應商均進入了CBTC系統市場競爭中，具有自己的科技產品。溫哥華、巴黎、倫敦、武漢、香港等多個城市都已經將CBTC系統應用到城市軌道交通信號系統當中。迄今為止最大的，實現不同廠商CBTC系統設備互連互通的cBTc項目正在紐約地鐵進行，并準備將該技術用于改造紐約地鐵信號系統。
無線CBTC系統的組成。
無線CBTC系統主要由3部分組成:無線移動通信系統,列車控制系統和列車定位子系統.列車控制系統又包括:中央控制室,無線閉塞中心(RBC,Radio Block Center)和車載子系統.其中,高可靠的無線移動通信系統是RBC、車載子系統和列車定位子系統的基礎。無線移動通信系統主要是進行車地通信,在移動的列車和地面控制設備之間實時雙向傳輸行車信息,由無線車-地通信技術提供技術保障.列車通過相應的地面設備,如信標燈、應答器,可以獲知自身的位置及速度等信息.通過可靠的無線移動通信網絡,列車將位置、車次、列車長度、實際速度、制動潛能、運行狀況(診斷數據)等信息以無線的方式發送給RBC;RBC則開始追蹤列車并發送移動權限、允許速度、限速、緊急停車等命令.因而,無線CBTC系統中,無線移動通信網絡取代了軌道電路的信息傳輸地位[2].
CBTC系統的車-地通信系統按車-地信息采集方式分為連續式和點式傳輸方式.連續式能連續不斷地將地面信息即列車間隔、線路容許的速度等情況及時地向車上反映,使司機隨時掌握列車速度,有利于保證行車安全和提高行車效率。
無線CBTC系統屬于連續式車-地信息傳輸方式,按數據傳輸媒介可分為:無線電臺、裂縫波導管、漏纜和GSM-R(GSM for Railway)等方式。其中,無線電臺、漏纜常用在城市軌道交通中,如無線電臺、裂縫波導管方式在地鐵使用,漏纜可在磁懸浮使用等;GSM-R是鐵路專用無線通信,在我國一些新建鐵路線使用,如在青藏線使用。
城市軌道交通信號CBTC系統中的車－地通信技術應用。
3.1 CBTC系統中主要的車－地信息交換。
在固定閉塞技術中，線路上有固定的區段劃分，這一區段只要有車占用，就意味著整個區段是占用的。而移動閉塞在線路上沒有區段的劃分，以前車的尾部或進路邊界為追蹤的目標，這就是固定閉塞和移動閉塞的區別。所以，在固定閉塞技術中一定要采用軌道空閑檢查設備來檢查列車的位置，而移動閉塞則靠車載設備自主定位來描述軌道的占用情況。
從車－地信息交換的角度來看，移動閉塞與固定閉塞不同，線路固定數據都存儲在車載設備的數據庫中，在進入正常的 CBTC 移動閉塞模式之后，車－地雙向通信的關鍵內容包括：
（1）軌旁到車載的移動授權信息（亦稱 MA，EOA 等）；
（2）車載到軌旁的位置報告；
（3）運營調整信息及維護信息等。
當然車－地信息中還包括其他的內容，如 IP 尋址、ATS 調整、維護事件或故障報警、車站設備控制、旅客信息、校驗及時間戳等。不同供貨商會根據各自系統的特點有不同的信息結構。
3.2 CBTC系統的車－地通信方式。
CBTC系統的車－地通信方式通常由點式通信技術和連續式通信技術兩種技術。
點式通信技術在線路上的某些特定位置安裝固定的應答器（信標），當列車通過時，經車載查詢器（天線）的激勵，應答器會根據互感原理，把數據發送給車載接收設備，這就是點式通信。
連續式通信技術是基于 WLAN的無線通信方式。經過近十年的技術發展，與世界上多個互聯互通試驗工程的經驗，雖然做到真正意義上的互聯互通還有很長的路要走，但是對于 CBTC 系統所采用的無線通信系統，業內已經有了一定的共識。首先，從技術發展角度來說，采用商務現貨供應（COTS）的產品；其次，把 ISO 七層模型中的低層統一采用IEEE802.11 WLAN 標準。
3.3 CBTC系統的無線傳播方式。
目前我國多數城市軌道交通系統CBTC系統供貨商采用的傳播方式主要分為空間自由傳播和導行傳播兩種。
空間自由傳播是目前使用最多最常見的一種傳播方式。它利用電磁波在空氣中從發射天線到接收天線傳遞數據，而無需線纜介質。空間自由傳播的方式節省軌旁設備，在軌道交通狹窄的隧道安裝上具有優勢。理論上空間自由傳播的無線小區最大距離在 400 ～ 500 m 之間。
導行傳播因為軌道交通的特點，對無線覆蓋的要求不是空間上的，而是線性的，所以采用漏纜或漏泄波導管作為傳輸介質，形成一個沿走行軌的無線覆蓋網，在軌道交通的復雜傳輸環境中具有優勢。
結束語：
基于通信的列車控制(CBTC)系統代表了城市軌道交通信號列車控制系統技術的發展方向。在城市軌道交通信號系統中有效的運用CBTC通信系統技術誓將對其發展必將起到促進的作用。因此，盡快開展基于無線通信的CBTC系統的研究并進行有效的應用，已經成為國內城市軌道交通信號系統發展的一個契機。
參考文獻：
［1］ 劉宏杰，陳黎潔． CBTC 列車安全定位中通信中斷時間的研究［J］． 鐵道學報，2012，34( 6) : 40-45．
關鍵詞：城市軌道交通；信號系統；CBTC
Abstract: Urban Transit system is an extensive use of public transport, and its security is directly related to the personal safety of commuters. The signaling system is to ensure the safety of the train, comfortable, run by high-density technology and equipment, its reliability and security continue to improve and perfect, so as to effectively guarantee the safe operation of the rail transportation. In this paper, the design of Urban Transit signal system and CBTC is analyzed。
Keywords: Urban Transit; signal system; CBTC
中圖分類號：U239.5 文獻標識碼：A
1軌道交通系統信號系統
城市軌道交通信號系統是保證列車安全運行，實現行車指揮和列車現代化運行，提高高效運輸的關鍵系統設備。城市軌道交通信號系統一般由列車自動控制系統（Automatic Train Control，ATC）組成。ATC系統由列車自動監控系統（Automatic Train Supervision，ATS）、列車自動防護子系統（Automatic Train Protection，ATP）和列車自動運行系統（Automatic Train Operation， ATO）三個子系統組成。
由列車自動防護系統來完全保證行車安全。列車自動運行系統可以完成列車站間自動運行、定位停車、接收控制中心運行指令從而實現列車運行速度的自動調整，使整套信號系統能夠滿足列車高速和高密度運行的需求。
2 CBTC信號系統
基于通信的列車自動控制系統CBTC（communication based train control system）是一種連續的列車自動控制系統，采用高精度的列車定位，獨立于軌道電路，連續、大容量、雙向車-地數據通信，車載及軌旁處理器能夠實施安全功能的信號控制系統。ATS子系統包括中央至車站的數據傳輸子系統，通常分布在運營控制中心OCC (operation control center)及車站。ATP/ATO子系統包括車-地傳輸子系統，ATP子系統設備由聯鎖和列控設備組成。ATP/ATO子系統設備分布在車站、軌旁及列車上。
2.1 CBTC系統的列控原理
基于系統確定的列車移動授權、列車運行的速度、列車運行的線路等數據，CBTC系統實現對列車的控制。CBTC系統對列車的控制是由地面設備和車載設備共同完成，其基本原理如下：
（1）地面設備（軌旁設備）周期性地接收本控制范圍內所有列車傳來的列車識別號、列車位置、列車運行方向和速度信息，通過計算確定各列車的移動授權，并向本控制范圍內的每列列車周期性地發送移動授權(安全防護點)的信息。由前行列車的位置及運行速度來確定移動授權，隨著前行列車的移動，移動授權將逐漸前移。
（2）車載設備接收到由地面設備發送的列車移動授權信息以及列車運行的最大限制速度命令、線路技術參數、緊急制動的建立和反應時間等數據，根據這些數據計算出列車的緊急制動觸發曲線和緊急制動曲線，從而控制列車在緊急制動曲線下運行，以確保列車的運行安全。
2.2 CBTC系統的閉塞原理
在CBTC系統中，基于對最大運行速度、制動曲線和線路上相鄰列車的動態位置計算出列車間的安全間隔距離。因為列車頻繁的向地面設備發送其位置，地面設備頻繁的向列車傳送更新的移動授權信息，系統對列車的定位分辨率可以達到10m以下的精度。隨著前行列車的移動，后續列車運行的移動授權的范圍總是實時變化。基于相關區段的最大允許速度、在安全制動距離范同內安全地靠近前一列車尾部最后一次確定的位置，車載設備制定列車的運行曲線，從而盡可能縮短追蹤列車的運行間隔。將隨前行列車的運行位置和運行狀態而變化追蹤運行列車間的安全間隔距離的閉塞方式稱為移動閉塞。
信號系統通過在車載和地面設備之間連續和高速的數據通訊來實現移動閉塞。在CBTC系統中，隨前行列車的移動，列車從地面設備獲得的移動授權的目標點總是變化，其后續列車運行的安全保護停車點總是在前行列車占用的閉塞分區軌道電路入口的前方。從而移動閉塞信號系統可大大縮短運行間隔，提高列車的運輸效率。
2.4 CBTC系統的分類
隨著數據通信技術的快速發展和應用，以及城市軌道交通對信號系統設備標準化的要求，通用數據通信系統快速應用于CBTC系統中，CBTC系統的車-地信息主要有交叉感應電纜環線、漏泄電纜、漏泄波導管和無線電臺等傳輸媒介。
采用交叉感應電纜環線作為車-地數據通信媒介，車-地間直接通過電磁感應方式交換信息。采用漏泄電纜、漏泄波導管、無線電臺作為傳輸媒介的車地數據通信系統，一般采用通用的無線擴頻通信技術，因此CBTC系統按車-地數據通信媒介可分為：
（1）基于交叉感應電纜環線的CBTC系統，即CBTC-IL(inductive loop)；
（2）基于無線擴頻通信技術的CBTC系統，即CBTC-RF(radio frequency)。
基于交叉感應電纜環線傳輸車-地信息的CBTC-IL系統有傳輸特性好，抗干擾能力強等優點。基于交叉感應電纜環線傳輸方式的缺點：需要在道床上安裝感應電纜環線，受土建安裝條件限制；數據傳輸速率比較低；數據傳輸需采用專用通信協議。
基于漏泄電纜、漏泄波導管、無線電臺傳輸車地信息的CBTC-RF系統，其車-地間的無線擴頻傳輸采用通用的IEEE 802.11系列標準，無線擴頻傳輸是將要傳輸的數據信號轉換為無線信號，當接收方接收到無線信號后將其還原為數據信號，數據信號和無線信號間的轉換由無線網卡來實現。
3 CBTC應用現狀及存在的問題
CBTC系統中采用當前先進的計算機技術和數據通信技術。與基于軌道電路的傳統信號系統相比，CBTC信號系統有自動化程度高、軌旁設備少、運營能力大、高安全性和高可靠性等特點。其優點還有不與牽引供電爭軌道，有利于牽引供電設備的合理布置；不需要在軌道上安裝設備，易于形成疏散通道。正是由于CBTC系統的諸多優勢，其開發和應用正在朝著互聯互通和兼容性的方向發展，代表著城市軌道交通信號系統的發展方向。目前國內城市軌道交通信號系統選型采用CBTC信號系統作為主流制式，在軌道交通建設和改造過程中得到了廣泛應用。
目前國外廠商都在結合工程實踐不斷完善CBTC系統，開通投入商業運營的線路并不多。開通和運營過程中主要存在以下技術問題，需要在今后的研制和工程實施中加以解決。
（1）由于CBTC系統中的列車定位和移動授權依賴于無線信息傳輸。如果某列車或地面某點發生無線通信中斷或故障，就會失去對列車的定位，將對運營造成較大的影響，而且故障處理將比原來的軌道電路系統復雜。因此一旦發生通信故障時，如何保障行車安全和減小對運營的影響是一個技術瓶頸。為此絕大多數采用CBTC系統的工程都配置了后備信號系統，以解決上述問題。
（2）目前CBTC系統采用的IEEE 802.11系列的WLAN標準使用的是一個開放的無線頻段。該頻段不限制其他用戶使用，因此用戶較多時容易造成相互干擾。特別是在高架開放區段，抗外部干擾問題也是一個技術難題。
（3）從地面的一個AP切換到另一個AP時，列車信息傳輸會有中斷，導致了一定程度的丟包現象，如何提高信息傳輸的可靠性也有待繼續研究。
3 結束語
隨著我國城鎮化過程的不斷深入，城市交通擁堵和環境問題與城市現代化發展的矛盾日益尖銳。城市軌道交通作為一種大容量、環保的交通方式，逐步成為解決此類問題的關鍵。CBTC系統為保障城市軌道交通運營的安全和高效至關重要。隨著各大城市軌道交通基礎設施的建設，CBTC系統將得到更大的完善和更廣泛的應用。
參考文獻
[1] 杜平.城市軌道交通信號系統的發展[J].鐵道通信信號，2010，46(5).
[2] 周富彬，范永華.探析城市軌道交通信號控制系統[J] . 民營科技，2010(10).
關鍵詞：地鐵信號系統接口分析
中圖分類號： {TN913.22} 文獻標識碼： A 文章編號：
信號系統是軌道交通的中樞系統，指揮著列車安全、正點、有序的運行。信號系統一個重要特點就是與之接口的專業非常多，不僅與建筑、軌道、供電等專業互相配合，提交各種設計資料，預留安裝接口條件，還與車輛、綜合監控等諸多機電系統實現安全可靠的接口，以滿足控制、監視等功能需求。不同的專業與廠商，其信息如何交互，成為接口設計過程中的一個關鍵。本文通過對安薩爾多公司CBTC信號系統與相關機電系統電氣接口的技術分析，以便加深對接口重要性的認識，為實現信號系統與相關機電系統安全、可靠的接口提供幫助。
1系統概述
安薩爾多公司的CBTC信號系統架構主要分為：ATO子系統、ATS子系統、ATP子系統、聯鎖子系統、數據通信子系統，如圖1所示。
圖1CBTC信號系統框圖
2正線聯鎖系統
2.1系統組成
正線聯鎖系統采用雙機熱備，差異與自檢的故障-安全的MicroLok II聯鎖控制器。MicroLok II安全處理器是一個專為鐵路安全應用而設計的基于微處理器的邏輯控制器，其基本功能是根據一個標準的執行程序和一個專為安全功能而設計的應用程序，來處理輸入量并生成相應輸出，達到控制安全聯鎖的功能。
2.2與相關系統的接口
MicroLok II采用分布式聯鎖控制方式，通過將線路劃分為若干個聯鎖區，每個聯鎖區包括有岔站和無岔站，由位于設備集中站的MicroLok II聯鎖控制器進行控制。
2.2.1 聯鎖系統間的連接
設備集中站與非設備集中站之間利用電纜進行連接，各個設備集中站的MicroLok II聯鎖控制器通過兩張獨立的以太網的方式實施冗余連接。
2.2.2 與屏蔽門間的接口
正線聯鎖系統與屏蔽門系統通過繼電方式實現接口，接口分界面在各站的站臺屏蔽門設備室屏蔽門PSC的接口端子盤上。
當列車停車誤差滿足精度的要求，即±0.5m以內時，信號系統將向屏蔽門系統發送持續穩定的開門命令，后者將根據信號系統發送的開門命令控制相應的門單元打開。在停站結束后，信號系統發出關門命令，車門和屏蔽門按信號系統指令進行動作，屏蔽門所有門都關好后，向信號系統發送持續穩定的“所有門關閉且鎖緊”信號，信號系統收到此信號后，才允許列車進入站臺或從站臺發車。當列車的停車誤差超過±0.5m時，信號系統將實施保護功能，不允許打開車門和屏蔽門。
當屏蔽門系統自身故障不能向信號系統發送屏蔽門狀態信息時，站臺工作人員可在站臺端部的屏蔽門控制盤上通過人工向信號系統發送“互鎖解除”信息。信號系統此時將不再檢查屏蔽門的狀態，直接允許列車進入站臺或從站臺發車。
2.2.3 與車輛段聯鎖間的接口
正線聯鎖系統與車輛段聯鎖通過繼電方式實現接口。接口電路用于與聯鎖設備相互傳遞安全信息，它的所有輸入和輸出都采用雙斷方式。正線聯鎖和車輛段聯鎖相互傳遞的每個信息都由兩個單獨的接點所完成，該單獨的接點由一個安全繼電器控制，這兩個接點將使一個聯鎖的復示繼電器吸起。出入段轉換軌被納入正線控制范圍，按照雙線雙向運行的方式設計。為了滿足與正線一致的追蹤間隔、進出段能力要求，出入段線裝設與正線相同的ATP/ATO設備，以完成列車的篩選、CBTC運行模式。
2.2.4 與其他線聯絡線聯鎖系統間的接口
聯絡線之間通過繼電方式實現接口，聯鎖關系按照照查原理設計，所有的輸入和輸出繼電器電路采用雙斷方式，保證聯絡線上列車進路的安全。在聯絡線上分別設置接車信號機，本線控制通往本線的接車信號機。
3 列車自動監控ATS系統
3.1 系統組成
3.1.1中央ATS系統
中央ATS子系統由主機服務器、通信服務器、接口服務器、調度工作站、磁盤陣列等設備構成。ATS子系統通過DCS網絡與其他CBTC子系統交換數據和命令。中央ATS基于32位英特爾構架，強大、可靠的Linux系統平臺，符合POSIX接口標準。LAN網絡由冗余的100/1000BaseTX以太網交換機組成。每臺服務器都接入到兩張獨立的數據通信網絡（DCS），并訪問其他所有服務器的數據。
3.1.2車站ATS系統
一套ATS主機服務器、通信服務器和接口服務器位于某一設備集中站，作為后備站。當中央ATS服務器不可用時，這些服務器為中央ATS提供第三級備份服務，用于緊急狀態下的應急控制。
ATS車站工作站位于設備集中站。該工作站提供列車運行的本地顯示，在取得授權后，實現對本聯鎖區域的控制。設備集中站的ATS工作站與聯鎖系統的本地控制工作站合用，通過接入交換機接入DCS網絡，并通過串口直接接入到聯鎖設備。
3.2與相關系統間的接口
3.2.1與綜合監控系統的接口
ATS系統與綜合監控系統間采用2路冗余的網口連接，它們之間的數據傳輸是雙向的。ATS系統向綜合監控系統發送信號設備狀態（信號機狀態、區段占用情況等）、列車運行信息（車次號、車體號等）、站臺信息等，以上信息通過綜合監控系統提供給廣播系統和乘客信息系統，用來在站臺向乘客提供列車預告等服務。除此之外，ATS系統還向綜合監控系統發送區間阻塞信息。若列車在隧道內某一區段占用時間超過一個非計劃停留時間的上限，ATS將發送該列車的阻塞信息給綜合監控，以啟動相應隧道通風設備。
綜合監控系統向ATS系統發送牽引供電信息，以使ATS系統顯示相應牽引供電的狀態，為行車組織提供參考信息。當無數據發送時，必須每秒互發一條心跳信息，以便系統確認通訊鏈路連接狀態。
接口界面在通信專業設備機房的通信配線架上。
3.2.2與大屏幕系統的接口
ATS系統和大屏幕系統通過2路冗余的網絡接口方式進行連接，通信協議采用TCP/IP、X11R6。ATS系統顯示工作站的操作平臺是Linux系統，通過運行X Server軟件可在大屏幕系統中的多屏處理器上產生一個X顯示窗口，該窗口可仿真顯示LINUX系統桌面或應用程序。ATS系統的應用程序使用LINUX 系統X-WINDOW協議中的顯示重定向功能將畫面顯示到X窗口中。該顯示方式可充分利用大屏幕高分辨率的特點，并可在屏幕上任意位置顯示圖像。
接口界面在大屏幕顯示控制器的網絡接口處。
3.2.3與時鐘系統的接口
控制中心主時鐘系統與ATS系統采用2路RS422串行鏈路連接，2路信息分別接入ATS系統的兩臺主機服務器。該鏈路為單向驅動，無需應答，傳輸速率為9600bps。主時鐘系統側采用RJ45接口，ATS系統側采用RS422接口。
通過主時鐘系統傳輸時間信息，使ATS系統能夠利用該信息同步信號系統內各子系統的時間。當主時鐘信號發生故障時，信號系統內部則通過ATS主機服務器的時鐘來實現同步。
接口界面在通信專業設備機房的通信配線架上。
3.2.4 與無線系統的接口
在控制中心，ATS系統通過2路RS422接口鏈路為無線調度系統提供列車的各種信息：如列車位置信息、車組號、車次號、車站ID，鏈路速率為9600bps。ATS系統向無線調度系統發送的信息在兩個串行鏈路之間每隔2秒進行一次信息交互。信息首先通過鏈路A發送，兩秒后再通過鏈路B發送，下兩秒再通過鏈路A發送，依次類推。無線調度系統收到ATS系統發送的列車信息數據包之后，需要向ATS系統回復確認信息。
接口界面在通信專業設備機房的通信配線架上。
3.2.5與車輛段聯鎖系統的接口
ATS系統和車輛段計算機聯鎖系統采用4路RS422串行鏈路接口，通信方式為異步雙工，采用屏蔽電纜連接，通訊速率為19200kbps，校驗方式為CRC校驗，采用接收應答和超時重傳機制保證通訊的可靠性。
通過與車輛段聯鎖系統的接口，可以完成車輛段站場實時信息顯示、命令執行結果等向ATS系統的傳遞，以便正線行車調度員了解車輛段車場的情況。
接口界面在計算機聯鎖系統主機側。
4列車自動防護ATP和列車自動駕駛ATO系統
4.1系統組成
ATP/ATO系統由軌旁設備和車載設備共同組成。
ATP子系統車載設備主要由車載控制器（CC）、速度傳感器、加速度計、應答讀取器天線、司機操作顯示屏（TOD）、移動電臺（MR）和天線組成。ATO子系統與ATP子系統共用車載硬件設備。ATO子系統的軟件安裝在與車載ATP子系統共用的車載計算機中，但使用獨立的CPU。CC通過速度傳感器、加速度計和應答讀取器采集到的數據來實時計算列車的位置，通過DCS網絡將該信息發給區域控制器（ZC），然后根據ZC計算出的移動授權點結合車載線路地圖，計算列車的ATP防護曲線，并根據該曲線進行列車的速度監督和超速防護。
ATP子系統軌旁設備由數據存儲單元和基于3取2冗余結構的軌旁分布式區域控制器組成。每個ZC通過DCS網絡和CC接口。ZC通過運用CBTC移動閉塞理念，基于已知的障礙點和列車位置，確定預定義區域內所有列車的移動權限，確保列車的安全運行。數據存儲單元給CC提供軌道數據描述，同時也采集ZC和CC的維護信息。數據存儲單元也提供允許從ATS系統到ZC和CC通信的接口，實現由行車調度員設置區域臨時限速、跳停、扣車及禁止駕駛模式等功能。
4.2與車輛的接口
信號系統向車輛方提供所有車載設備的外形尺寸、數量、安裝及配線工藝要求、相應的資料和圖紙等。車輛方根據信號系統提出的信號設備安裝要求，設計并提供車載設備的安裝空間和條件并負責安裝。按照信號系統的要求敷設電纜，進行屏蔽處理，提供電磁兼容保護等。接口分界面通常位于CC機柜接線端子插座處。
CC通過與車輛的接口，實現對車輛運行狀態的監督與控制，CC的主要功能結構圖如圖2所示：
圖2CC功能結構圖
對于CC來說，車輛提供的輸入信號有兩種：一種是安全輸入信號，如司機室激活、方向手柄位置、運行模式開關、列車完整性等，這種信號符合故障安全導向邏輯；另一種是非安全輸入信號，如門模式開關、常用制動實施等。CC給車輛提供的輸出信號也有兩種，一種是安全輸出信號，如車門使能、牽引使能，保證當CC故障時，所有的安全輸出均進入受限狀態；另一種是非安全輸出信號，如開車門、關車門。
5結論
城市軌道交通信號系統與相關專業接口多，接口技術，交互信息復雜且涉及到行車安全，如何保證各接口的正確性與可靠性成為地鐵信號系統設計的難點。其接口的實現貫穿于整個系統的招投標、合同簽訂、設計聯絡、安裝調試、運營維護等所有實施階段，充分熟悉并理解信號系統與其他相關專業的接口關系，對各個階段工作的順利開展有著重要的意義。
參考文獻
[1] 蔡愛華，季錦章． 地鐵信號系統的現狀及發展趨勢．電子工程師，2000；(5)：1―6
（1）ATS自動監控模式：一般情況下，該運行模式對在線列車的運行進行自動監控，并向列車自動發出進路指令，列車在安全保護下司機按照規定的運行時刻表駕駛列車。
（2）調度員人工介入模式：調度員在工作站下達相關的列車運行指令，并人工干預全線列車的運行。介入的內容主要包括對列車進行“扣車”、“終止”、改變行車路線、列車增減等。
（3）列車出入車場調度模式：列車調度員在當天列車運行時刻表的指導下編制列車的運營計劃及場內行車計劃，并上傳至控制中心。車場信息值班工作人員根據運營計劃調整相應的進路信息，以滿足列車的行車需求。
（4）車站現地控制模式：一般情況下只有設備集中站參與到列車運營控制，車站聯鎖及車站ATS系統結合實現對車站及中央二級控制權的調整。經中央ATS設備故障后車站值班工作人員的申請后，并經調度員同意后，可改由車站現地控制。
（5）車場控制模式：場地值班人員根據用車計劃對列車的出入場及場內的作業安排進路排列。
2項目管理及生命周期
項目管理，作為管理學中最為重要的分支學科，一般是指在項目活動過程中，應用專門的知識、技能、工具及方法，并在項目可利用的有限項目資源條件下，實現或超過預期的需求及期望的活動過程。項目管理，主要是對成功實現系列目標相關的活動進行整體的檢測及管控，包括策略、進度計劃即維護項目活動的進展。一般而言，項目管理內容主要包括對項目范圍、項目時間、項目成本、項目質量、項目人力資源、項目溝通及項目風險等內容的管理。項目管理主要經歷項目需求調研、項目分析、項目設計、項目實施、項目上線及項目運維跟蹤等生命周期。
3軌道交通信號系統項目管理模式
3.1城市軌道交通信號系統項目特點
與其他的項目相比，城市軌道交通信息系統擁有獨特的建設特性及建設目標，主要體現在以下方面：首先、需按照地鐵業主的時間要求，保質保量地完成軌道建設，確保順利開通運營。其次、需完成相關設備的安裝調試、以確保設備的正常運轉。
3.2城市軌道交通信號系統項目管理模式
項目管理生命周期中不同的階段有相應的管理任務，需使用到多種技術與工具，信號管理項目管理需完成以下的實踐過程：
3.2.1信號系統項目集的定義
項目集定義階段，主要包括對項目期望收益的定義，對關鍵成功要素的確定及對項目集所需的資源進行估算，并進行論證商業過程。而城市軌道交通信號系統，在項目集定義階段主要有兩方面的內容：第一、掌握用戶運營層面的需求，熟悉城市軌道交通建設的標準流程，以滿足信號系統的國產化率達到70%的目標。第二、努力成為信號系統供應商，掌握信號系統領域的核心科技，并提供信號系統領域的完整解決方案，以實現自主化發展目標。而信號系統項目集資源管理，主要是估算人力、財力及物力。而商業論證的任務，主要在于對項目集進行合理性方面的論證，這是信號系統成功的關鍵因素所在。
3.2.2信號系統項目集的啟動
啟動階段，一般包括項目經理指派、項目章程制定、收益分解結構分解、項目資源預算編制、項目路線圖制定等方面的內容。信號系統項目集經理需同時與多個項目經理或者職能經理打交道，因此指派的項目經理需在溝通和協調方面擁有較強的能力，并具備較強的說服能力。而項目章程的制定，需從信號系統項目集的愿景、核心目標及期望收益等方面出發。對于信號系統項目集而言，路線圖就是項目的進度計劃，一般是由里程碑構成。而商業論證是啟動階段最為重要的成功之一，等待規劃階段的審批。
3.2.3信號系統項目集的規劃
（1）明確項目的發展方向，主要包括項目愿景、任務和戰略目標。
（2）為項目成功構建必要的組織，主要包括政策、流程、角色與職責的定義，并解決項目進展中的各種爭端。
（3）控制、監控、評估及審批項目變更，以確保實現項目目標和收益。
3.3信號系統項目集的實施與監控
【關鍵詞】現場總線城市軌道信號系統
一、引言
隨著計算機和通信技術大量應用于信號系統中，傳統的集中控制模式的信號系統逐漸被淘汰，采用現場總線技術的分散控制模式的信號系統逐步應用于城市軌道交通中。
二、現場總線技術的分類
目前城市軌道交通信號系統中使用的現場總線主要有以下幾種：PROFIBUS、CAN、LONWORKS等。其主要技術特點如下：（1）PROFIBUS現場總線。PROFIBUS是一種國際性的、開放式的、不依賴于生產商的現場總線標準。它誕生于1987年，由德國SIEMENS公司等組織開發，先后成為德國和歐洲的現場總線標準（EN50170），并于2000年成為IEC61158中的現場總線國際標準之一。（2）CAN現場總線。CAN是控制器局域網（Control Area Network）的簡稱，最早由德國BOSCH公司推出，用于汽車內部測量與執行部件之間的數據通信，其總線規范被ISO國際標準組織制定為國際標準。CAN總線在國內應用非常廣泛，在目前的軌道交通有大量應用實例。
三、現場總線技術在城市軌道交通信號系統中的應用
城市軌道交通信號系統主要由計算機聯鎖子系統、列車自動防護子系統、列車自動駕駛子系統和列車自動監控子系統組成。本文討論西門子計算機聯鎖子系統中現場總線的應用。
SICAS ECC基本配置：（1）操作與顯示控制系統：包括計算機單元操作控制臺、中央操作與顯示功能、服務與診斷（S&D）設備。（2）IC（聯鎖計算機）系統：包括用于聯鎖的信號和安全邏輯，多樣化的微機、冗余設計和到EIM-ECC的總線連接。（3）SICAS ECC（元件控制計算機）：帶有3取2計算機系統的故障-安全EIM-ECC，用于室外設備和軌道空閑檢測的接口連接）。
從SICAS系統硬件圖中可以看到整個SICAS系統用到了ATS總線和PROFIBUS總線。其中SICAS ECC與相鄰的SICAS ECC之間采用PROFIBUS總線進行通信、SICAS ECC與下一個SICAS之間采用PROFIBUS總線進行通信，SICAS IC與SICAS ECC采用PROFIBUS總線進行通信，而SICAS IC與相鄰的SICAS IC采用ATS總線通信，SICAS IC和控制中心也采用ATS總線進行通信。
SICAS系統進行了冗余設計，SICAS的冗余設計分為設備冗余和通道冗余。通道冗余指的是每一臺設備提供兩個通道，例如PROFIBUS A通道和PROFIBUSB通道，兩個通道信息同步，設備可以任意選擇一條傳輸通道進行信息的傳遞。
由于采用了PROFIBUS現場總線，計算機聯鎖系統的系統結構具有高度分散性，網絡采用冗余結構，而且從PROFIBU協議模型看，顯而易見不僅簡化了系統結構和設備，還提高了可靠性。重要的工作站，如SICAS ECC都享有信息通道冗余，可實時地選用PROFIBUS A、B網絡中任一通道完成數據傳輸，保證了信息的安全性和可靠性。
四、結論
城市軌道交通的快速發展，對信號系統提出了更高的要求，為了改進傳統信號系統的一些缺點，比如設備復雜，故障查找困難等，越來越多的城市軌道交通信號系統使用現場總線技術來簡化系統結構、提高系統可靠性、降低成本。現場總線技術的應用也使得城市軌道交通信號系統向著數字化、網絡化、智能化的方向發展。隨著我國城市軌道交通快速發展，會有越來越多的現場總線進入城市軌道交通領域。
參考文獻
[1]劉陽學，現場總線技術在城市軌道交通綜合監控中的應用，現代城市軌道交通，2006年5月，pp.11-13
【關鍵詞】國內軌道交通；信號系統；現狀；發展趨勢
中圖分類號：P135 文獻標識碼：A
1、概述
伴隨著國內經濟快速發展以及城市化進程的加速，公共交通系統以軌道交通信號系統為重點，逐步發展成國內許多特大城市的首選，城市軌道交通信號系統是一種先進裝備用來保障行車安全，從而大大提升了交通運輸能力。城市軌道交通信號系統之所以能夠穩定發展是基于微電子、計算機以及通信技術的快速發展。在城市軌道交通信號系統中，有三種安全傳輸方式，關于地面與車載設備，包括模擬軌道電路、無線通信、數字軌道電路。
目前，國內主要采用的無線通信的傳輸方式有以下幾種：第一種是無線AP傳輸，其優點是安裝簡單，施工方便，成本較低，其缺點是無線場強分布不均勻，采用沿著軌道方向的無線定向天線，傳輸距離可以達到200——400m。第二種是漏線電纜傳輸，其優點是場強覆蓋均勻，適應性強，并且電磁污染小，但是去成本較高。第三種是感應環線方式，其優點是實現列車定位，車-地雙向傳輸，其缺點是給線路的日常養護帶來不便。
2、國內城市軌道交通信號系統的現狀
因為我國的城市軌道交通還處于雛形階段，軌道交通系統設備不足，用于實現城市軌道運營宗旨、體現運輸特點、確保行車安全、實現大運量高密度運輸的信號系統國內還不能自主生產。由于條件所限，某些規章制度難以落實，非定型產品又多，給日后的運營和維修帶來了困難和麻煩。我國首次把“發展城市軌道交通”列入國民經濟第十個五年計劃發展綱要，并作為拉動國民經濟、特別是大城市經濟持續發展的重大戰略。目前城市軌道交通信號系統技術已經發展到以先進的列車自動控制系統為代表的信號系統。ATP子系統主要功能包括：自動檢測列車的位置；確定列車運行的最大安全速度；連續速度監督，實現超速防護及車門控制；控制列車運行間隔，滿足規定的通過能力；保證車站設備的正確聯鎖。
ATP/ATO 除了少數采用國產設備外，絕對大多數采用引進設備。我國的城市軌道交通信號大體有以下應用模式：除部分基礎設備外，整套引進國外信號系統 ；采用國產的 ATS 和計算機聯鎖，和國外的 ATP/ATO 配套 ；國內企業提供完整的信號系統。
我國早期建設的運營線路(舊線)一般采用軌道電路方式的ATC系統,因此在信號系統改造時,推薦采用基于通信的列車控制系統(CBTC)方案。目前運營的CBTC系統都是國外設備,從實際運營的情況看,存在著維護費用高的問題,因此發展國產化的CBTC設備成為當前緊迫的任務。
3、國內城市軌道交通信號系統的發展趨勢
首先，參與技術服務，國內硬件加工，逐步吸收熟悉國外技術，其次，通過技術引進，掌握系統功能單元間接口協議和技術標準，最后要積極跟蹤并參與CBTC的研究。
城市軌道交通信號系統的國產化，不僅能降低建設成本（國產的CBTC比引進國外的系統造價低20%），而且能降低運營成本，更加重要的是促進我國城市軌道交通技術水平的大幅提升，有利于人才培養，并且參與國際競爭。
城市軌道交通的信號系統，已從早期的固定閉塞發展到了準移動閉塞，正在向移動閉塞方向發展。傳統的信號系統即以地面信號顯示為依據，司機按行車規則操縱列車運行。現代信號系統有六個基本目標：以安全的方式控制列車有條件地前進；使本列車與前行車或股道盡頭保持安全距離；防止出現列車沖突進路；使列車能夠按要求的時間間隔運行；使列車能夠按時刻表速度運行，以便最大程度地避免危及安全的各種干擾；保證關鍵點閉鎖在正確位置。
ATP的主要作用是根據故障－安全原則，執行列車間安全間距的監控、列車的超速防護、安全開關門的監督和進路的安全監控等功能，確保列車和乘客的安全；ATO主要執行站間自動運行、列車在車站的定點停車、在終點的自動折返等功能；ATS的主要作用是監督列車狀態、產生列車時刻表、自動調整列車運行時刻和保證列車按時刻表正點運行、生成運行報告和統計報告、向旅客向導系統提供信息等。
由于通信技術的發展，ATC系統中ATS子系統的功能也越來越強，已不僅僅是傳統意義上的“列車自動監督”，ATS子系統正在向集成化方向發展；維修管理更加重要為了提高系統的可靠性、減少維護費用，信號系統的監控管理以及維修管理信息系統都非常重要。
4、結束語
城市軌道交通信號系統是一種高科技含量、行車過程全自動化和安全性能極高的設備。并且對其可使用標準的設計理念和管理模式，有它自主的研發團隊，生產供貨一體化，加速了城市軌道交通的發展，最重要的是有效改善了信號系統制式的冗雜，以最新的角度和立意在城市發展中取得了軌道交通信號標準體系的成功發展，在人才培養方面，做到了全面栽培、重點選拔，使得我國的城市軌道交通信號系統得以完善。我國在此方面的技術還有待于提高，爭取在未來的日子里拜托依賴國外先進技術的局面，創造一個中國品牌而屹立在世界之巔，這樣的跨時代的發展具有非常深遠的戰略意義。
參考文獻：
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[2]肖寶弟，賈學祥.對我國城市軌道交通信號系統發展戰略的思考 [J]. 現代城市軌道交通，2004.(2)
關鍵詞: 城市軌道交通; 控制; 信號
1城市軌道交通信號系統技術發展趨勢
信號系統是保障行車安全、提高運輸能力的關鍵技術裝備。城市軌道交通信號系統隨著微電子技術、計算機技術、通信技術的發展而不斷發展。信號系統中,地面與車載設備的安全信息傳輸方式,大致經歷了模擬軌道電路、數字軌道電路和無線通信3個階段。
1.1基于模擬軌道電路的ATC系統
軌道電路是將區間線路劃分為若干固定的區段,進行列車占用檢查和向車載ATC設備傳送信息的載體。列車定位是以固定的軌道電路區段為單位,采用模擬軌道電路方式由地面向車載設備傳送
圖1模擬軌道電路列車運行速度控制示意圖
10～20種信息,列車采用階梯式速度控制,稱之為固定閉塞。如圖1所示。模擬軌道電路在我國應用的代表產品有:從英國西屋引進的FS-2500無絕緣軌道電路(北京地鐵1號線、13號線) ;從美國GRS公司引進的無絕緣數字調幅軌道電路(上海地鐵1號線) ;大連輕軌采用國產WG-21 A軌道電路。從系統整體角度來看, 基于模擬軌道電路的ATC系統中各子系統處于分立狀態, 技術水平明顯落后, 維修工作量大, 制約了列車運行速度和密度的進一步提高, 將逐步退出歷史舞臺。
1.2基于數字軌道電路的ATC系統
數字軌道電路采用數字編碼方式, 地面向車載設備傳送數十位數字編碼信息, 列車可實現一次模式曲線式安全防護, 縮短了列車運行間隔, 提高了舒適度。數字軌道電路列車速度控制曲線如圖2
采用數字軌道電路的ATC系統, 列車可實現一次模式曲線式安全防護, 因此稱之為準移動閉
塞。數字軌道電路在我國應用的代表產品有美國USSI公司的AF-904無絕緣數字軌道電路(上海地鐵2號線、津濱輕軌等) ; 德國西門子公司的FTGS無絕緣數字軌道電路(廣州地鐵1、2號線, 南京地鐵1號線等) 。數字軌道電路的ATC系統采用微電子技術、計算機技術和數字通信技術, 延續了軌道電路故障2安全的特點, 目前在我國和世界范圍內開通運用較多, 系統的可靠性和穩定性得到了充分的驗證。但數字軌道電路存在以下缺點。
1. 必須具備很強的抗干擾能力。軌道電路中ATC信息電流一般在幾十毫安至幾百毫安, 而列
車牽引回流最大可達4000 A。
2. 受軌道電路特性限制, 只能實現地面向列車的單項信息傳輸, 信息量也只能到數十比特, 限制了ATC系統的性能。
3. 與牽引供電專業的設備安裝相互影響。信號設備和牽引供電設備都需要安裝在軌道上, 2個專業設備的安裝必須相互協調, 否則會相互影響對方系統的性能。
4. 無法進行列車精確定位。只能按軌道電路區段對列車進行定位, 一般區段長度為30～300 m, 對縮短列車運行間隔有一定的限制。
1.3基于通信的列車運行控制系統( CBTC)
CBTC的特點是前、后列車都采用移動定位方式, 通過安全數據傳輸, 將前行列車的位置信息安全地傳遞給后續列車, 可實現一次模式曲線式安全防護, 并且其防護點能夠隨前車的移動而實時更新, 有利于進一步縮小行車間隔, 提高運輸效率,稱之為移動閉塞。CBTC系統列速度控制如圖3所示。
圖 3CBTC列車運行速度控制示意圖
無線通信的傳輸方式很多, 但是目前國內主要采用的有4種方式。
1. 無線AP傳輸方式: 采用沿著軌道方向的無線定向天線, 傳輸距離可以達到200 ～400 m 。優點是安裝簡單, 施工方便, 成本低。缺點是無線場強分布不均勻。
2. 漏纜傳輸方式: 沿著同軸電纜的外部導體
周期性或非周期性配置開槽口, 電信號在該電纜中傳輸的同時, 能把電磁能量的一部分, 按要求從特殊開槽口以電磁波的形式放射到周圍的外部空間,既具有傳輸線的性質, 又具有無線電發射天線的性質。優點是場強覆蓋均勻、適應性強、電磁污染小等。缺點是成本較高。
3. 波導管傳輸方式: 波導管是一種雙向數據傳輸的無線信號傳輸媒介, 具有傳輸頻帶寬、傳輸損耗小、可靠性高、抗干擾能力強等特點。缺點是工藝復雜, 受環境濕度影響較大。
4. 感應環線方式: 通過軌道鋪設交叉感應環線, 實現無線通信。
在我國已經開通使用的武漢輕軌和廣州地鐵3號線是采用加拿大阿爾卡特公司的Sel Trac MB 系統, 用感應環線實現車2地信息雙向傳輸; 北京地鐵10號線和奧運支線、廣州地鐵4號線用德國西門子公司的TrainguardMT, 用點式AP實現無線信息傳輸; 北京地鐵2號線改造、機場線采用法國阿爾斯通公司的URBAL ISTM, 用波導管和點式AP實現無線信息傳輸。現在正在建設的項目(廣州地鐵5號線、廣佛線, 上海地鐵6、7、8、9號線,北京地鐵4號線, 沈陽地鐵1、2號線, 成都地鐵1號線等) , 都選擇了基于點式AP 無線通信的CBTC系統, 它已經成為我國城市軌道交通信號系統選型的主流制式。CBTC系統采用當前先進的計算機技術和信息傳輸技術, 不與牽引供電爭軌道, 有利于牽引供電專業合理布置設備; 不需要在軌道上安裝設備, 易形成疏散通道。采用CBTC技術, 具有多方面優勢(提高效率、易于延伸線建設和改造升級) , 可以充分利用國內現有的信號產品和資源, 易于實現國產化。其中具有完全自主知識產權的計算機聯鎖設備和ATS子系統已經成功在現場開通使用。但目前CBTC系統的應用在國際上還處于初期階段, 國外廠商都在結合工程實踐不斷完善, 開通投入商業運營的線路并不多, 開通過程中主要存在以下技術瓶頸, 需要在今后的研制和工程實施中加以解決。
1) CBTC系統的列車定位和移動授權依賴無線信息傳輸, 如果某列車或地面某點發生無線通信中斷或故障, 就會失去對列車的定位, 將對運營造成較大的影響, 且故障處理將比原來的軌道電路系統復雜。世界上已進行了近30年的CBTC系統研制, 最大的技術瓶頸就是一旦發生通信故障時, 如何保障行車安全和減小對運營的影響面問題。為此絕大多數采用CBTC系統的工程都配置了后備信號系統, 以解決上述問題。
2) 除采用環線通信外, 目前CBTC系統采用的IEEE802.11系列的WLAN標準是一個開放的無線頻段, 該頻段不限制其他用戶使用, 用戶較多時容易造成相互干擾, 特別是在高架開放區段, 抗外部干擾問題尤為重要。
3) 列車從地面的一個AP切換到另一個AP時信息傳輸會有中斷, 存在一定程度的丟包現象, 如何提高信息傳輸的可靠性也待研究。
2城市軌道交通線信號系統選型
2.1新建線路信號系統制式選擇
根據上述城軌交通信號系統發展情況和各種制式的應用情況, 對于城市軌道交通線網新線建設,信號系統制式選擇原則如下: ①不宜再采用基于模擬軌道電路的ATC系統; ②仍然可采用基于數字編碼軌道電路的ATC系統; ③推薦采用基于通信的列車控制系統(CBTC) 。
2.2舊線改造信號系統模式
我國早期建設的運營線路(舊線) 一般采用軌道電路方式的ATC系統, 因此在信號系統改造時, 推薦采用基于通信的列車控制系統(CBTC)方案。改造期間, 無線通信的CBTC系統與既有的軌道電路互不影響, 減少了改造的技術難度和工程管理難度。
3國產化城軌交通信號系統進展情況
國內開發的城市軌道交通系統3種制式都有,基本上都采用CBTC基于無線的列車控制系統。主要開發進展情況如下。
1. 中國鐵道科學研究院, 充分利用專業齊全的優勢, 通過多年的研發, 完成了包括CBTC系統的所有子系統(ATS、聯鎖、ATP、ATO、DCS、應答器等) , 并進行了室內系統調試、現場試驗和調試。鐵科院的ATS子系統、計算機聯鎖子系統是國內成熟技術, 具有城市軌道交通業績, 已經具備工程實施的條件。鐵科院的CBTC系統對無線故障情況下的后備轉換, 進行了深入的研究, 能夠在保證行車安全的情況下, 盡量減少對正常運營的干擾, 達到了先進的水平。在安全性方面, 與研發同步進行第三方安全認證工作, 已簽署安全認證合同并開展安全認證工作。
2. 2004年, 北京交通大學、北京地鐵運營公司、北京和利時公司申請北京市科委“基于通信
的城軌CBTC系統研究”科研項目, 在北京地鐵試車線進行了ATP、ATO 試驗, 并在大連設立了10 km試驗段, 包括地面線路和地下線路, 進行了2列列車的追蹤試驗。亦莊線計劃2010 年底開通點式ATP, 2011年底CBTC全系統全功能開通。
關鍵詞：城市軌道交通；信號系統；接口管理
中圖分類號：C913文獻標識碼： A
一、城市軌道交通信號系統工程簡介
城市軌道交通工程是一項綜合性的系統工程。可分為前期工程、土建工程、軌道工程、裝修工程、設備安裝工程及工藝設備等。設備安裝工程是實現地鐵運營功能的核心工程，可分為系統設備安裝和常規設備安裝。系統設備包括通信、信號、供電、車輛、屏蔽門或安全門、自動扶梯及電梯、自動售檢票、綜合監控以及門禁系統等；常規設備包括通風空調、給排水與消防、低壓動力照明設備等。
信號系統是實現城市軌道交通運營功能和安全的重要系統。當前城市軌道交通信號系統通常指的是列車自動控制系統（簡稱ATC），ATC系統主要包括三個子系統：列車自動監控系統（簡稱ATS）、列車自動防護子系統（簡稱ATP）、列車自動駕駛系統（簡稱ATO）。三個子系統通過網絡構成一個集行車指揮、運行調整以及自動駕駛等功能為一體的安全列車自動控制系統。
隨著無線通信、網絡技術的飛速發展和可靠地應用，一種基于無線通信的移動自動閉塞（簡稱CBCT）列車自動控制ATC系統開始蓬勃發展。該系統通過無線通信技術和網絡技術建立車地之間連續、雙向、高速的通信，使列車控制命令和狀態可以在車輛和地面之間進行實時可靠地交換，并確定列車的準確位置及列車間的相對距離，保證列車的安全運行間隔，并縮短行車間隔，提高列車運行效率。
二、信號系統工程接口管理存在的問題
1、管理職能接口存在的問題
第一、參建各方在接口管理中的職責、權利不明確，執行力不強，相互推諉。譬如信號系統集成方與設計單位、施工單位、其他專業、車輛之間的接口。常常出現如：設計范圍及責任不詳細導致與設計單位在設計出圖方面的糾紛；在貨物裝卸或搬運責任不清導致的與施工單位的糾紛。
第二、業主方在接口管理中缺乏有效的監督、考核以及相應的獎懲措施。業主方專業代表在各專業或各單位接口管理過程中，將接口聯絡工作完全扔給接口雙方，自己卻很少過問或未能深入了解接口雙方存在的問題，往往導致接口協調效率較低，而且即便接口協調完成后，也會在接口雙方存在較多的后續遺留問題。而業主方的管理層對此缺乏監督和考核，給各專業代表較大的自由空間。
第三、業主賦與監理方的責權利不明確，監理方在接口管理過程中沒有發揮其應有作用，甚至有的監理根本不具備城市軌道交通建設各個專業間接口管理的能力。業主聘任的監理，本應承擔類似總承包項目中的“工程師”角色，但目前國內城市軌道建設中，業主對監理的責任要求通常并不嚴格，監理的工作更多的是傳達執行業主的行政指示，對工程的質量、安全、進度等掌控能力較弱。
2、接口設計方面存在的問題
設計方對各專業接口的標準和協議，未能或也可能無法詳細地進行描述或要求，如：與通信專業接口標準或協議未深入詳細地溝通和確定導致的接口功能無法實現；與車輛專業在車載設備接口標準及協議等方面的協調難度較大等問題。
3、施工階段存在問題
信號系統與各施工單位之間，如土建、裝修、設備安裝等，之間存在大量接口。如：
第一、安裝預留存在的問題
土建工程未按設計圖要求進行孔洞預留；軌道工程未按設計圖要求進行電纜過軌防護管的預留；軌道工程未按設計圖要求進行道岔轉轍機的安裝基坑預留施工；空調所在位置
第二、進度接口
進度銜接接口上存在的問題更多：區間電纜支架安裝進度滯后，影響信號電纜敷設；車輛段、試車線的鋪軌、設備房進度滯后，影響信號設備安裝；道岔轉轍設備安裝基坑，軌道承包商遲遲不能整改到位，影響道岔轉轍設備安裝調試；低壓照明系統提供正式電源的進度嚴重滯后，影響信號設備的調試；系統集成商負責供應信號系統設備的供貨進度嚴重滯后，影響設備安裝工期。
三、接口管理問題產生的原因分析
通過對接口問題的分析對其產生的原因分析如下：
職能管理方面問題產生的原因是接口管理體系不健全造成。主要表現為：組織機構不完善，管理人員配備不到位，人員職責不清；管理程序和制度不健全，執行力差，相互推諉；接口管理計劃性差，沒有預見性。導致了接口管理無論是在空間控制上，還是在時間控制上，都推進不力。
接口設計方面的問題最多，產生的原因是系統的主要材料、設備的技術參數和選型在施工圖設計時，無法及時確定，給接口設計帶來很大的困難。一方面是信號系統設備基本上需從國外引進，受各種因素的影響，一些進口設備的技術參數不能及時確定，導致設備集成與安裝工程設計的內部接口無法確定；另一方面是由于信號系統與其他系統間主要材料、設備的技術參數不能完全確定，導致外部接口設計存在缺陷。
施工方面問題產生的原因是接口管理的過程控制不到位。主要表現為：施工質量控制不到位；接口進度控制不到位；糾偏控制不到位。
四、做好接口管理的建議
1、建立完善的接口管理體系
應用標準化管理原理，通過接口管理組織標準化、接口管理流程標準化、接口管理制度標化。建立起一個完善的接口管理體系。以解決管理職能接口不清晰、職責不明確等弊端接口管理組織標準化主要包括人員、職責標準化。
人員標準化包括人員數量、素質配置。
根據接口管理工作的需要，各參建單位必須配備接口管理負責人和接口技術工程師。為提高接口管理的決策效率及執行力，對各方人員的素質要求為：業主接口管理負責人應為其主管建設的副總經理；監理單位接口管理負責人必須是總監或總監代表；設計總包單位接口管理負責人必須是系統的設計的總體負責人；其他系統承包商接口管理負責人必須是主管項目生產的副經理或總工程師。
職責標準化就是明確參建各方的職責。根據接口管理的工作內容，對各方的職責明確如下：
業主：明確參建各方的職責、接口任務；審核批準接口管理程序、接口管理手冊、重大接口問題的重要設計變更。勘察設計總包單位：參與編制工程接口管理手冊；解決設計方面的工程接口技術問題；負責重大接口問題的設計變更。
監理：負責對職責范圍內承包商接口實施的監督、檢查。各系統承包商：執行其所負責系統的接口管理任務。
2、接口管理流程標準化
材料設備的技術參數的確定，是影響信號系統內、外部技術接口設計的關鍵因素。因此必須通過加強與供貨商的設計聯絡，來盡快明確設備材料的技術參數，以解決接口設計的困難。具體措施為：（1）業主應盡量提前系統設備的招標，為設計聯絡提供足夠的時間條件；（2）設計方要堅持“先外后內”接口設計原則。即先與相關系統進行設計聯絡，確定相關系統的材料設備技術參數后，再根據其他系統設備技術參數來確。
編制接口矩陣表：包括接口分類、注明接口編碼。
編制接口細則：包括定義描述、明確責任、分工、配合、接口試驗等。
編制接口計劃：編制接口實施計劃，滿足各系統進度銜接要求。
接口計劃報批：經監理審核后，報業主審批。
接口實施：各方嚴格按照批復的接口計劃組織實施，并作好接口記錄。實施過程中，監理要加強接口質量、進度的監督，確保接口質量和進度。
接口協調：接口實施過程如存在問題，業主及時組織各方召開協調會，商討解決辦法，并形成接口協調會議紀要，各方按紀要執行。
接口修改：責任方根據紀要制定接口修改方案，報各方確認。
更新接口矩陣表：接口修改方案經各方確認后，記錄并編制更新接口矩陣表。
接口試驗、記錄：當接口施工完畢，監理組織各責任方進行試驗，并記錄試驗結果。
接口評估、記錄：監理組織相關責任方對接口功能、安全進行評估，合格后填寫評估記錄。
3、加強接口管理過程控制
接口管理過程控制的要點為質量、工期。針對接口質量控制。設計單位在設計階段應加強設計聯絡，尤其需加強信息類接口性能匹配的設計聯絡，確保接口的設計質量；施工單位嚴格按照設計要求施工；監理單位在接口實施過程中，加強接口質量監督、檢查，發現問題，及時整改；接口試驗必須嚴格按照型式試驗、出廠試驗、現場安裝試驗或設備聯調試驗的程序進行。
針對接口工期控制。業主組織接口管理相關方，編制下發各接口實施節點工期，各單位應嚴格按照節點工期組織實施；運用“界面交接驗收”控制方法，制定接口節點工期考核制度，來加強對各方節點工期的控制，確保各方按節點工期完成接口。
結束語
信號系統接口管理是一項既復雜，又重要的管理活動。實踐證明，只有建立完善的管理體系，加強設計階段的聯絡，加強過程控制，才能處理好信號系統與相關系統的接口，并對接口實行全過程動態的控制，才能確保信號系統整體功能的實現。
參考文獻
[1]董焰.城市軌道交通發展的政策導向[J].城鄉建設，2009.
關鍵詞 城市軌道交通，信號系統，設計方案
城市軌道交通的信號系統擔當著控制和指揮列車運行的任務，是影響整個城軌交通系統運營安全和效益的關鍵點。信號系統的水平也成為城市快速軌道交通現代化的重要標志。設計出一個優秀的系統方案不僅有利于保證行車安全，提高運輸能力，實現迅速、及時、準確的行車調度指揮和運輸管理現代化，提高服務質量，而且還有利于合理使用工程投資，降低工程造價。
1 系統構成方案
城市軌道交通是一個技術先進，具備相當程度自動化水平的運輸體系。其中信號控制系統的構成必須與整個交通運輸相適應。
在《城市快速軌道交通工程項目建設標準—試行本》中，把信號系統劃分了三個層次:第一層次設備在運量較小、行車密度較低的線路上，可配置聯鎖設備、自動閉塞、機車信號和自動停車系統;第二層次設備在運量較大、行車密度較高的線路上，可配置列車自動監控(ATS) 系統和列車自動防護(ATP) 系統; 第三層次設備在運量大、行車密度高的線路上，配置列車自動監控系統、列車自動防護系統和列車自動運行(ATO) 系統。
上述第一層次系統配置屬最低水平等級，只適于行車間隔大于3 min 的線路運用。也就是說，在行車密度較高時， 這種線路將面臨整個系統的改造，造成大量的廢棄工程;另一方面，由于機車信號和自動停車裝置所能容納的信息量少，列車運行的安全性很大程度上只能依賴于司機的駕駛;然而其國產化率水平是最高的，工程造價是最低的。應該說，該層次的設備適宜在近期運量小、行車密度低， 而且遠期運量無明顯變化的工程，如在中等城市或是郊區軌道交通系統中運用。
第二層次的信號系統配置，適于行車間隔在2 min 以上的線路運用，行車安全可以完全由列車自動防護系統來保證。雖然其國產化率水平降低，工程造價增高，但是該層次設備技術先進，便于向第三層次擴展，不存在明顯的廢棄工程，符合工程按近遠期分步實施、合理預留的原則，所以系統的綜合經濟指標是合理的。這種系統能適應大多數城市軌道交通的運用需要，是大運量的城市輕軌交通的首選方案。
第三層次的系統配置具備很高的現代化技術水平，適于行車間隔小于2 min 的線路運用，不僅行車安全可以完全由列車自動防護系統來保證，而且列車自動運行系統還可以完成站間自動運行、定位停車，接收控制中心運行指令，實現列車運行自動調整，使整套信號系統能夠滿足列車高速、高密度運行的需要。這種系統的國產化率水平低，工程造價高，是其在工程運用中不利的一面，但系統高水平的自動化程度無疑將給日后的運營、管理帶來巨大的經濟和社會效益;另外，由于安裝屏蔽門對列車精確定位停車功能和大運量對列車高折返能力等等方面的具體需求，這種線路的運行都要由列車自動運行(ATO) 系統來保證。所以只要條件許可，在城市軌道交通中，特別是高運量的地鐵工程中，該系統方案非常值得推薦。
2 主要技術方案
2. 1 設計行車間隔
城市軌道交通工程為適應乘客運量大、行車密度高的特點，往往采取縮短行車間隔的辦法。這樣一方面有利于減少旅客候車時間以提高服務質量; 另一方面可以減少列車編組輛數，節省工程投資。但是由于信號ATP 系統技術的限制，如軌道區段的長度、“ 車-地”通信的有效速率、列車進路的建立和恢復時間等等因素，正常的行車間隔不可能無限制縮短。換言之，最小行車間隔極大地影響著信號的ATP 系統方案和工程造價。確定合理的行車間隔時分成為信號ATP 系統方案設計的控制參數。
根據一些發達國家城市軌道交通的運營經驗， 信號ATP 系統可按滿足高峰運營流量130 % 的能力標準進行設計。也就是說，如果線路的客流量在某個特殊時段增加到預測高峰值的130 % 時，ATP 系統仍有能力滿足運營采取的臨時措施，如臨時增加運營列車等。表1 以某一條線路運營方案為例予以說明。
兩種方案均可滿足運量要求，但它們的運能余量，即單向運輸能力與高峰小時單向最大斷面客流量比是不同的。其中方案A 為1. 00 ， 方案B 為1. 08 。那么，如果按方案A 實施，在高峰時間內的線路運營將處于全飽和狀態， 按上述標準設計相應的ATP 系統應采用184 s 的設計行車間隔;如果按方案B 實施，在高峰時間內的線路運營尚有8 % 的調節余量，相應的ATP 系統只需采用245 s 的設計行車間隔。顯而易見，從信號系統的設計角度來看，方案B 優于方案A 。
應該指出的是，ATS 系統所具備的行車間隔調控能力與上述的ATP 的設計行車間隔能力是有區別的。ATS 對列車運行的調控主要是當列車運行秩序有紊亂時，通過控制列車停站時分而使列車運行秩序盡快恢復的一種措施。當然，這種調控能力的實現也是要體現在ATP 行車間隔能力上的。
在實際的工程運用中，應結合線路近、遠期運量，以及工程實施方案、ATS 調控能力等綜合因素， 確定一個合理的滿足運營要求、節省工程投資的設計行車間隔。
2. 2 ATP 信息傳輸方式
ATP 系統是確保列車運行安全的關鍵設備，它由軌旁設備和車載設備組成， 列車通過地面ATP 設備接收運行信息，實現列車的間隔控制。ATP 設備主要有兩種劃分方式，一是按“車-地”ATP 信息傳輸方式分為連續式和點式發碼方式;另一種是按對列車控制方式分為模式曲線方式和階梯式控制方式。其中按前一種劃分的兩種ATP 設備工程造價差異大，是選擇ATP 系統方案的主要比較點。
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連續式的ATP 設備一般可利用軌道電路或連續敷設的電纜向車載接收設備連續不斷地傳遞地面信息。其特點是信息傳遞實時性高、技術復雜、造價昂貴。點式ATP 設備利用地面應答器或點式環線把地面信息傳至列車。這種方式實時性較差， 但技術簡單、造價低廉。
控制實時性較差高行車間隔大于90 s 可小于90 s 自動駕駛功能尚無產品有列車檢測功能需另設軌道電路有系統擴展對行車干擾較小對行車干擾大安裝調試周期較短周期長工程造價較低高維修成本低高生產廠家少多
在我國現有的地鐵交通中，由于運量大、行車密度高、地鐵隧道內駕駛條件較差等特點，均采用連續發碼方式的ATP 系統是適宜的。
隨著點式ATP 技術的發展，在城市軌道交通工程，特別是城市輕軌工程中采用點式ATP 設備顯得越來越合理。在點式ATP 系統中，以目前較有代表性的西門子公司ZUB120 為例，其主要的技術指標如下:
·傳輸制式 移頻鍵控(FSK) ，串行
·傳輸速率 50k·-1
·傳輸間距 130～210 mm
·電碼可靠性 循環碼多次判斷，海明距為4
·電碼長度 可編程有用比特96 位
·機車設備平均故障間隔時間 2 ×104 h
·地面應答器平均故障間隔時間 9 ×105 h
對于點式系統控制實時較差、缺乏緊急停車功能等缺點，則可以通過接近連續式發碼方式進行彌補。上海莘閔輕軌交通線作為我國第一條城市輕軌線路就已按點式ATP 系統進行設計。另據西門子公司介紹，目前該公司新研制的點式ATP 系統不僅打破了90 s 行車間隔的限制，也具備了自動駕駛功能。
3 小結
在實際的工程運用中，結合工程具體情況就不難設計出優秀的系統方案。例如:在天津市區至濱海新區輕軌工程招標中，我方依據輕軌客運量近、遠期分別為18. 4 萬人次/ 日、28. 4 萬人次/ 日，列車運行近、遠期3 min 的追蹤間隔，以及列車4 列、6 列的不同編組，首先確定的投標方案中設計行車間隔為135 s ， 采用點式ATP 和國產ATS ， 預留ATO 方案;而結合本線列車運行速度高達100 km/h ， 列車制動距離長的特點，從保證行車安全、節省工程造價的角度出發，我方又推薦了采用模擬無絕緣軌道電路加連續式環線的ATP 方案。兩種方案的技術論證受到了評判專家組的一致好評。
總之，在系統構成和主要的技術方案確定以后，信號系統雖已基本定型，但要真正全面地設計出一個良好的系統，還有許多細節需要考慮。例如:為發揮投資效益，根據城市軌道交通工程近、遠期不同的建設規模和標準，信號系統的配置應考慮按不同階段的運量要求分步實施、合理預留，并使之容易進行技術改造和升級;信號系統設計方案中應充分考慮到國家對機電設備國產化率的要求，除某些必須引進的設備外，盡量選用國產設備或與引進國外技術國內組裝相結合的方式。
另外，城市軌道交通信號系統的特殊技術指標也是應在設計過程中重點考慮的問題。如在長大坡道上設立的保護性延續進路對列車運行追蹤時分的影響;為縮短折返進路建立時間，如何處理折返進路有關的渡線道岔等技術問題。
