城市轨道交通信号传统技术

轨道列车在运行过程中会发生各种各样的状况，轨道列车的运行现代化、行车指挥、运行安全都需要借助于城市轨道交通信号系统。该信号系统是城市轨道的重要组成部分，通过信号的分析与传送，保证了轨道列车的正常运行。在目前的技术条件下，城市轨道交通信号系统已经实现了自动化控制。轨道列车控制技术经济指标在系统中发挥着重要作用，为了进一步促进该指标的合理性，ATC系统被广泛地应用。ATC共分为三种类型：固定闭塞方式的ATC系统、准移动闭塞式的ATC系统、移动闭塞式的ATC系统。

（一）城市轨道列车控制的ATC系统

1. 固定闭塞方式的ATC系统

顾名思义，固定闭塞式的ATC系统，是采用固定的方式来确定闭塞分区长度。在这一过程中，必须综合考虑线路的情况、轨道列车的特性及速度。该系统按照闭塞分区来传输信息，传输的信息量相对较少，一般情况下，轨道列车的速度监控是通过闭塞分区出口检查方式。通俗点说，就是当轨道列车的出口速度超出该区段出口速度时，将会自动实行对轨道列车的减速。在这一情况下，必须有一段合适的安全距离。该段安全距离就是通过一个闭塞分区来实现的。

2. 准移动闭塞方式的ATC系统

通常情况下，准移动闭塞式的ATC系统采用的是数字式音频无绝缘轨道电路，以此作为传输媒介和轨道列车占用检测。与固定闭塞方式的ATC系统相比，传输的信息量更多。在实际运作中，编码单元利用信息传输系统向轨道列车提供最高限速、目标距离、路线状态等信息。轨道列车收到该类信息后，对各类数据进行加工分析，并得出轨道列车运行的速度/距离曲线，使轨道列车安全运行。本处所说的信息传输系统主要包括电缆环线、查询应答器、裂缝波导管、轨道电路等设备。

3. 基于移动闭塞方式的ATC系统

基于移动闭塞方式的ATC系统主要是依靠漏缆、交叉感应电缆、扩频电台、裂缝波导管等方式传输数据。该种信息的传输是轨道列车到地面、地面到轨道列车的双向数据传输。通过这种传输，每一轨道列车的位置信息和其他相关信息都会马上传输到地面设备上。这样一来，可以得出轨道列车的运行限制速度，并根据实际情况的变化，随时调整这一速度。限制速度得出来以后，通过地面设备将信息再次传输给轨道列车。轨道列车据此得出轨道列车运行的速度/距离曲线，从而保证轨道列车在既定曲线下安全运行。目前，采用通信技术的移动闭塞系统在实践中已有应用，也积累了一定的经验，处于不断发展完善过程之中。车地之间信息的传输，极大地丰富了城市轨道交通信号系统的内容，是技术上的重大进步，并有很大的发展前景。

（二）城市轨道交通色灯信号控制系统

1. 作业模式

色灯信号控制系统作业模式区分为如下各种模式，依其模式执行优先顺序可分别进行如下分析：一是开机模式。系统开机完成系统初始程序后立即进入开机模式，交通灯将维持三秒钟的全红灯态。如系统连线状态正常时则立即与控制中心进行连线交谈工作，开始要求中心传送系统执行参数；二是全红模式。开机模式完成后，若控制面板全红开关被拨至“全红”位置时，则系统进入全红模式，轨道灯态立即转换为全红灯态直到全红开关往下拨或系统重开机方告结束；三是闪光模式。控制面板上的“闪光”开关上拨至“闪光”位置时，则系统进入闪光模式，轨道灯态立即转换为闪光灯态，黄灯及红灯每秒交替闪烁一次。四是手动模式。控制面板上的“手动”开关上拨至“手动”位置时，系统即进入手动模式，灯态立即停留于正在执行中的灯态。要使灯态变换，必须押按“手动控钮”，手动按钮每按一次，则灯态顺序转换一个；五是锁定模式。控制器可经由轨道触控输入或中心连线控制，要求执行锁定模式作业。锁定作业分类为：铁路连锁、子机连锁、中心锁定、特勤锁定。六是自动模式，“手动/闪光/自动”开关均下拨至“自动”位置时，系统作业即可进入自动模式，执行正常的灯态循环功能。

2. 系统备份

色灯信号控制系统正常运作状态下，可与中心建立连线并能够达成中心连线控制服务，控制器若处于异常运作状态运转时，则将提供多层式备份服务。各层次备份说明如下：一是中心连线失效，也即控制器立即进入独立运转模式并执行每日指定执行时制的运作；二是断电半秒内，控制器应不受断电的干扰继续正常运作；三是中央处理单元故障，也即由色灯驱动单元肩负起信号运作备份服务，提供故障前指定执行的基本时制；四是驱动单元故障，也即应用基本时制来对信号运作备份服务；五是基本时制异常，也即色灯控制单元经查核基本时制或现行时制不存在或不正确时，立即执行预设的电路时制。

3. 连线服务

色灯控制器与控制中心连线方式可配合有线或无线通讯方式，并加装通讯单元，遵循城市轨道交通控制通讯协定，从而达成色灯信号监控连线需求。具体来看，控制系统应提供如下功能服务：一是控制信息（Request），经由控制中心传送控制指令至控制器上，主要信息内容包含：系统对时，也即由控制中心传送系统作业日期及时间信息，要求色灯控制器完成系统对时作业；时制计划，也即由控制中心传送轨道指定执行的静态或动态控制所需的时制计划信息，作为控制器执行参数的依据；特勤命令，也即由控制中心传送色灯指定执行的特勤命令，控制器接收此命令必须立即转换至特勤模式；车道调拨控制，也即控制器可按照控制中心指示，执行调拨车道功能。二是回报信息，色灯控制器依据回报信息内容的特性，又区分为要求性回报（Response）与周期性或立即性回报信息（Report）。

城市轨道交通信号系统的实施应用，需要用到力学、光学、声学、材料学等多方面知识，知识面广，对技术的要求高。近几年随着技术的不断发展，各种新技术不断被应用到这一系统中，促进了系统的不断完善。信号系统实时控制着轨道列车的运行速度等要素，是城市轨道交通系统的重要组成部分，发挥着重要作用。