轨道交通互联互通全自动运行的信号系统关键技术研究与应用

城市轨道交通CBTC系统关键技术探讨作为CBTC系统的关键技术，其研究与发展对城市轨道交通系统的安全性、便捷性和效率等方面具有重要意义。

本文将对CBTC系统的关键技术进行探讨，包括无线通信技术、数据处理与传输技术、位置识别技术等方面的关键技术，分析其在CBTC系统中的作用与发展趋势。

一、无线通信技术CBTC系统基于先进的无线通信技术，实现对列车的实时监控与控制。

作为CBTC系统的关键技术之一，无线通信技术对于CBTC系统的运行安全性和稳定性具有重要意义。

目前，CBTC系统中较为常用的无线通信技术包括LTE、Wi-Fi等。

LTE技术具有高速传输、低时延等优势，适用于对CBTC系统中的关键数据进行实时传输；Wi-Fi技术则可以实现对列车之间、列车与地面控制中心之间的数据通信，为列车运行的实时监控提供了技术支持。

随着5G技术的逐渐成熟，5G技术有望在CBTC系统中得到广泛应用。

5G技术具有更高的传输速率和更低的时延，可以实现更高效、更稳定的数据传输，为CBTC系统的运行提供更加可靠的技术保障。

二、数据处理与传输技术CBTC系统的正常运行依赖于大量的数据处理与传输技术支持。

在CBTC系统中，数据处理与传输技术起着至关重要的作用，直接影响着系统的运行效率和安全性能。

在数据处理方面，CBTC系统需要对来自列车、轨道等各个方面的数据进行实时处理，包括位置数据、速度数据、故障数据等。

CBTC系统还需要对这些数据进行分析与存储，以便对列车进行实时监控与数据分析，为列车运行提供技术支持。

在数据传输方面，CBTC系统需要实现对大量实时数据的传输，包括列车之间的数据传输、列车与地面控制中心之间的数据传输等。

CBTC系统需要依靠先进的数据传输技术，实现对大量数据的高效传输。

当前，CBTC系统中广泛应用的数据处理与传输技术包括分布式存储技术、实时数据传输技术等。

分布式存储技术可以实现对大量数据的高效存储与管理，为列车监控提供了技术支持；实时数据传输技术则可以实现对实时数据的高效传输，确保列车运行的实时监控与控制。

城市轨道交通工程系统机电关键技术研究及应用摘要：随着我国城市化进程的加快，城市居民的出行问题日益突出。

目前，在现代城市中，地铁、轻轨、电车等的出现，对提高资源的利用率，有效减少污染，便利人们出行，提高运输效率方面都起到了重要的作用。

在目前的城市轨道交通中，地铁是一个很好的象征，它将伴随着国家的发展而呈现出不同的风貌。

关键词：城市轨道交通；机电关键技术；应用研究1城市轨道交通机电关键技术目前，在城市轨道交通系统的施工中，由于其设备的运作是比较复杂的，所以在实际的施工中，会牵扯到各种不同的设备和技术，比如：车辆的控制系统、消防系统、照明系统、通风空调系统、警报系统、自动售检票系统、通信系统、信号系统、电扶梯系统等，它们之间的相互协调，以保证车辆的安全、稳定。

在这些技术之中，机电核心技术指的是将计算机技术、信息技术、网络技术、控制技术、机械技术、电力电子技术等整合在一起，具有很高的综合性。

将该技术运用于城市轨道交通系统，能够为其提供智能控制、分布式调度以及网络通信等基本服务，进而达到了城市轨道交通体系中各系统的有效互动，为其提供了更多的方便条件。

2机电一体化在城市轨道交通中的应用2.1在设备供电节能中的应用目前，我国城市轨道交通中最为普遍的一种运输方式就是地铁，由于其自身的特殊性，在保障其安全性的前提下，必须对其进行有效的通风、灯光等方面的防护。

在实际工作中，为了更好地保障乘客的舒适性，必须长时间地打开空调，这样的运行方式会耗费很多的电能，而且，由于电器设备的长时间的使用，也会提高其故障发生的机率，给其安全运行带来了很大的隐患。

所以，在城市轨道交通的灯光、电气设备等方面，必须将节能、减排的理念贯彻到城市轨道交通中去。

例如，在南部地区，因为夏天很热，所以就需要空调来起到冷却的效果，在具体的节能设计中，可以使用环控系统，在其他的季节，可以通过隧道的通风来实现。

在站台内，空调系统可以通过BAS来实现。

在北方，冬天是很冷的，所以要特别注意供暖设备。

轨道交通信号与控制的技术前沿研究关键信息项：1、研究目的2、研究范围3、研究方法4、研究时间安排5、研究成果形式6、研究团队成员及分工7、研究经费预算8、研究风险及应对措施1、研究目的本研究旨在深入探索轨道交通信号与控制领域的技术前沿，提高轨道交通系统的安全性、可靠性和运行效率。

通过对最新技术的研究和应用，为轨道交通行业的发展提供有力的技术支持和创新思路。

11 具体目标分析现有轨道交通信号与控制技术的局限性和不足之处。

研究并掌握国际上最新的轨道交通信号与控制技术发展动态。

提出适用于我国轨道交通发展的创新信号与控制技术方案。

111 预期成果形成具有一定影响力的研究报告，为行业决策提供参考依据。

开发出具有实际应用价值的技术原型或系统模型。

2、研究范围本研究涵盖以下几个方面的内容：21 轨道交通信号系统的智能化技术基于人工智能和大数据的信号预测与优化算法。

智能感知技术在轨道交通信号系统中的应用。

211 轨道交通控制系统的自动化与无人化技术自动驾驶技术在轨道交通中的应用与发展。

远程监控与控制技术在轨道交通中的实现。

212 轨道交通信号与控制的安全保障技术新型的加密与认证技术在信号传输中的应用。

故障诊断与容错控制技术的研究与应用。

213 轨道交通信号与控制的互联互通技术不同制式轨道交通系统之间的信号兼容与互联互通方案。

跨区域轨道交通信号系统的协同控制技术。

3、研究方法为了实现研究目标，将采用以下研究方法：31 文献调研广泛收集国内外相关领域的学术文献、技术报告和专利资料。

对现有研究成果进行综合分析和评价。

311 实地考察选取具有代表性的轨道交通线路和运营单位进行实地考察。

了解实际应用中的问题和需求。

312 实验与仿真建立实验平台，进行相关技术的实验验证。

利用仿真软件对新技术方案进行模拟和优化。

313 专家咨询邀请行业内知名专家进行咨询和指导。

组织专题研讨会，广泛听取各方意见和建议。

4、研究时间安排本研究计划在具体时间范围内完成，具体时间安排如下：41 第一阶段（时间区间 1）完成文献调研和实地考察工作。

中国轨道交通列车运行控制技术及应用宁滨;刘朝英【摘要】中国的轨道交通在近十年中获得了飞速发展,城市轨道交通有效解决了市内交通供需矛盾,高速铁路的发展则给城市间的交通带来了同城效应和零换乘的理念.但无论如何,轨道交通的安全运营是其发展的重中之重.列车运行控制系统是确保轨道交通安全的关键技术之一,在我国得到了快速地自主创新发展.本文详细介绍了中国铁路列车运行控制系统(CTCS)技术和城市轨道交通基于通信的列车运行控制系统(CBTC)技术.为实现综合轨道交通网络的互联互通,轨道交通的低碳节能运营、自动化和智能化运营,实现资源共享的网络化运营模式,轨道交通列车运行控制系统将向着系统化、网络化、智能化、通信信号一体化和标准化、开放化的方向发展,通过降低系统复杂性、缩短列车追踪间隔、提高系统防护水平等技术降低成本,提高运能和旅客满意度,保证轨道交通的安全性和可靠性,最终实现安全、高效、绿色出行.%With the rapid development of rail transit system in China in recent ten years , the problem of heavy traffic in cities has been solved effectively . The development of high-speed railway in China has resulted in none-transfer between the cities and changed the traditional concepts of time and space . However , safe opera-tion is the most important for the development of rail transit . The train control system ,as one of the key tech-nologies to ensure the safety of the rail transit , has beenunder rapid development in China through independent innovation . The train operation control system used in China railway (CTCS) and the communication-based train control system used in China urban rail transit (CBTC) were described in this paper . In order to satisfy the requirementsof connectivity for integrated rail transit network , low carbon energy efficient , automated and intelligent operation of rail transit system , and the network operation mode based on resource sharing , the train operation control system of the rail transit will developtowards systematization ,information networking , intelligence ,communication & signal integration , standardization andopenness . The reduction of the com-plexity of the system , the shortening of the train tracking interval , and the improvement of system protection level will lead to the reduction of the cost and carbon footprint and the improvement of transport capacity and passenger satisfaction ,which will ensure the safety and reliability of rail transit ,and ultimatelyachieve safe , efficient and green travel .【期刊名称】《铁道学报》【年(卷),期】2017(039)002【总页数】9页(P1-9)【关键词】高速铁路;城市轨道交通;列车运行控制系统【作者】宁滨;刘朝英【作者单位】北京交通大学,北京 100044;中国铁路总公司,北京 100844【正文语种】中文【中图分类】U284中国的轨道交通在近十年中获得了飞速发展，城市地铁、轻轨等轨道交通系统有效解决了市内交通供需矛盾，高铁成网、同城效应、高铁零换乘理念等给旅客出行带来了极大方便，拉近了城市间的距离，加快推进了城乡一体化发展，提升了中国的现代化水平。

新一代信息技术在城市轨道交通建设运营的应用研究随着城市轨道交通线网规模的不断扩大，面临着管理幅度大、周期跨度长、点多面广等问题，我们应当主动强化理念创新，推进新一代信息化技术与轨道交通的深度融合，实现降本增效。

本文结合南宁轨道交通运营公司的信息化应用调研情况，分析研究后续信息化应用建设方向以及各种新技术在轨道交通的应用场景，为后续轨道交通信息化智慧化建设提供参考。

一、信息化应用现状分析（一）系统现状1、职能管理业务系统：目前，运营公司相关职能管理业务系统已由集团牵头建设完毕并从集团向下覆盖运营公司，但与运营的实际业务需求契合度较低。

2、运营生产业务系统：运营公司生产业务系统众多繁杂。

因大部分已运行线路设计时间较早，大部分系统均采用比较传统的架构，仅少部分有结合采用了一些新技术。

运营公司一般也陆续通过科研技改及运营采购等方式，将各种新技术应用实践于已有运营生产业务系统。

（二）存在问题1、缺乏总体规划，运营职能管理业务系统信息化建设滞后于运营生产业务自身的发展速度，导致系统手段不能很好地服务于线网运营生产管理。

2、目前大部分已经运营使用的生产系统设备，在新一代信息技术未兴起时进行设计，在架构和设备选型方面均采用了比较传统的架构，信息化程度较低且部分系统难以满足新政策对信息系统安全等级保护定级要求。

3、新线建设移交的生产业务系统，基本从新线设计到移交运营投入使用，需经历几年的时间，导致部分技术有新迭代。

二、城轨信息化应用建设方向与思路（一）职能管理业务系统1、统筹规划。

运营公司集中收集各部门关于信息化管理系统需求，统筹运营信息化建设实施计划，推动运营信息化系统建设及标准规范制定。

具体实施项目由公司各部门按各自职责分级分步建设，切实借助信息化手段解决生产和管理的实际问题。

经梳理，除集团管控型综合业务外（如协同办公、财务、人力资源、合同管理等），运营公司主要从运维管理、客运管理、调度管理、综合管理等4大职能管理业务为支撑实施运营信息化建设，为各级管理人员提供决策支持。

城市轨道交通信号系统互联互通解决方案摘要:在我国城市轨道交通建设高速发展的背景下，轨道交通互联互通已成为新技术应用的重要方向。

在自动化系统的运行中，轨道交通信号系统技术也在不断发展。

基于分析城市轨道交通信号互联互通系统的发展现状，从全自动驾驶等方面阐述了互联互通应用的主要方面，并明确新型技术应用的基本要求，以此为城市轨道交通事业发展做出贡献。

关键词：城市轨道交通信号系统；互联互通；解决方案城市轨道交通信号互联互通系统是在列车调度环节，根据城市轨道系统的运行场景需求，实现对列车运行行程的控制，并借助智能设备对列车运行状态进行监控的综合系统。

从而实现高水平的控制，保证列车运行安全。

在逻辑结构上，信号系统以计算机信息技术为基础，其最终目的是实现列车的自动运行。

一、城市轨道交通信号系统互联互通的发展现状（一）网络运行自动化水平不足无论从经济效益的实现还是从运营的本质来看，城市轨道交通信号系统互联互通本身都将朝着网络化的方向运行。

不仅是指轨道交通在物理层面的互联互通，更是要实现系统内部，也就是控制系统和信号系统的网络化运行。

然而，在实际运行系统中，由于城市轨道交通建设水平、采用标准和系统适用性不同的影响，信号系统的网络化运行水平受到很大限制，难以满足交通系统的实际运行要求。

同时，在目前大多数轨道交通信号系统的运行中，受自动控制系统本身的性能限制，信号系统的自动化水平也受到明显的限制，对城市轨道交通运行系统互联互通的推广效果也相对有限。

（二）资源共享率低资源共享是保证城市轨道交通信号系统互联互通信号系统稳定运行，提高系统运行效率的基本前提。

然而，在当前城市轨道系统的运行方式，培训和控制中心之间的资源共享主要是基于列车之间的资源共享，以及列车之间的共享水平相对有限，以此限制了信号系统互联互通在城市轨道交通运行中的支撑水平。

同时，在相关因素的影响下，城市轨道交通系统互联互通本身并不能达到最优的运行效率，导致实际运行中能耗明显。

城市轨道交通信号系统互联互通技术应用探讨摘要：城市轨道交通系统是现代城市交通运输的重要组成部分，已成为城市交通运输的主力。

城市轨道交通信号系统是保障城市轨道交通安全、快速、高效运营的核心技术，是城市轨道交通系统的重要组成部分。

近年来，城市轨道交通系统建设迅速发展，各城市都在积极开展城市轨道交通建设，随着城市轨道交通线路的增多，线网的扩大，各线路之间的互联互通问题日益凸显。

因此，本文将就城市轨道交通信号系统互联互通技术应用进行探讨，以期对城市轨道交通系统建设与运营提供一定的参考和借鉴。

关键词：城市轨道交通；信号系统；互联互通技术1概念和含义当前我国城市轨道交通建设发展迅速，北京、上海、广州地铁已形成线网，天津、重庆、南京、武汉等城市已经形成线网骨架。

从线网整体形态和客流规律看，国内很多城市已开始进入轨道交通网络化运营阶段。

然而，由于设计理念、规划等历史原因，国内城市的列车运营组织大多为单线独立运行，不同系统、不同线路之间不能互通，某条线路一旦出现故障，短时间内无法修复，将急剧增加故障区域的客流压力，更会影响该线路的运行效率，甚至可能导致地面交通的瘫痪。

因此，单线独立运营已难以满足乘客多种出行目的的需要，亟需探索更加高效的运行模式来迎接网络化运营时代的到来。

互联互通技术有利于实现轨道交通网络化运营和全面发展。

完善互联互通、融合运行的服务体系，可以推动城市交通运输行业的稳定发展，具体内容包括：①在物理层面要进行深入地分析，要实现不同线路和不同设备之间的有效兼容，要用专业的技术和方法来实现运营组织的有效协调，线路之间要加强特定的联系，为乘客提供良好的出行服务，跨线路运输方案要具有灵活性，有利于提高网络综合效率。

②在服务方面要做更深层次的研究，当前我国运输方式、运输方式的多样化，在某种程度上对铁路装备的发展造成了一定的影响与限制，特别是物质方面的不能实现互联互通，内部服务与路网的差别很大，因此要结合服务方面的研究，才能更好地推进互联互通的工作。

城市轨道交通CBTC系统关键技术探讨摘要：先简要分析基于无线通信的列车自动控制系统（CBTC）与传统铁路信号系统相比所拥有的优越之处，而后以城市轨道交通中的地铁为例，具体阐述地铁CBTC系统的组成与发展现状。

最后围绕地铁CBTC系统无线通信技术，重点论述GSM-R技术、无线电台的WLAN技术、裂缝波导管技术、结合式组网技术在地铁CBTC系统中的应用。

关键词：城市轨道交通；地铁；CBTC系统；无线通信技术伴随着城市化的稳步推进，城市轨道交通获得了良好的发展，尤其是地铁交通取得了很好发展。

在地铁运行中，列车的自动控制系统是核心所在，当前主要使用ATC（列车自动控制）设备、轨旁设备、控制中心所组成的控制系统，可以有效控制列车运行[1]。

ATC信号系统的一大组成便是固定闭塞制式，但固定闭塞制式的缺陷逐渐明显，已经无法很好的满足地铁安全运行的需要。

针对于此，移动闭塞制式信号系统获得了很好的发展，主要是基于无线通信的列车自动控制系统（CBTC），应该说，CBTC系统可以将自动化控制技术、无线电通信技术有机结合起来，在多种功能优势的支撑下形成连续自动列车控制系统，应用优势非常显著。

本文围绕地铁CBTC系统的无线通信技术，具体谈一谈CBTC系统关键技术，现作如下的论述。

一、CBTC系统的优越之处相比于传统铁路信号系统，CBTC系统的各方面优势是毋庸置疑的，优越性体现在多个方面。

具体来说，CBTC系统的优越之处可以从六个方面分析。

一是CBTC系统使用无线通信技术，无线通信系统大大减少了电缆铺设量和轨旁设备，整个维护成本可以有效控制；二是CBTC系统可以实现控制中心与列车的双向通信，列车区间通过能力大大提高；三是CBTC系统的兼容性强，各种车型、不同运量与车速的列车仅可以使用；四是CBTC系统的信息传输流量大且速度快，更易实现移动自动闭塞系统[2]；五是CBTC系统能够实现信息的分类传输，也可以集中发送和处理，调度中心的工作效率可以由此得到提高；六是当前阶段的城市轨道交通逐渐实现多线路并行建设，已经形成了较完备的线网轨道交通格局，可以较好的实现线网间联通联运。

现代城市轨道交通综合自动化系统的研究摘要：电伴随着物联网技术、大数据技术在城市轨道交通中的应用，城市轨道交通越来越向着智能化发展，而智能化变革也为智能运维方法的设计提供了技术支撑。

针对交通车辆的全生命周期进行分析，明确智能运维管理应该从车辆制造、运营管理和故障维修等方面入手。

结合城市轨道交通发展现状，应用新一代信息感知技术和通信技术，设计了以故障维修为主、运行效率提升为辅的智能运维策略。

但是，该方法实施成本较高。

本文主要分析现代城市轨道交通综合自动化系统。

关键词：自动化技术；城市轨道交通；智能运维；故障跟踪引言将监控箱与云平台、手机APP相连接，实现远程监控、自动报警等多项功能，达到精细化管控城市轨道交通的效果。

但是，该运维方法的故障处理时间较长。

考虑到上述文献提出的智能运维方法存在较多不足之处，无法满足城市轨道交通运维的自动化要求。

为此，文中应用自动化技术，建立了以自动化技术为核心的智能运维体系，以此为基础提升城市轨道交通智能运维效率。

1、城市轨道交通设备运维现状城市轨道交通设备运维涉及行车类设备和非行车类设备：前者包括包含车辆、信号、通信、供电等设备；后者主要指各类车站设备，如PIS、AFC、CCTV、电扶梯、屏蔽门等设备。

线网和运营规模不断扩张，导致城轨设备的数量迅速增加，但设备运维水平并未得到明显提升，现有的设备运维系统主要存在以下几个问题：1)终端检测监测设备智能感知水平不高，感知覆盖范围有限，监测信息不全面。

2)运维系统通常根据专业分别独立建设，各专业相关设备运维较为分散，各系统、各专业间互联互通性差，很难实现各专业协同运维。

3)各专业运维数据共享程度低，容易形成数据孤岛，数据关联融合应用能力和数据智能分析较为薄弱。

4)设备多采取故障修与预防修相结合的检修方式，无法有效地转变为状态修，且普遍依靠人工完成，设备维修维护成本高且效率低。

5)受网络带宽和运维系统架构的影响，终端设备运维数据难以实时传输、处理、分析、存储和应用，系统实时性差。

城市轨道交通信号系统新技术发展发布时间：2023-04-19T07:09:11.616Z 来源：《科技潮》2023年4期作者：王庆[导读] 近年来，在我国注重强调区域经济一体化、协同化发展的大背景下，城市交通网络建设也渐入佳境。

在这其中，城市轨道交通信号系统建设水平也越来越高，它确保列车有序运行维护列车运行整体安全稳定性。

杭州地铁运营有限公司浙江杭州 310000摘要：目前，在城市化发展大背景下城市轨道交通事业也突飞猛进，其中大量创新技术内容也被深入研究和广泛应用。

就以城市轨道交通信号系统为例，其智能自动化程度已经相当之高，大量新技术的融入与应用保证了信息资源共享水平不断提高，为建设智慧城市发展创造条件，加速了国内城市化发展进程。

所以本文中将着重讨论城市轨道交通信号系统新技术实践应用，同时展望城市轨道交通信息化建设的未来发展前景。

关键词：城市轨道交通；信号系统；FAO；CBTC系统；发展前景近年来，在我国注重强调区域经济一体化、协同化发展的大背景下，城市交通网络建设也渐入佳境。

在这其中，城市轨道交通信号系统建设水平也越来越高，它确保列车有序运行维护列车运行整体安全稳定性。

在城市轨道交通信号系统中，要采用高效率且自动化的信号系统，且在系统技术应用上不断创新。

即建立互通互联的顶层设计机制，有效完善城市轨道交通信号系统。

一、城市轨道交通信号系统的新技术应用要点城市轨道交通信号系统中采用大量新技术内容，其技术应用范围广、研究深度较深，下文简单分析3点：（一）互通互联的城市轨道交通信号系统在城市轨道交通信号系统中是追求互通互联的，其所建立的CBTC系统智能化功能健全，且系统在交互作用下建立安全稳定的铁路运行机制，所以整体看来系统不但开放且可满足系统化操作要求，为城市铁路运输网络、信息共享机制建设创造有利条件。

在这里，诸多科学技术被融入进来并加以改进，为城市轨道交通信号系统建设创造条件，满足互联互通技术机制，其首要技术条件需要结合标准化信号系统来形成系统特性，满足系统框架统一建设过程，确保集成系统功能与体系结构有效优化，形成标准化与互通互联的综合操作界面，它主要遵循一致性设计安装原则[1]。