现代有轨电车信号系统升级优化研究

概述现代有轨电车得以高效、安全的运行，是通过多种因素的集合，包括车载、轨旁及控制中心等设备，通过计算机和网络等技术、人工控制和信息手段综合应用得以实现。目前现代有轨电车信号系统已经在全国越来越多的城市线路上应用，其功能和指标能满足当前的需要，但是技术上还需要继续提升，以具备同其他国际先进供应商竞争的条件。以当前的设备为基础，进行优化提升技术指标，满足安全可靠要求，能够达到未来有轨电车信号系统的安全等级要求，并可提高有轨电车信号系统的技术水平，提高相应的安全性、可靠性、可用性、可维护性指标。

系统介绍

现代有轨电车信号系统相对于国铁和城轨信号系统来说，在运营要求和对信号系统的要求上存在较大差异，有轨电车信号系统主要通过控制中心或车载设备自动（或人工）下达排路或道岔转换指令，指令发送到轨旁控制器，由轨旁控制器控制道岔转辙机转换，并控制信号机的进路显示。

控制中心/综合监控系统

设置在控制中心调度大厅的电子大屏幕，综合显示其各种界面和信息，显示全线的线路、车站、车辆段（或停车场）布局全景，实时显示电车车次号的跟踪运行、道岔及进路表示器等设备状态。

调度员终端显示车站、区间及车辆段（或停车场）的信号设备状态和电车运行状态的细景。可人工调整运行时间、关闭电车自动调整功能和自动进路排列功能等，得到授权后，可以进行相应的进路操作。

综合监控系统显示全线设备的运用状态，并监督车辆的运行速度和位置，当前后车运行距离小于安全阈值时，有专门的报警提示框显示报警。以便司机更好的了解运行情况。

车载设备

车载计算机是司机驾驶的辅助设备，为司机提供各种操作命令的输入和相关信息的显示。接近道岔区域时，车载显示屏（TOD）根据运营计划自动实时显示道岔区域站场图、地面设备实时状态、将要通过的进路、进路选用状态、锁闭状态、区域内的其它车辆位置等信息，声光提示操作信息和报警信息。司机可通过按压进路终端按钮和确认按钮办理进路。

车载计算机通过测速传感器的信息，可以连续的定位本车位置，通过无线系统向控制中心报告。

系统升级优化方面

控制中心系统

既有系统的控制中心部分，很多是采用分立式控制设计方式，各子系统相对分立，但实现的整体功能耦合度高，不利于系统的扩展和升级。另外，控制中心对车辆的定位跟踪采用的是接收车载的原始报文，由于通讯情况的限制，如延时、断开、重连等情况的发生，定位位置存在不准确性、与实际不符的情况;同时采用分立控制方式，不利于权限统一管理和安全性。

可以重新对控制中心软件进行整体设计，将集成列车识别与跟踪、设备状态集中监控、运行图编制与应用等功能，通过与底层设备的通信，建成一个由有轨电车专用的准ATS系统。后续通过对网关的改造，无需改动上位人机界面系统，可兼容适应各版本的轨旁控制系统及车载系统，并为未来信号系统融入综合自动化系统平台预留条件。

车载显示终端

车载系统由车载显示终端（Tram Operation Device）和薄膜按钮组成。司机在区间显示部分，信息区显示车号、通信状态、系统时间、线路号、上下行、控制模式列车前后车距离、当前站点、距离下一站点、公里标信息等，能帮助司机更好地掌握行车状态。

车速显示采用速度表盘，速度表的指针指向刻度盘的当前速度;岔区模块的应能够复示地面站场状态，提供人工排列进路或单操道岔触摸和按键操作。当车载未自动注册成功时，显示终端需提供人工注册及注销功能;当列车运行至终点站时需提供起点终点站切换人工界面，并根据站点ID下发至主机目的地ID号;还需要提供故障记录查询界面及帮助界面，帮助司机更好的掌握車载TOD的操作及使用。

车载TOD由九个功能模块组成，分别是初始化模块、控制模块、正线模块、岔区模块、计划模块、通信模块、按键模块、报警模块和注册模块。

系统开机运行后由初始化模块进行系统初始化，完成系统的校时，对各路串口进行初始化，与控制中心建立通信链路，开启日志服务，启动看门狗功能。初始化结束后由正线显示模块显示当前列车的运行线路信息，同时显示当前车速和其他信息。在列车运行至岔区时，由岔区显示模块显示当前站场图，当有故障发生时报警功能模块完成设备的报警提示。

完善系统的监测功能，提高系统的可维护性

将有轨电车和信号设备状态的监测与主系统进行统一考虑，满足安全完善度的要求。系统满足在冗余设备出现故障的时候，能及时发现。并统一考虑了主系统与监测系统的结构，完善设备状态采集内容，故障诊断及辅助维护等功能，进一步提高了系统的维护性。

通过轨旁监测板卡的实时采集、监测设备运行状态以及环境参数，并将数据实时上传至控制中心。控制中心分析软件对监测数据进行在线分析、统计，并以报表的方式进行呈现，供维修部门提供数据支撑。

结束语

有轨电车信号系统技术升级优化是按照欧洲安全标准，在原先的系统基础上进行改进升级。该系统升级是在采用成熟技术的基础上，大量采用了新技术、新方法，系统具有较高的先进性。有轨电车信号系统的技术升级是完全符合欧洲铁路安全标准和铁道部有关计算机联锁的标准和技术条件的。参考和学习了国外和国内先进和业已证明成熟的技术。已经达到了国际上同类产品的先进水平，具有广阔的应用范畴和优良的市场价值，为走出国门做技术准备。

作者简介：章卫卫，男，1983年10月20日，民族：汉，浙江省温岭市人，学历：本科，专业：机械工程及其自动化，研究方向：机电技术，现在职称：中级工程师