城市轨道交通通信信号仿真系统的研究与实现

韩贵晓

摘要：对城市轨道交通来讲，其特点主要体现在运输量大、速度快等方面，这对其运行安全性也提出更高的要求，为了满足运行安全性要求，并为轨道交通的健康发展提供保障，这就需要对通信信号仿真系统进行研究。本文将该仿真系统的构成部分当做切入点，来对该仿真系统的设计与实现进行研究。此次研究对该仿真系统的重要性进行明确，并对其设计与实现方法进行详细阐述，从而为系统的实现提供支撑。

关键词：城市轨道交通;通信信号;仿真系统

Abstract： for urban rail transit， its characteristics are mainly reflected in large transportation volume and fast speed， which also puts forward higher requirements for its operation safety. In order to meet the operation safety requirements and provide guarantee for the healthy development of rail transit， it is necessary to study the communication signal simulation system. This paper takes the components of the simulation system as the starting point to study the design and implementation of the simulation system. In this study， the importance of the simulation system is clarified， and its design and implementation methods are described in detail， so as to provide support for the implementation of the system.

Key words： urban rail transit; Communication signal; simulation system

前言：快速性和便捷性是城市轨道交通的优势所在，使得大量人们选择其当成出行的主要交通工具，其安全可靠性是人们关注的重点，这就需要保障轨道交通的安全运行。交通信号仿真技术的发展可以为轨道交通的安全运行提供重要支撑，因此，需要在该技术的基础上，对相关的仿真系统进行设计和研究。此次研究对丰富该信号仿真系统方面的知识具有理论性意义。

一、城市轨道交通通信信号仿真系统的构成

从城市轨道交通通信信号仿真系统的研究中可知，该系统由三大子系统所构成，各个系统之间具有较大的差异性[1]。对ATO（列车自动驾驶）系统来讲，其功能主要指的是科学控制列车行驶速度，使人为因素产生的行驶速度变化幅度过大的风险得到降低。同时，其可以有效提高列车舒适度。对ATS（列车自动监控）系统来讲，其启动时机与列车行驶过程具有一定的重叠性，同时，该系统具有一定的跟踪监控功能，能够全程监督列车行驶，以此来使保障列车安全运行的目的得以实现。对ATC（自动列车控制）系统来讲，自动驾驶是该系统的主要功能。当合理化的应用该信号仿真系统，可以使相关投入资金得到明显的减少。子系统之间进行相互联系和整合构成了交通通信信号仿真系统，使系统性能得到改善，从而使系统运行的安全可靠性得到保障。

二、系统仿真技术的发展

随着系统仿真技术的应运而生，使得设计成本明显降低，并且，由于计算机的普及应用，使得系统仿真技术在各个领域中被广泛应用，城市轨道交通方面也不例外。在城市轨道交通领域中，系统仿真技术主要在交通信号中进行体现。列控中心是现代轨道交通的核心所在，列控中心发出相应指令来对列车的运行速度以及运行状态进行控制。目前，仿真系统是仿真技术的主要发展方向，并开始在各大城市轨道中进行应用，从而来对城市轨道交通的安全可靠运行提供保障。

三、城市轨道交通通信信号仿真系统的设计与实现

（一）ATC系统的设计与实现

从ATC系统的角度来讲，该系统的控制模式以中央级控制为主。同时，需要相关的硬件来进行一定的辅助，像COM通讯器。另外，用户在系统中的接口，以OPNE和LOOK为主，软件来对相关语言进行编写，通常以C语言为主。对运行状态的车辆来说，控制中心在工作站的基础上，科学设定车辆的行驶线路，并合理控制旅客信息提示系统。例如：列车A处于处于运行的状态之中，控制中心可以实时识别其所处的位置，当识别工作完成之后，可以及时调整时刻表中的偏差。当两者之間都未发现错误时，可以对列车进行立即启动，使其在规划好线路上行驶。同时，对旅客信息提示系统进行启动，这样可以使旅客的需求得到满足[2]。

（二）ATO系统的设计与实现

此次研究设计的ATO系统中硬件部分主要是PTI天线和定位设备，其运行模式分为三种，一种是RM模式、一种是SM模式、一种是ATO模式。此次研究对RM模式进行研究，该模式也叫驾驶员模式，对于运行状态的车辆而言，控制中心会发出相应的指令，指令需要传送回到相关子系统之中时，这样才能够对列车的行驶速度进行有效控制，通常控制范围在25km/h之内。当车辆出现故障时，系统在控制中心提示的基础上，会发出停止运行的指令，并将模式向SM模式进行转换，这样使得人工就可以对列车开关门动作进行操作。根据上述方法来进行设计，当故障出现在列车中时，可以对其进行及时的处理，以此来使列车运行的安全可靠性得到提高。

（三）ATS系统设计与实现

对ATS系统来讲，其构成部分与ATC系统相似，主要区别体现在PCU（过程祸合单元）之上。该系统的运行模式有两种，两种模式之间存在明显的差异性，中央级控制指的是该系统在中央级控制模式中，能够对所有运行车辆进行监控，并对相关数据进行记录。同时，需要将相关数据传送到固定系统之中，如OTN网，这样就可以利用大表示盘来对相关数据进行展示，如运行所需时间、车辆速度等，相关人员对大表示盘中的结果进行观察，这样就可以对车辆的动态进行全面掌握，从而使控制车辆的目的得以实现。

（四）系统应用效果

本文以郑州为例，其将交通通信信号仿真系统应用到了城市轨道交通领域，通过对相关资料的查找和分析可知，系统运行前后城市轨道交通的安全性存在一定的差异性，即在应用该仿真系统之前，城市轨道车辆的发生频率相对较高，一般一年平均会发生6-7次，解决故障所需的时间也相对较长，通常花费的时间在20分钟左右。当对该仿真系统进行应用时，可以发现其发生故障的次数明显降低，通常一年平均会发生2次，并且解决时间也大幅度缩短，现在所需时间通常会控制在10分钟以下，由此可知，合理化应用城市轨道交通通信信号仿真系统时，不仅可以使车辆故障发生率明显降低，而且可以使故障解决时间民新概念缩短。

结论：就本文的论述来讲，交通通信信号仿真系统在城市轨道交通领域中具有重要作用，其能够使ATC、ATO性能得到明显提升，并使得轨道交通的安全性得到确保，因此，城市交通轨道需要根据自身需求，来对该仿真系统进行差异化以及个性化的设计，从而使系统故障发生率大幅度降低，进而为乘客的人身安全提供保障。

参考文献：

[1]邓兆淇.城市轨道交通通信信号仿真系统的研究与实现[J].信息系统工程，2018，25（11）：58.

[2]冯浩楠，黄苏苏，付伟，等. 城市轨道交通全自动运行系统多功能仿真平台设计与实现[J]. 实验技术与管理，2020，37（1）：238-241.