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通信技术在城市轨道交通中的应用摘要：城市轨道交通在现代城市公共交通中的地位日益显著。但如何保障轨道交通的安全、可靠运行是一个复杂的信息运用和管理过程。轨道交通运输是一个完整的大系统。它的各个部分都离不开通信技术的应用，通信在轨道运输中起着神经系统和网络的作用。世界上轨道交通很早就作为公共交通在城市中出现，随着科学技术和城市化的发展，大运量的轨道交通在现代大城市中越来越起着重要的作用。城市轨道交通的建设，在我国正面临着前所未有的发展机遇，将成为我国大中城市有史以来最大的基础设施建设项目。由于我国城市轨道交通的应用技术和基础理论都还处于开拓阶段，工程实施的大多数情况是要引进新技术和新设备。迄今为止，我国尚无城市轨道交通通信系统技术的施工规范和验收标准，没有统一的通信技术整体内容和功能性能指标。这已成为大规模建设城市轨道交通的瓶颈，制约了城市交通建设的发展。因而提高我国城市轨道交通的通信技术和信息应用能力，规范技术标准，降低工程造价已是健康发展大运量轨道交通的关键。关键词：城市轨道交通；通信技术；机遇和挑战；应用和发展CommunicationTechnologyinUrbanRailTransitZHOUBing-xiang(InformationScienceandEngineering,ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing40074)Abstract:Theurbanrailtransportationinmodernurbanpublictransportintheincreasinglysignificant.Buthowtoprotectthesafetyofrailtransportation,reliableoperationisacomplexapplicationandinformationmanagementprocesses.Railtransportisacompletelarge-scalesystems.Itspartsareinseparablecommunicationtechnologyapplications,communicationsplaysaroleinthenervoussystemandnetworktransportinorbit.Railworldlongaspublictransportinthecityappeared,alongwithscienceandtechnologyandthedevelopmentofurbanization,alargevolumeofrailtransportplaysanincreasinglyimportantroleinmodernbigcities.ConstructionofurbanrailtransitinChinaisfacingunprecedentedopportunitiesfordevelopment,willbecomeChina'sbiggestcitiesinfrastructureprojects.Duetotheapplicationoftechnologyandthebasictheoryofurbanrailtransitarestillinthedevelopmentstage,inmostcasesimplementationoftheprojectistointroducenewtechnologyandnewequipment.Sofar,constructionspecificationsandacceptancecriteriaofnourbanrailtransportationandcommunicationsystemsandtechnology,thereisnounifiedcommunicationstechnologyperformanceoverallcontentandfunctionality.Thishasbecomethebottleneckoflarge-scaleconstructionofurbanrailtransit,restrictingthedevelopmentofurbantransportationconstruction.Thusimproveourcommunicationsandinformationtechnologyapplicationabilityofurbanrailtransit,standardizedtechnicalstandards,reduceprojectcostisthekeytothehealthydevelopmentoflargecapacityrailtransit.Keywords:Urbanrailtransportation;communicationstechnology;opportunitiesandchallenges;theuseanddevelopment2006年1月JournalonCommunicationsJanuary2006第27卷第1期通信学报Vol.27No.11引言随着国内信息技术的迅猛发展，在保证安全运营的前提下，轨道交通信号与通信技术相结合的信息技术，也逐步向IP化宽带化的系统进行演进，这种IP化演进的趋势将使未来的轨道交通应用系统能够更加有效地进行数据集中、数据整合及挖掘，从而使未来不同系统间的数据共享及数据调用，甚至于使实现企业资源规划（ERP）及决策支持变得很容易，有助于增强轨道交通企业的运营能力。另外，随着我国经济的发展和城市化进程的加快，我国越来越多的城市，尤其是百万人以上的大城市，交通需求迅速增长。尽管近年来城市道路及车辆拥有量都有了大幅度的提高，但交通问题依然日益突出，表现为交通阻塞、车速降低、车祸频繁、停车困难、废气和噪音危害严重。城市交通问题已经严重制约和影响了城市的发展，影响了人们的生活质量的提高。综观国内外城市交通发展的经验教训，已经形成了共识，即解决大城市交通问题的根本出路在于建立一个以轨道交通系统为骨干，以公共交通为主体相互协调的综合交通系统。2城市轨道交通与通信信号系统发展概况世界经济快速发展，促使人口向城市流动，造成城市人口增加和规模扩大，对城市交通提出了新的要求，促进了城市交通的发展。最近几年，在一些发展中国家地铁和轻轨得到了迅速发展，意图解决城市交通的拥堵现象。运用磁悬浮轨道技术是目前轨道交通前沿科技水平和发展趋势的真正体现，如上海磁悬浮列车的投入使用，体现了我国整体城市轨道交通技术的发展。目前，我国各大城市逐步形成了以城市轨道交通作为主干，高速公路和等级公路作为辅助设施的立体交通网络，给人们的出行和城市经济繁荣提供了很大的方便。交通信号可以保证列车的运行安全，具有非常重要的作用。只有大力发展和应用轨道交通信号技术，才能满足轨道交通的安全运行和提高通过能力的要求。20世纪中期以来，微电子技术、信息技术和计算机网络技术彻底改变了轨道交通技术的发展现状，产生了城市轨道交通信号系统，在轨道交通安全运行和通行能力方面发挥了巨大作用。3城市轨道交通信号系统分析3.1城市轨道交通信号系统的组成和作用轨道交通信号系统包括各种信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等主要设备和一些附属设施，共同构成一个完整的指挥系统。联锁装置和列车自动控制系统ATC组成城市交通的信号系统。ATC系统又包括三个子系统：列车自动监控系统（ATS）、列车自动防护系统（ATP）、列车自动运行系统（ATO）。ATC系统依靠地面反馈上来的各种信息，对列车的运行状况实行自动控制，可以随时对列车的轨道运行速度做出反应，保证列车依照允许速度安全运行，通过控制列车的制动系统，始终保证列车的速度在安全范围内，对列车的高效和安全运行具有非常重要的作用。城市轨道交通信号系统可以有效利用智能化设备，及时地指出问题，保证列车的运行安全，随时指挥列车的运行情况，使列车的运输能力和运行效率得到显著提高。3.2城市轨道交通ATC系统的特点传统轨道交通信号系统为了传递不同的行车信息和命令，必须依靠设置在地面的彩色信号灯发出的信号，司机再根据各种不同信号完成对列车的速度控制和调整。人在其中发挥着重要的作用，包含引入许多不安全因素。现在的ATC系统完全实现智能化指挥，主体信号是列车信号，向列车指挥系统实时传递列车的速度或距离信息，调度人员预先设置工作程序和时刻表，列车将依据这些预先设置自动运行和自动调整停站时分。为了实现列车的车站停靠要求，要依据控制程序来进行。ATC系统使轨道运营效率和安全系统大幅提高。4通信信号系统的发展3.1系统的应用实现ip化随着科学技术的飞速发展，轨道交通信号的发展方向必然是实现IP化。各种先进技术的成熟运用，可以保障IP服务质量，必将会极力推进轨道交通运营信号系统实现IP，如多信息传输技术、共享平台和虚拟专用局域网技术等。IP化可以有效提高轨道交通运营管理的效率，使轨道交通运营的成本更低。3.2通信和信号系统一体化当前，城市轨道交通拥有独立的信号系统和通信系统，这对于轨道交通的发展非常不利。自动控制系统在轨道交通列车的运行中必须经过多次数据处理和交换信息，才能达到安全运行的要求，这种现状迫切要求通信技术和信号技术实现统一。网络通信技术和信息技术的快速发展促进了信号系统的进一步发展。实践证明，处于不断发展的通信信号系统一定会实现一体化，为信息共享和信息传输提供更为便利的条件，使城市轨道交通通信信号系统发挥最大的功能，展示系统一体化特点。5通信系统在城市轨道交通中的功能5.1通信技术在轨道交通中的任务如何保障轨道交通的安全、可靠运行是一个复杂的信息运用和管理过程。轨道交通运输是一个完整的大系统，它的各个部分都离不开通信，通信主要是完成各种信息的传输。通信在轨道系统运输中起着神经系统和网络的作用。具体的说，它主要完成以下三个方面的任务：保证指挥列车运行的各种调度命令信息的传输；为旅客提供各种服务的通信；为设备维修及运营管理提供通信条件。为完成上述三个方面的任务和功能，通信系统设置了传输、公务、专用电话、无线通信、电视监控、广播、时钟、电源、乘客引导显示等系统。为了确保轨道交通运行的安全，就要提高和规范通信系统的主要内容和功能技术要求，吸取和借鉴当今电信网中一些实用而先进的技术成果。5.2通信技术在轨道交通中的功能为实现城市轨道交通列车运行的安全、可靠、准点、高密度和高效率，列车运营的集中统一指挥、行车调度自动化和列车运行自动化，城市轨道交通系统必须配合专用的、完整的、独立的通信系统。城市轨道交通专用通信系统，根据目前在国内城市建设中的情况汇总按其功能来分为：供一般公务联系用的自动电话通信子系统；直接指挥列车运行的专用通信子系统；向乘客报告列车运行信息的广播显示子系统；用于监视车站各部位、车流情况及列车停靠、车门开闭和启动状况的闭路电视子系统；用以传送文件和数据传真及数据通信子系统；为通信、信号、电力等专业的设备提供统一的定时信号和时间信息的时钟子系统；为通信系统提供可靠、稳定的通信电源和接地子系统；可实现公司本身的运营管理，内部各种信息快速传递，收集、处理以及资源共享的运营信息管理子系统；为乘客提供服务的自动预售票子系统；能将指挥中心内所有话音、数据视频设备的布线综合在一起的综合布线子；为监视车站及区间隧道的灾害而设置的防灾报警子系统(FAS)；为解决列车调度、人员管理、设备维修以及和公安、消防建立专线联系而设置的无线通信子系统。6通信技术在城市轨道交通中的技术要求城市轨道交通通信系统总体要求是：技术先进、成熟为了使得系统能够满足发展的需要，的技术，坚持开放原则，采用国际标准；安全可靠技术先进、运行安全可靠和经济。综合国外情况，应采用国际上先进而成熟基于城市轨道系统信息特点，传输的语音、数据、图像等应具有高度的敏感性，因此系统需要有严密的安全措施，对数据存储、传输等均应采取安全有效的技术手段，安全保密性要求也更加严格，必须使用防火墙等安全措施