城市轨道交通信号灯设计论文

1、城市轨道交通信号灯设计论文【摘 要】我国城市地铁轨道交通现已进入快速发展阶段，地铁信号控制系统的安全关系到地铁的安全运行。我们希望通过地铁信号系统进行创新的改进，运用先进的电磁兼容技术、PWM技术、电流自适应匹配技术，进行对于现有的地铁交通信号系统进行研究，但是对于技术的不断革新，面对地铁交通不断的发展，我们依旧要对智能的新型的地铁交通信号系统进行不断的探索，从而满足地铁信号技术的发展需求。0.引言我国城市地铁轨道交通的建设正处于高速发展过程中，一线城市、二线城市也在加快地铁建设的速度，为了保证地铁的的安全运行和提高运输效率，必须建设一个能满足调度运营的人性化、智能化、网络化的控制系统。因为在

2、城市轨道交通运行过程中，仍然存在着较为突出的的问题，比如地铁设备故障、信号显示错误、网络中断等故障的发生，严重影响地铁的安全运行。所以，对城市轨道交通信号灯设计的发展方向进行探讨，可为城市轨道交通信号控制系统在地铁建设当中提供借鉴和参考。1. 地铁交通信号灯的发展1.1地铁信号知识地铁信号是地铁的信号、联锁、闭塞设备的总称，它对行车相关人员发出指示列车运行的命令，要求按信号的指示行车。信号灯（信号机）显示是用来指示列车运行的现场设备，它直接向司机发出行车指令，是列车进入车站或者占用区间的凭证。1.2地铁信号显示控制发展在我国轨道交通信号灯控制系统的发展过程中，对交通信号灯的控制模式的设计还是仅

3、限于微观上、被动式和静态的。面对我国轨道交通发展的需求，这些轨道交通信号灯的控制模式是很难满足未来远期信号控制系统信号显示及设备维护的需要。一直以来，地铁线路上信号灯的显示采用点对点的控制，从半自动闭塞、移频自动闭塞到基于通信的移动闭塞一步步的演变和升级，从而直观地将信号显示信息高效快速地反映在列车上作为行车凭证。信号控制系统对信号灯的显示状态和维护手段都日益趋于智能化、网络化。所以，我们有必要打破思想的束缚，将信号控制系统对信号灯的设计，从理念上的创新，和科学技术的智能化、集成化的发展，以实现控制规模上的革新，形成由点对点控制向动态诱导控制发展的控制模式。为了清楚的认识了解我国轨道交通信号灯

4、设计的发展，充分结合我国轨道交通控制的实际情况，大力寻求符合我国实际国情的地铁交通控制系统的发展策略，全面推进我国城市轨道交通控制的发展进程。2. 地铁交通信号灯现状长期以来，发光源采用普通的卤素灯泡的老式地铁信号灯，缺点非常多，如易损坏、寿命短、光电转换效率低、热损耗大、易断丝等。尤其是高速运行的电力机车在行车期间，由于设备产生的高频振动造成灯丝也随之产生共振，降低其可靠性，有时会发生信号指示系统故障。怎样在复杂环境中和地铁产业飞速发展前提下正确、稳定、及时地把各种信号指示提供给列车已经成为当务之急。采用普通的卤素灯泡作为老式信号灯的发光源，寿命短、易损坏、易断丝、光热损耗大、电转换效率低等

5、是普遍存在的缺点。这对于地铁交通信号灯的优化有一定的阻碍，于是我们针对此问题进行了一定的优化，使之具有一定的的先进性与科学性。我们采用功率大、亮度高的LED， 这样的LED热耗小，发光效率高，电能利用率被充分效提高，LED信号灯发光盘使用寿命不少于10年；实现效率高、自动恒流、连续工作；显示距离满足铁路设计规范要求；为了达到对信号灯显示状态进行监测，加装了报警装置；为了具有虚拟智能报警功能，因此增设虚拟故障开关，采用人工检测和维护的老式铁路信号系统则很难达到这一点；EMC电磁兼容器件应用到系统中， 可靠性和稳定性强；智能故障检测可通过单片机实现记录和报警；防潮、防水、防霉变；具有雷电防护性能；

6、宽电源电压，可任意变压器侧进行调整。3. 地铁交通信号灯设计优化与发展3.1 技术革新点信号灯采用LED发光盘代替了老式灯泡光源后延长了设备使用寿命，同时降低了设备使用成本，提高设备运用质量。同时，因为LED光源的发光效率较高，不容易受到雾气污浊的干扰，使得交通信号显示更加的清晰可靠。采用了可控硅代替电磁继电器，可以更好的适应隧道内的潮湿环境，使得系统在恶劣的条件下更加的稳定，防止出现因为电磁继电器短路和凝结造成的短路现象。使用PWM技术后，闭环控制的信号灯系统，可以实现智能电源的恒流控制。供电效率更高，用电安全性更好，电能质量更高，防止了因为电能质量问题导致的信号显示不稳定。3.2 可寻址控

7、制系统因为线路采用的是并环并联技术，在并环并联技术下，每个信号灯都相当于并环式键盘上的一个按键，通过时刻监测闭环并联回路的总电阻，就可以知道某个信号灯发生开路的具体地址。这种并环网络技术，可以有效的对损坏的信号灯进行定位。同时，采用载波控制的方式，我们可以使用载波信号控制信号灯的开关，同时根据信号灯的反馈载波，知道信号灯的状态。这种状态可以避免使用附加的光缆线路来控制信号灯，还可以节约信号灯系统的设计成本。载波通讯虽然在工业控制系统中已经常见，但是，在轨道交通信号控制系统中，结合LED光源系统的使用，使载波控制在城市轨道交通信号控制中成为具有前瞻性的研究和利用。通过以上方式大幅度的减少了信号点

8、灯控制单元的密度，减轻了控制系统的通讯压力，使得集中器可以直接控制到每个信号灯，而每个信号灯的信号可以由集中器的一个IO接口来接收，这都是本系统表现出的最前沿的集约型设计。我们通过对于地铁信号灯控制系统（点灯单元）增加寻址检测的功能，对其电压、电流进行检测，如果遇到异常情况，可以直接进行检测报警，根据报警信息可进行在线处理。3.3 技术优势首先，我们对于信号点灯控制系统电缆布局技术进行了创新，采用了电阻寻址技术和载波通讯技术，这样LED信号灯系统可以实现单缆控制。通俗的来说，就是整个信号灯系统中，仅存在一根由主控制箱延伸出的两芯电缆，此两芯电缆，即是供电电缆，又是通讯电缆，同时还是系统自动检测

9、使用的回路电缆。其次，我们地铁信号灯的系统进行了改进，我们使用GHz计算能力的SCM主机控制的控制箱系统，可以拥有更强的计算能力，通过控制箱之间的协商控制机制，可以自动实现控制区的协调。实现了信号灯的正常流畅的运行，而通过附加控制线缆的远端控制，在遇到异常的地铁信号灯系统情况时，可以随时人为的干预整个系统的运行。最后，将地铁信号系统和地铁调度的总控室进行了连接。利用创新了基于SCM的OPC系统，使得信号灯系统可以直接与总控室的“模拟盘”连接，将“模拟盘”信号转换为 LED大屏直观地显示出来。4. 结束语我国城市地铁轨道交通现已进入快速发展阶段，地铁信号控制系统的安全关系到地铁的安全运行。我们希望通过地铁信号系统进行创新的改进，运用先进的电磁兼容技术、PWM技术、电流自适应匹配技术，进行对于现有的地铁交通信号系统进行研究，但是对于技术的不断革新，面对地铁交通不断的发展，我们依旧要对智能的新型的地铁交通信号系统进行不断的探索，从而满足地铁信号技术的发展需求。参考文献1鲍宁.城市