城市轨道交通信号系统互联互通发展的思考

首先要将数据处理成Keras模型接受的向量，删除掉特殊的字符并对每个句子进行one-hot编码。4.3 硬件环境及软件平台

本文硬件环境为Intel（R）Core i5 CPU,及GeForce GTX 1050Ti的64位计算机。软件平台为Windows-8.1，Anaconda3-5.2及Tensorflow1.8深度学习框架，在训练的过程中使用GPU加速。4.4 实验设计

本文主要探究Seq2Seq模型在机器翻译中应用能力的验证。在Seq2Seq的网络结构上，采用了LSTM作为编码和解码器。将中文汉字和英文生成互相映射的字典，并将文本数据映射为数字形式的数据。网络参数上批量训练的样本数量为64，迭代次数100，隐藏层节点个数256，使用RMSprop优化算法。模型搭建上利用Keras基于TensorFlow的后端对LSTM层搭建。4.5 实验结果

通过实验可以发现，Seq2Seq模型在机器翻译方面有很

好的表现，如表1所示，取出前十个样本测试。

表1 Seq2Seq模型的测试结果

英文翻译HiHiRunWaitHelloI tryI wonOh noCheersHe ran

中文输入你好嗨你用跑的等等你好让我来我赢了不会吧干杯他跑了

5.结束语

机器翻译一直是人工智能领域研究的课题之一，而互联网的快速发展，也让机器翻译成为了研究的热点问题之一。本文使用Seq2Seq模型验证了对机器翻译是有效的。在未来的工作中，要继续扩充训练的数据量，要优化神经网络的结构，要结合使用更多的方法，来使得翻译的效果更好。

随着我国的城市轨道交通事业的快速发展，城市轨道交通的网络化运营和信号自动

但是由于不同线路所采用的信号系统及信号设备各不相同，并且这些系统相互间的信息不能互相兼容，导致制式相同的列车却不能在不同线路间灵活调配。

天津轨道交通运营集团有限公司 • 70 •

蒋圣超

城市轨道交通信号系统互联互通发展的思考

化程度也在不断提高。城市轨道交通信号系统的互联互通也成为了国内各大城市城市轨道交通信号系统新发展方向。本文对现行的城市轨道交通信号系统存在的不足以及实现信号系统互联互通的基本条件进行分析，在简要叙述城市轨道交通CBTC信号系统互联互通技术方案的基础上，对轨道交通信号系统互联互通规划建设进行分析探讨，并提出几点设想和建议。

2 实现信号系统互联互通的基本条件

我国在2013年6月发布了城市轨道交通CBTC信号系统的行业技术规范，在统一规范和同一标准的CBTC信号系统的基础上，为我国的城市轨道交通的互联互通提供了基础的技术支持（张守芝，青岛市轨道交通信号系统互联互通的思考，现代城市轨道交通，2017年第3期55-57页）。如果同一城市中不同的轨道交通线路均能采用互联互通的CBTC信号系统，能够极大程度地提升城市轨道交通系统在生产建设期间，以及运营和维护过程中的经济效益和社会价值。

而实现上述信号系统的互联互通，必须要满足以下几个基本条件：

1)制定统一的信号系统建设规范，使得城市轨道交通的信号工程在设计建设时便可以采用同一标准，从而为之后运营维护过程中信号系统的互联互通打下基础；

2)不同城市轨道交通信号系统生产制造商应在基于CBTC技术规范的基础上，参照互联互通的详细标准，在生产信号设备时采用统一的信号传输接口，IP协议及内容；

3)在城市轨道交通建设的过程中，统一信号系统的布设原则，对于已建成的轨道交通线路，则根据统一标准进行修改；4)不同城市轨道交通车辆的生产商的车载信号设备，传

1 背景

近些年来，我国各大城市为了解决交通拥堵等问题，开始大力发展城市轨道交通。但是目前我国的城市轨道交通系统大多是单线运营，各条线路上的运力资源无法得到共享，乘客们也需要在相应的换乘站点进行线路换乘。在造成换乘站人员拥堵的同时，还造成较大的运力浪费。在目前城市轨道交通建设的过程中，由于需要考虑新城区未来发展以及未来客流需求等等因素。在进行轨道交通建设时往往会导致线路运能与客流匹配度较低。虽然部分线路运行列车制式相同，

ELECTRONICS WORLD・探索与观察输设备等均采用统一设计标准，以保证不同型号的车辆在不同线路上均能有效识别轨道线路上发送的信号控制信息。

3 基于CBTC信号系统的互联互通技术方案

就目前城市轨道交通CBTC信号系统的互联互通的发展情况而言，正处于理论研究和小范围的实验性起步阶段。目前只有重庆轨道交通二期工程中的4,6,10号线和轨道交通环线作为国家级的城市轨道交通互联互通的示范工程，将对制定的CBTC互联互通的一系列技术规范进行验证 （李中浩，浅析城市轨道交通信号系统的发展趋势，城市轨道交通研究，2016年第S1期1-3页）。这四条轨道交通工程在设计阶段，就从轨道线路，车站划定，信号系统传输形式以及信号设备布设，还包括与此相关的供电，车辆类型等诸多方面进行统一的设计，策划和部署施工。待这一系列的工程全部完成后，CBTC互联互通信号系统也得到了实际项目的验证，在积累了技术条件和技术经验的同时，这一规范同样也可以纳入其他城市的轨道交通信号系统建设的技术标准。

由此可见，信号系统的互联互通不仅仅只涉及信号系统本身以及子系统和相关信号设备的互联互通，还对其他各类支持设备条件和车辆类型等方面有着严格的要求。这些要求的最终目的都是为了让搭载着不同生产商的信号系统的地铁车辆能够在不同的线路上无缝切换运行，同时在运行过程中还必须满足列车发车时间控制，车与车之间的运行时间间隔以及运行切换过程中安全可靠等一系列要求。综上所述，CBTC信号系统的互联互通只是其中的重要组成部分，而信号系统内部之间的接口，信号设备的安放以及相关信号的采集就是信号系统互联互通的关键组成部分。

1)对于信号系统内部的接口而言，应该采用统一的定制和描述方法，以此来规范各个信号系统之间的接口条件，从而达到接口的互联互通条件。例如根据轨道线路的拓扑结构进行标准化，即将轨道交通线路依据实际需求划分为不同的逻辑拓扑区间，在各个区间定义相同的互相连接关系。这样，整条轨道线路就可以表示为由一个个逻辑拓扑区间所组成。从而列车在运行过程中，车载的信号系统便能够在一个个的逻辑拓扑区间内互联互通，于是也就在整个运行路径上达到了信号系统互联互通的要求；

2)对于信号设备的安放，同样可以根据逻辑拓扑结构进行定制。例如在不同的线路位置，如道岔处，站台，车辆段等不同位置的信号设备的安放，可以根据实际的要求，选择不同的拓扑结构方法，将上述设备按照拓扑结构要求安放并连接，从而实现信号数据的标准化，便于列车在运行过程中能够与这些信号设备无缝连接，从而在信号设备和车载信号之间达到互联互通的要求；

3)轨道交通的数据采集涉及轨道交通系统的各个方面，所以要将其统一化较为复杂。从广义上来说，数据采集过程可以划分为数据收集，数据推送和数据分析三个阶段。而信号系统的互联互通要求数据收集要与各类信号子系统以及其他的保障系统联通，如监控系统，站台管理系统等等。要实现规模和数量级如此巨大的数据采集，其数据采集系统的设计规划可以借鉴通信行业的对于的信号传输过程，将其划分为核心层，传输层，承载层和接入层四个部分组成。其中核心层的信号设备必须具备信号高速互联和交换的能力，并在传输节点之间进行大冗余连接，避免传输信号之间的干扰；传输层的光纤数量要充足，并且一条信号传输线路的光纤不少于两组，避免其中一组因故中断时信号无法传输；承载层必须具备大容量的数据路由和高性能的防火墙设备，同时各个路由节点都要与核心层节点捆绑连接；接入层应该具备高速的滤波和分析功能，快速筛选出所需的信号数据。同时，在实际设计过程中，应广泛采用低延时高冗余的网络传输技术，从而提升数据采集的质量，更好的满足信号系统互联互通在信号传输方面的要求。通过统一以上信号系统及相关设备的配置，协议内容和布设方案后，最后就需要一个统一的平台进行控制和调度。目前CBTC信号系统的无线通信频段是2.4GHz，作为一个公共频段，十分容易受到外界其他因素的干扰和影响，造成行车调度安全方面的不可控因素，十分容易造成重大安全事故。为此工信部于2015年确定了1.8GHz作为城市轨道交通的专用频段。因此LTE-M平台也应运而生，作为城市轨道交通的专用通信平台。发现其在运行过程中可持续性强，并且随着技术更新可以同步升级。同时在安全保障机制，信号传输速率，信号传输质量，后期的维护和抗干扰等方面具有巨大的优势。因此，LTE-M平台有更好的实际应用前景，也更加符合城市轨道交通信号系统控制平台的发展方向。

4 城市轨道交通信号系统互联互通的设想及建议

目前城市轨道交通事业发展迅速，许多城市的轨道系统已经日益呈现出城市全域覆盖，多条线路同时运行的网络化架构。为进一步完善城市轨道交通CBTC信号系统互联互通的相关规范性要求和设计建设要求，使CBTC信号系统互联互通更加广泛地适应于全国各大城市。在根据已有的轨道交通信号互联互通标准和规范的基础上，提出个人的一些设想和建议。1)进一步完善和细化城市轨道交通CBTC信号系统互联互通的规范要求和技术标准，主要包括CBTC信号系统的主要功能和架构，信号设备之间的接口协议，数据内容和实际测试要求等方面。内容应该尽量细化准确，无歧义内容和无缺失，同时不能与现行的相关标准相抵触；

2)统一轨道设备的设计和安装原则，在CBTC信号系统互联互通的基础上，保证信号硬件系统的互联互通；

3)对城市轨道交通不同线路的运行图应采用统一标准进行定制和描述，以此来规范信号系统内部及相关子系统之间的接口标准，达到互联互通的基本条件；

4)在上述基础上，建立统一全域轨道交通线路的调度指挥系统，以此来作为城市轨道交通互联互通的运营和管理组织，通过与上文中的LTE-M平台进行对接，为列车跨线调度和运行提供有利条件；

5)除了统一的调度指挥系统外，还需要建立统一的全域轨道交通线路维护系统，以此来作为轨道交通运营过程中的各项指标的实时监控系统和维护系统，为及时修复各类安全问题和为更好地调整列车跨线运营和各条线路的车辆配置提供依据。

结语:城市轨道交通信号系统的互联互通是一项庞大而复杂的系统工程，CBTC信号系统的互联互通只是城市轨道交通互联互通的一个基础要求，它还需要其他相关技术领域的配合。因此在完善城市轨道交通信号互联互通的基础上，还应该加速制定其他相关方面系统的互联互通标准，如通信，供电，土建等一系列的互联互通技术标准。最终以全方面无死角无遗漏的统一标准来指导和规范城市轨道交通的设计施工，以及对现有线路进行改造。最终全面实现城市轨道交通的互联互通。

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