摘要：轨道交通作为运输效率高、绿环保的交通出行方式，对于缓解城市拥堵，方便出行以及拉动地区经济增长都有重要作用。近年来，国家也高度重视轨道交通领域的发展，先后发布一系列轨道交通发展规划，均强调重点发展轨道交通装备等先进制造业。
关键词：冗余；双机热备；双网控制；ATS
引言
玛格丽特阿特伍德
城市轨道交通信号系统具有极高的安全可靠要求，不仅要采用高可靠的元件、器件和软件，而且还要具有故障导向安全的特性。冗余技术是计算机系统可靠性设计中常采用的一种技术，是提高信号系统可靠性的最有效方法之一。通常会在控制系统的设计和应用中采用冗余技术。即重复配置系统的一些部件，当系统发生故障时，冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作，由此减少系统的故障时间，从而提高系统的安全可靠性。在ＧＢ／Ｔ１２７５８—２００４《城市轨道交通信号系统通用技术条件》中，规定了城市轨道交通信号系统的总则、系统，以及基本功能、技术要求和环境条件。主要有：①信号系统及其产品应进行可靠 性描述，要求采用必要的冗余技术。②信号系统的平均无故障间隔时间（ＭＴＢＦ）根据系统构成的冗余度确定。③信号系统应进行可用性描述，要求重要设备应有冗余措施，系统数据传输网络应具有冗余措施，行车指挥中心及车站主要设备应采用有效的冗余技术，主备系统宜实现无扰切换。④装备列车自动防护系统的列车，其实际车速的表示应由列车自动防护系统的车载设备驱动，采用车轮转速测定列车速度时，应具有轮径磨耗补偿，根据需要可有车轮空转打滑的检测能力，测速装置宜采用冗余技术。⑤联锁设备必须符合故障－安全的原则，应采用必要的冗余和安全技术并具有故障诊断和报警能力。⑥电源系统主要功能单元，宜采用模块化积木式结构，系统应采用冗余措施，具有较高的可靠性，保证信号系统供电可靠。因此合理的冗余设计将大大提高信号系统的可靠性和安全性。以下就信号系统的冗余方式进行分析。 背光驱动1轨道交通信号设备系统的主要构成玉兔号在月面探测中有哪些科学发现
基于冗余技术的轨道交通信号设备系统主要可以分为四个构成部分，具体表现如下：（1）用户层设备用户层设备主要设置在调度所，而其中的用户主要是指工作于调度所的相关调度人员，主要设备主要包括轨道交通信号设备系统服务器以及相关的用户终端设备。为确
保轨道交通运行调度的准确性和可靠性，轨道交通调度所的每个调度台都会设置独立的终端设备，以便于全面掌握本调度台以及相邻调度台的行车信息，一旦列车在运行期间发生任何异常情况，都可通过视频报警等方式及时显现在调度台的终端设备上。（2）区域处理层该系统层主要设置在维修段，主要作用是接收由特定管辖区域监控处理层发送过来的相关信息数据，并利用计算机技术、数字化技术等相关技术对所接收的信息进行整理、分析等相关的处理工作，之后在信息数据处理结果的基础上得到相应的预警或者是报警信息，及时上传至用户层，以便于相关调动人员都及时发现和处理列车运行过程中存在的异常情况，保障列车运行的安全性和稳定性。（3）监控处理层该系统层的主要作用利用相关监测设备对所处辖区内的相关数据信息进行全过程、全方位的监测，并采集相关的样本数据，进行初步的处理和保存，之后在通过通信网络向所在辖区内的处理层进行数据传输，为其提供用于整理、分析的样本数据。
2轨道交通信号系统中冗余技术
2.1冗余技术在双机热备系统中CAN总线硬件设计中的应用
模型仿真
双机热备系统中CAN总线硬件的结构设计主要包括两个接口：一是，CAN接线收发器，其
主要功能是向CAN总线提供差动接收及发送能力；二是，CAN，总线控制器，其主要功能是实现总线和微处理器之间的通信。就我国轨道交通信号双机热备系统结构设计现状来看，其一般多选用MCP2510作为CAN总线的控制器，该类控制器以其较强的通用性和连接的方便性以及较好的信息管理及滤波作用在轨道交通信号双机热备系统中得到了广泛的应用，其结构主要由CAN协议引擎、SPI协议模块以及SRAM寄存器、控制逻辑几部分构成，主要工作流程如下：CAN总线在正常工作过程中，通过CAN协议发送和接收报文，并通过SPI接口操作实现对寄存器及缓冲器中的报文发送。在此过程中，一般需要对CAN总线中发送的报文进行全面的检测校验，并与总线硬件构成中的滤波器进行匹配实验，若成功匹配，则进行下一步的报文数据发送。事实证明，将MCP250和冗余技术应用到轨道交通信号设备中，有效提高了轨道交通系统运行的稳定性和灵活性。
2.2启动流程
主从双方的心跳报文中包含本机的状态信息（即本机是主系或从系）。启动时，通过心跳报文的接收情况和状态信息来对自身状态进行设定。启动时，状态初始为从系，并根据接收心跳报文的情况确定是否进行状态迁移：如对方离线，则直接切换为主系运行；如对方玉林柴油机
在线，且以主系运行，则本机作为从系运行，无需切换；如对方在线，且以从系运行，此时通过执行预先的默认配置来强制确定主从。如可默认双机中的1系为主系，2系为从系。
2.3闭塞方式
按照闭塞方式划分信号系统可以分为三种。第一种是固定闭塞，线路被固定划分为多个闭塞分区且有相应的速度限制，速度控制模式采用阶梯式。通过信号设备轨道电路或计轴器划分区间并进行线路状态 的检测，当检测到轨道线路处于占用状态时，按照当前区段设置的速度值对列车施加制动力，使速度降至规定速度范围内；准移动闭塞虽然也将线路划分了若干个闭塞区间，但它和固定闭塞不同的是，每个分区没有设速度限制，准移动闭塞计算制动距离的两个端点中的追踪目标点是以前方列车闭塞分区的始端为基准是固定点，而制动点根据后方列车的性能计算是非固定点，其控制模式 采用速度距离曲线模式；移动闭塞是行车效率最高的一种闭塞方式，取消了固定闭塞区间的划分，追踪目标点和制动点都是非固定点，信号系统根据车地双向通信确定前方列车位置，再依据后方列车自身性能动态计算列车制动距离，由于前后列车都处于动态运行中，所以列车制动距离也处于动态变化中，这种闭塞方式没有固定的间隔距离，极大地缩短了行车间隔时间，为行车效率提升了保障。
2.4单网故障
在此场景下，由于在双网中同时有数据传输，因此当单个网络有故障时，会自动从正常网络获取到信息，无需进行切换，也不会造成时延。同时，通信层对两个网络的状态进行监视，如确定其中一个网络发生故障，则自动舍弃该网络，连续从另一网络收发数据。
结语
由上述分析得出，在城市轨道交通信号系统的冗余设计中，合理选用冗余技术方案对城市轨道交通信号系统的安全性、可靠性、可维护性产生巨大影响。
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