审核专家：胡启洲
南京理工大学自动化学院 副教授
(资料图)
“各位乘客：北京地铁10号线设备故障，列车运行缓慢，请您听从车站工作人员的指挥，有急事的乘客建议您选择其他交通工具，给您带来的不便敬请谅解！”在北京坐地铁通勤的小伙伴们，对这段声音不会陌生吧。
就在3月13日早高峰时间，地铁10号线信号系统发生故障，大量乘客滞留，北京地铁官方数据显示，当天10号线客流量相较一周前减少了约十分之一，地铁故障严重影响了公共交通秩序及上班族的出行。
来源丨网友@道格金丝Goer
不仅北京，全国各地的地铁运营也出现过故障，比如重庆、南京、深圳、上海、广州等地。据统计，最频发的地铁故障当属信号故障。那么，什么是地铁信号系统？为什么会发生地铁信号故障？为什么在地铁里手机经常没信号？
1什么是地铁信号系统？
地铁信号系统是通过现代自动控制与远程控制技术、计算机网络技术、通信技术等先进技术指挥和控制地铁运行的系统。一般来说，信号系统通过控制道岔来决定列车行驶方向的，道岔就是指利用轨道旁边的电机带动钢轨移向另一组钢轨以实现轨道方向的转换。
地铁道岔
来源丨天津地铁
另外，信号系统还会根据内部复杂的逻辑计算以及各列车所在时间、位置信息等决策列车的运行速度，并将信号传递至列车控制界面或者信号机上为列车司机提供指引。这样说可能有点复杂，大家可以简单地理解为：“列车司机通过信号系统传来的各种信号，在隧道里控制地铁运行”。目前应用最广泛的信号系统是CBTC系统，是指利用先进的调度和组织技术同时控制列车的运行，并可以缩小乘客的候车时间，提高地铁线路的运输能力。该系统有两种运营模式：标准模式和后备模式。标准模式也就是正常运营模式，指的是列车司机依据控制界面的信息控制列车运行。如下图所示，数字标注1部分为车辆的车门信息以及站台门显示等，用于为司机提供车门及站台门的工作状态显示；数字标注2部分为列车的目标运行速度；数字标注3部分为信号推荐速度（表盘中的黄标）以及紧急制动触发速度（表盘中的红标），便于司机按照推荐速度驾驶列车，且不超过紧急制动触发速度。
车载信号界面
来源丨李春明,高春兵,杨逸凡. 地铁车辆和信号系统显示屏融合方案研究[J]. 铁道通信信号,2023,59(2):70-74.
一旦信号系统发生故障，CBTC系统将启动后备模式，地铁需要依靠轨道旁的地面信号机行车到指定位置后进行故障恢复。地面信号类似于道路交通的红绿灯，包括色灯信号机、手信号等。此时，车厢内的乘客需要在密闭的空间里等待故障修复。
地铁信号机
来源丨南宁地铁
2为什么会发生地铁信号故障？
了解了地铁信号系统的作用，我们来说说为什么地铁信号故障频发。CBTC信号系统是一个复杂的系统，包含多个子系统，其主要子系统包括区域控制器、车载控制器、列车自动监控数据信息系统和司机显示等等，涉及设备众多，不仅包括列车控制设备，还有信号传输设备。因此，大到车载设备/地面设备故障，小到信号传输错误，都可能引起信号系统故障。
总体来说，信号故障主要分为硬件故障、软件故障和通信故障三类。硬件故障主要是设备故障、连接器松动、线路故障、保护电路故障、设备老化等等。比如，2019年最后一天，深圳地铁4号线因接触网故障导致车辆行驶缓慢。2021年11月12日，上海地铁1号线由于供电设备故障，导致列车延误。
来源丨新浪微博
软件故障包括程序运行出错、接口错误等。比如，2018年10月16日，香港地铁4条列车线同时故障，超百万人交通出行受限，交通瘫痪，而事故原因是由于新旧系统转换时信号系统的软件计数器重置互不协调导致。
来源丨中新网
通信故障主要有网络故障和信号干扰问题等。2012年10月8日，一培训学员误操作，将“王鹏你妹”四个字发送到北京地铁5号线站台上的显示屏上，影响了乘客查看出行信息。
来源丨网络
因此，地铁作为城市的关键基础设施，仍需加强安全风险分析，提高应急能力，以最大程度避免故障发生。
3为什么在地铁里手机经常没有信号？
除了地铁信号故障，很多小伙伴在地铁上遇到的另一个困扰就是手机没信号。尽管目前几乎所有线路都已经实现了信号覆盖，但仍有乘客反应信号不太好，网络连接时断时续。这又是为什么呢？地铁通信系统主要分为专用、民用、警用通信三大部分，手机信号属于民用通信范围，是由三大运营商建设的移动通信网。
移动通信网络的好坏与基站的网络覆盖水平相关，而网络覆盖水平往往与基站数量相关。由于手机发射信号是微波，障碍物或雨雪天气会阻挡、衰减一部分微波。因此，手机信号的好坏与基站的网络覆盖水平、离基站的远近、地铁站环境、天气等等都有关。
基站
来源丨百度百科
接下来我们聊聊地铁通信系统的分布和搭建。由于地铁不同地段的环境有所差异，通信系统的搭建也有一定差异。比如，对于控制中心而言，一般将传输信号的天线架设在室外铁塔上，或根据覆盖面积决定天线和基站配合的方式；而站台的通信系统通常将无线网络的电缆设置于隧道中；对于车辆行驶路段而言，因有大量的信号覆盖盲区，所以通常用漏泄同轴电缆来使信号覆盖均匀。尽管地铁通信系统覆盖面已经很广了，但由于基站负荷能力有限，流量需求较大依然会一定程度上影响手机网络信号。另外，当地铁在快速运行时，可能刚进入一个基站范围，短时间又再接入下一基站范围，不同基站的快速变化也会使乘客通信体验变差；当然，部分位置信号覆盖较弱，无法与用户流量需求的增长速度相匹配........这些也都会导致手机信号变弱。
地铁信号故障及手机没信号的回答就写到这里啦~希望大家下次再遇到类似情况可以冷静对待噢~
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