摘要：随着城市化的快速推进，城市轨道交通作为提升出行效率、缓解城市交通拥堵的关键途径，其发展和优化愈发受到关注。信号系统，堪称城市轨道交通的“中枢神经”，肩负着保障列车运行安全、增强运输效能的重要职责。基于此，文章从多方面入手论述电子技术在城市轨道交通信号系统中的合理运用。

关键词：电子技术；城市轨道交通信号系统；应用

近年来，电子技术的迅猛进步，为城市轨道交通信号系统的革新奠定了坚实的技术基础。凭借其高精度性、高稳定性和智能化特性，电子技术逐渐融入城市轨道交通信号系统的各个领域，从列车自动控制到信号传输及处理，再到乘客信息系统的智能升级，无不彰显出电子技术的庞大潜能。研究电子技术在城市轨道交通信号系统中的运用，不仅关系到城市交通的现代化转型，更是提高城市整体运营效率、确保乘客出行安全的重要环节。因此，深入剖析电子技术如何助力城市轨道交通信号系统，对促进城市交通智能化、环保化发展具有深远意义。

一、运用智能传感技术，精准采集信号数据

城市轨道交通的运行环境极为复杂，地下隧道湿度高、通风受限，而高架线路则需承受风吹日晒、温度急剧变化等考验，传统的信号采集方式因其粗放性，难以准确捕获快速变化的运行信息。智能传感技术凭借其高度敏感的感知组件与精细的信号转换机理，在此领域逐渐显现优势。在轨道沿线的关键节点，如道岔——这一决定列车运行路径的关键部位，以及区间分界点——用于精确划分列车运行区间的重要区域，我们部署了高精度压力传感器阵列。这些传感器基于压电效应，将列车车轮对轨道的微小压力变动转换为电信号，并通过内置的高精度A/D转换器，实时传递数字化的压力数据，从而精确计算出列车的即时位置，误差控制在极低水平[1]。同时，光纤陀螺仪传感器利用光在封闭光路中的传播特性，依据萨格纳克效应，其干涉条纹的移动能够精确反映列车的运行姿态变化。通过光电探测器捕捉条纹的变动，结合精密算法，可以计算出列车的转向角、加速度等动态参数，为后续的信号调控提供全面、高可靠性的数据支持。此外，为了应对信号设备所处环境的多变性，我们采用了微型化、超低功耗的温湿度传感器网络。这些传感器基于热敏电阻和湿敏电容的物理特性，对环境的温湿度进行全天候不间断监测。一旦监测数据超出预设的适宜范围，将立即触发内置的报警模块，向运维管理系统发送预警信息，及时启动防护措施，有效避免因环境温湿度异常导致的信号偏差或设备故障风险。

二、依托光纤通信技术，加速信号高速传输

随着城市化的快速推进，城市轨道交通网络犹如蜘蛛网般错综复杂，线路长度持续延伸，成千上万的信号设备不断生成巨量的运行数据。对这些数据进行实时、无损、高速的传输已成为迫切需求。光纤通信技术，利用光在纯净石英玻璃纤维中的全内反射原理，提供了超宽带宽和极低损耗的数据传输通道。沿轨道线路铺设，采用具有高抗拉伸、强抗弯折特性的单模光纤，构建起具有多重冗余路径的环网结构。此结构设计确保了当某一传输链路发生故障时，信号能够自动切换至备用链路，从而保持传输的连续性和稳定性。从中央控制中心到各车站、车辆段的分散布点，各类关键指令和状态反馈，如行车调度员发出的精确至秒的发车命令、列车运行中的实时速度信息、设备工作状态等数据，均以每秒数十吉比特甚至更高的速度，以光脉冲的形式在光纤中飞速传递，大幅降低了传输时延，确保了信息的即时性[2]。在车站内部的具体应用中，光纤凭借其出色的抗电磁干扰素力，将交换机与联锁系统、自动列车监控系统（ATS）等核心信号设备紧密连接。在车站运营高峰时段，众多列车进出站信息、道岔转换指令等数据交互频繁，光纤链路有效避免了电磁噪声的干扰，保证了数据传输的完整性和及时性。这使得整个信号传输系统如同城市交通的大动脉，畅通无阻，为轨道交通的高效、有序运营奠定了坚实的基础。

三、借助大数据技术，深度挖掘信号规律

城市轨道交通每日持续高负荷运营，产生了庞大的数据量。每一个列车的启动、提速、减速过程，每一次信号的转换、设备状态的更新，都蕴藏着待发掘的运行规律。在控制中心，我们构建了一个集数据存储、处理、分析功能于一体的大数据平台，采用分布式文件系统，整合了跨线路、跨时段的各类异构信号数据资源。这些数据涵盖了列车运行间隔的实时变动、信号故障的频率分布、设备能耗的动态情况等多维度信息。再者，利用关联规则挖掘技术，我们深入探索了这些变量间隐藏的关联性[3]。例如，通过历史数据的深度剖析，我们发现，在湿度超过80%且温度低于10℃的特定环境条件下，某型号信号机的故障率显著增加，从而准确揭示了环境因素与设备故障之间的潜在联系。

基于长期积累的海量运行数据，我们运用了回归分析、神经网络建模等方法，建立了列车运行能耗的精细化预测模型。该模型综合考虑了列车类型、运行时间、线路坡度等多种因素，能够准确预测不同运行条件下的能耗趋势，为运营部门优化行车安排、制定节能减排方案提供了量化依据。同时，采用实时流处理技术框架，对不断产生的实时信号数据进行即时处理和分析。一旦监测到信号强度的异常变化、频率的不规则波动等异常信号，系统会立即启动内置的故障追踪算法，结合历史故障特征数据库，迅速定位问题源头，并即时触发预警，将信息推送给运维团队，以便他们及时采取干预措施，将潜在风险消除在初始阶段。

四、结语

总结而言，城市轨道交通信号系统与电子技术的深度融合，标志着该领域发展迈入了一个崭新阶段。借助一系列尖端的电子技术途径，信号系统成功突破了以往限制，在增强行车安全性、提高运输效率及优化服务质量等方面取得了显著成效。但此仅为新起点，技术的不断演进与城市交通需求的日新月异，要求电子技术必须持续升级。一方面，需解决当前技术挑战，诸如极端条件下电子部件的可靠性问题、大规模数据的高效处理难题；另一方面，应前瞻未来，深究与人工智能、物联网等新兴技术的深度融合路径，进一步拓宽信号系统的功能范畴，以坚定步伐引领城市轨道交通向智能化、可持续发展方向稳步迈进，为城市发展持续注入新动力。

参考文献

[1]徐文婷.云技术在城市轨道交通信号系统中的应用[J].电子技术，2022，51（05）：212-213.

[2]肖旭慧.城市轨道交通信号系统新技术发展现状与展望研究[J].运输经理世界，2022，（14）：89-91.

[3]刘净.5G技术在城市轨道交通信号系统中的应用探讨[J].网络安全技术与应用，2021，（10）：85-86.