軌道交通分段工程信號(hào)系統(tǒng)銜接設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)析

于 露 胥 昊

在城市軌道交通建設(shè)中，由于規(guī)劃線路的長(zhǎng)度、地區(qū)、客流不均衡及工程建設(shè)難度等因素，一般采取將線路分段建設(shè)開(kāi)通，然后再延伸建設(shè)的方式。信號(hào)系統(tǒng)是線路運(yùn)營(yíng)的中樞神經(jīng)，是保障行車安全和指揮線路運(yùn)營(yíng)的重要設(shè)施，分段建設(shè)必然會(huì)增加信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)施的難度。為減少由此帶來(lái)的問(wèn)題，從工程建設(shè)之初就做一定前瞻性的設(shè)計(jì)，對(duì)工程的建設(shè)具有一定意義。

CBTC系統(tǒng)是近年國(guó)內(nèi)新建軌道交通工程中普遍采用的信號(hào)系統(tǒng)，它包括：列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng) （ATP）、列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng) （ATO）、聯(lián)鎖子系統(tǒng) （CI）。

各設(shè)備廠商移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的架構(gòu)基本類似，但在實(shí)現(xiàn)某個(gè)功能的方式上可能存在差異。下面就信號(hào)系統(tǒng)的分段開(kāi)通方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1 信號(hào)系統(tǒng)銜接設(shè)計(jì)方案

軌道交通工程實(shí)施中，一條分段建設(shè)的線路上必須采用同一套信號(hào)系統(tǒng)。即使一條線路分為3段，中段最后貫通也是如此。 《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（2013版）第17．3．3節(jié)第1條款規(guī)定：同一ATS系統(tǒng)可監(jiān)控一條或多條運(yùn)營(yíng)線路。監(jiān)控多條線路運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保證各條線路具有獨(dú)立運(yùn)營(yíng)或混合運(yùn)營(yíng)的能力。本文以一條線路分為2段開(kāi)通建設(shè)為例，討論信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行銜接的設(shè)計(jì)方案。

1．1 首開(kāi)段信號(hào)系統(tǒng)預(yù)留設(shè)計(jì)

在軌道交通線路首開(kāi)段工程設(shè)計(jì)中，需為后開(kāi)段工程做出一定的預(yù)留，以預(yù)防或減少貫通過(guò)程中的改造性工作，具體包括以下方面。

1．控制中心設(shè)備預(yù)留?？刂浦行闹饕渲肁TS中心設(shè)備，無(wú)論如何分段，整條線路應(yīng)采用1套控制中心設(shè)備。在設(shè)備硬件配置上，計(jì)算速率、存儲(chǔ)空間應(yīng)滿足整條線路、遠(yuǎn)期車輛數(shù)量配置要求，機(jī)柜內(nèi)預(yù)留一定數(shù)量的模塊插接槽，在此基礎(chǔ)上再預(yù)留一定的余量。線路數(shù)據(jù)服務(wù)器上應(yīng)預(yù)留整條線路的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間和一定余量。

中心大表示屏為全線開(kāi)通預(yù)留一定的表示位置。根據(jù)在線運(yùn)營(yíng)列車對(duì)數(shù)、線路長(zhǎng)度及車站數(shù)量等因素綜合考慮是否預(yù)留調(diào)度工作臺(tái)位置。

2．車站及軌旁設(shè)備預(yù)留。處于分段邊界的車站，由于交路運(yùn)行列車在該車站折返，故車站一般設(shè)有道岔，那么建議這樣的有岔車站設(shè)置為信號(hào)的設(shè)備集中站。在后開(kāi)段進(jìn)行聯(lián)鎖區(qū)劃分時(shí)，可能存在需要納入首開(kāi)段聯(lián)鎖區(qū)管轄，這樣的集中站設(shè)計(jì)可以減少信號(hào)電纜控制距離上的影響，也為骨干網(wǎng)絡(luò) （或者光纖組網(wǎng)）的割接提供了方便，減少了后期夜晚施工的難度。在后開(kāi)段線路上或車站不穩(wěn)定時(shí)更應(yīng)考慮此設(shè)計(jì)，以避免后開(kāi)段聯(lián)鎖區(qū)劃分出現(xiàn)尷尬局面。

車站及軌旁主要配置ATP／ATO設(shè)備、車站ATS設(shè)備、車站聯(lián)鎖設(shè)備。處于邊界的設(shè)備集中站，需要考慮在硬件上預(yù)留：室內(nèi)計(jì)軸機(jī)柜的接線模塊、聯(lián)鎖用接口板、無(wú)線接入點(diǎn)室內(nèi)接線模塊、組合柜及分線柜的數(shù)量和接線位置，電源設(shè)備也應(yīng)具有足夠容量以及模塊位置，能夠滿足后期的新設(shè)備接入。

ATP／ATO設(shè)備的控制能力應(yīng)按照最小行車間隔、遠(yuǎn)期車輛數(shù)量預(yù)留，并具有一定的余量。

3．車載設(shè)備的預(yù)留。前期開(kāi)通線路的運(yùn)營(yíng)列車，應(yīng)具備存貯整條線路數(shù)據(jù)的容量，還應(yīng)具有最短期限要求的操作、報(bào)警記錄存儲(chǔ)容量。

1．2 貫通運(yùn)營(yíng)信號(hào)系統(tǒng)銜接設(shè)計(jì)

1．控制中心設(shè)備銜接。在線路數(shù)據(jù)服務(wù)器中增加新的線路數(shù)據(jù)，需對(duì)運(yùn)行圖編輯工作站、調(diào)度工作站及維護(hù)工作站進(jìn)行軟件升級(jí)，使之具有全線表示及控制能力，運(yùn)行圖編輯工作站能夠編輯新的全線運(yùn)行圖／時(shí)刻表。

可根據(jù)在線運(yùn)營(yíng)列車對(duì)數(shù)、線路長(zhǎng)度及車站數(shù)量等因素，綜合考慮是否增加調(diào)度工作站，其控制區(qū)域根據(jù)需求進(jìn)行重新劃分。大表示屏接口計(jì)算機(jī)的軟件升級(jí)為全線顯示畫(huà)面。中心設(shè)備與綜合監(jiān)控、通信、PIS等各專業(yè)的接口信息也更新。

2．車站及軌旁設(shè)備銜接。ATP／ATO設(shè)備、CI設(shè)備重新劃分控制區(qū)域，對(duì)聯(lián)鎖、ATP／ATO、計(jì)軸設(shè)備硬件增加控制模塊，滿足新增軌旁設(shè)備的接線要求。

根據(jù)全線聯(lián)鎖區(qū)的劃分，對(duì)處于邊界的軌旁設(shè)備，如信號(hào)機(jī)、計(jì)軸、無(wú)線接入點(diǎn)等需正確接入所屬聯(lián)鎖區(qū)集中站。修改聯(lián)鎖表，對(duì)聯(lián)鎖／站級(jí)ATS服務(wù)器及工作站軟件進(jìn)行升級(jí)，滿足新劃分聯(lián)鎖區(qū)控制要求。

在邊界設(shè)備集中站的骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn) （或光纖組網(wǎng)的光纖配線架），接入后開(kāi)段的ATS、CI以及維護(hù)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)DCS有線網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，整條線路組成完整的網(wǎng)絡(luò)環(huán)路。

3．車載設(shè)備銜接。由于前期運(yùn)營(yíng)的車載設(shè)備，不具備后面線路的數(shù)據(jù)，需對(duì)每列車進(jìn)行軟件升級(jí)和數(shù)據(jù)的更新，才能實(shí)現(xiàn)在整條線路上運(yùn)行。

2 備用控制中心的調(diào)試功能

首開(kāi)段開(kāi)通以后，在全線貫通的實(shí)施過(guò)程中，信號(hào)系統(tǒng)只能選擇在非運(yùn)營(yíng)時(shí)段進(jìn)行線路銜接的調(diào)試工作，而且必須在第2天運(yùn)營(yíng)前完成調(diào)試并切換回原系統(tǒng)。

目前，各條線路大多配置了備用控制中心，在調(diào)試階段可以將備用中心設(shè)備作為調(diào)試設(shè)備使用，備用控制中心安裝全線控制軟件。正式運(yùn)營(yíng)時(shí)使用主用控制中心，主用控制中心設(shè)備若發(fā)生故障，切換到車站ATS分機(jī)來(lái)控制列車運(yùn)營(yíng)。運(yùn)營(yíng)結(jié)束后人工切換至備用中心設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，夜間調(diào)試完畢后，再恢復(fù)到主用控制中心控制首開(kāi)段運(yùn)營(yíng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

城市的發(fā)展及規(guī)劃的更新，分期、分段以及延伸線路的建設(shè)也越來(lái)越多。雖然CBTC系統(tǒng)的應(yīng)用日趨成熟，但是各個(gè)CBTC系統(tǒng)供貨商的技術(shù)成熟度、工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)還是參差不齊。這里僅從設(shè)計(jì)角度就分段線路信號(hào)系統(tǒng)預(yù)留及銜接方案進(jìn)行了分析，而分段工程的調(diào)試方案也極具重要和復(fù)雜性，需要信號(hào)系統(tǒng)參建各方進(jìn)一步細(xì)致地分析論證。對(duì)于具體的某一條線路，還應(yīng)根據(jù)線路條件及所采用信號(hào)系統(tǒng)特點(diǎn)，具體分析工程的預(yù)留與銜接工作，不斷進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以降低貫通工程實(shí)施的難度。

［1］ 廖理明，郜洪民．軌道交通延伸工程車站信號(hào)改造方案［J］．鐵道通信信號(hào)，2007，43（11）．

［2］ 許耀亮．地鐵既有線與延長(zhǎng)線信號(hào)ATS子系統(tǒng)聯(lián)接施工設(shè)計(jì)方案探討［J］．鐵道通信信號(hào)，2011，47（7）．

［3］ 張楚潘，郜洪民．軌道交通既有線路拆分工程信號(hào)系統(tǒng)改造方案實(shí)例探討［J］．鐵道通信信號(hào)，2008，44（8）．