基于通信的列車控制系統(tǒng)聯(lián)鎖功能特點(diǎn)

王鵬

【摘要】 本文主要對CBTC系統(tǒng)的聯(lián)鎖功能特點(diǎn)進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】 CBTC 聯(lián)鎖

一、引言

目前國內(nèi)在城市軌道交通中，基于通信的列車控制系統(tǒng)（CBTC）得到了廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)傳統(tǒng)的信號廠家也逐步掌握該技術(shù)特點(diǎn)，開展了相關(guān)研究以實(shí)現(xiàn)CBTC技術(shù)的國產(chǎn)化，由于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖國內(nèi)信號廠家均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，只需做出適應(yīng)CBTC系統(tǒng)技術(shù)修改就可以應(yīng)用在CBTC的系統(tǒng)中。

二、CBTC中“傳統(tǒng)聯(lián)鎖技術(shù)條件”的改變

基于通信的列車控制系統(tǒng)可以根據(jù)列車的實(shí)際位置計(jì)算移動授權(quán)，但是聯(lián)鎖仍然會依靠計(jì)軸區(qū)段的出清占用，判斷列車的實(shí)際位置?；谕ㄐ诺牧熊嚳刂葡到y(tǒng)中一些聯(lián)鎖功能已經(jīng)和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖有所改變，由傳統(tǒng)的聯(lián)鎖的邏輯關(guān)系上主要增加了與ATP的邏輯關(guān)系導(dǎo)致聯(lián)鎖技術(shù)條件的變化。

三、CBTC聯(lián)鎖功能特點(diǎn)

3.1區(qū)段的定義

列車分為CBTC列車和非CBTC列車兩種，區(qū)段的劃分也相應(yīng)的分成了物理區(qū)段和邏輯區(qū)段兩種。非CBTC列車和傳統(tǒng)的列車相同，采用了計(jì)軸區(qū)段（物理區(qū)段）的方式；而CBTC列車由于可以更根據(jù)車載ATP判斷自身位置，并且將位置報(bào)告?zhèn)魉徒o地面ATP，因此可將傳統(tǒng)的計(jì)軸的區(qū)段劃分為幾個較短的邏輯區(qū)段（也可以稱為虛擬區(qū)段）。

特別的，由于聯(lián)鎖根據(jù)計(jì)軸的信息判斷物理區(qū)段空閑占用情況，地面ATP根據(jù)車載ATP判斷邏輯區(qū)段的空閑占用情況。但是實(shí)際工程中由于計(jì)軸可能會受到干擾，車載ATP由于通信延時，列車速度測量的誤差等多種因素，有可能造成二者不一致時的情況發(fā)生，這時區(qū)段的空閑占用情況需要通過一系列的判定加以取舍。

3.2進(jìn)路建立原則

目前主要廠家CBTC模式時依然沿用的傳統(tǒng)進(jìn)路的概念，只是聯(lián)鎖在辦理進(jìn)路前需要明確為哪種類型列車辦理，以及是單列車進(jìn)路還是多列車進(jìn)路（即同時要給多輛通信列車提供的運(yùn)行防護(hù)進(jìn)路）。聯(lián)鎖得到進(jìn)路始端信號機(jī)外方一定范圍內(nèi)最接近的列車的類型后，依次辦理進(jìn)路的始端、終端，可以自動的根據(jù)地面ATP傳遞的列車相關(guān)信息排列出與列車性質(zhì)相符的多列車進(jìn)路或傳統(tǒng)單列車進(jìn)路。

聯(lián)鎖要求考慮以下情況：

不得同時選出敵對進(jìn)路。敵對進(jìn)路包括：同一站臺軌道或無岔區(qū)段上對向的列車進(jìn)路（包括防護(hù)進(jìn)路、保護(hù)進(jìn)路）；同一咽喉區(qū)內(nèi)對向重疊的列車進(jìn)路（包括防護(hù)進(jìn)路、保護(hù)進(jìn)路）。有列車跨壓信號機(jī)時不允許辦理進(jìn)路。

3.3進(jìn)路鎖閉條件

進(jìn)路的鎖閉按時機(jī)分為進(jìn)路鎖閉和接近鎖閉。進(jìn)路鎖閉應(yīng)在進(jìn)路選通，有關(guān)聯(lián)鎖條件具備時構(gòu)成；接近鎖閉應(yīng)在信號開放后接近區(qū)段有車占用時構(gòu)成，當(dāng)無接近區(qū)段時，應(yīng)于信號開放后立即構(gòu)成。在有關(guān)聯(lián)鎖條件滿足時，對進(jìn)路進(jìn)行鎖閉并排除敵對進(jìn)路的情況，針對CBTC列車和非CBTC列車的聯(lián)鎖主要技術(shù)條件如下：

（1）對于CBTC列車：道岔位置正確；照查及超限條件滿足；無對向重疊的敵對進(jìn)路；列車未跨壓信號機(jī)；

（2）對于非CBTC列車：道岔位置正確；區(qū)段全空閑且；照查及超限條件滿足；傳統(tǒng)意義上的敵對進(jìn)路未選出；列車未跨壓信號機(jī)；

未設(shè)置臨時限速

保護(hù)進(jìn)路的鎖閉：對于非CBTC列車來說，保護(hù)區(qū)段隨進(jìn)路區(qū)段一起鎖閉；對于CBTC列車，保護(hù)列車多列車進(jìn)路保護(hù)區(qū)段的建立需要的前提條件為列車的移動授權(quán)達(dá)到終端信號機(jī)方可建立保護(hù)區(qū)段。

3.4進(jìn)路解鎖

（1）正常解鎖。與傳統(tǒng)的聯(lián)鎖條件一樣，鎖閉的進(jìn)路在其防護(hù)信號機(jī)關(guān)閉后，應(yīng)能隨著列車的正常運(yùn)行，按照列車性質(zhì)分段自動解鎖對應(yīng)性質(zhì)的軌道區(qū)段。特別的對于多列車進(jìn)路，當(dāng)辦理了后一條重疊的進(jìn)路的時候，前一條進(jìn)路應(yīng)不再解鎖。物理區(qū)段與邏輯區(qū)段原則上應(yīng)滿足三點(diǎn)檢查后，延時3s后自動解鎖。非CBTC列車根據(jù)計(jì)軸區(qū)段方式解鎖、CBTC列車以邏輯區(qū)段方式解鎖； 保護(hù)區(qū)段在列車完全進(jìn)入站臺軌道區(qū)段或站內(nèi)停車線軌道區(qū)段并停穩(wěn)后（按列車頭部駛?cè)朐撥壍绤^(qū)段30s計(jì)）自動解鎖或收到停穩(wěn)信號后自動解鎖。當(dāng)有折返作業(yè)時，具有中途返回解鎖功能。（2）取消進(jìn)路。進(jìn)路未處于接近鎖閉的情況下辦理取消進(jìn)路時，在檢查信號機(jī)關(guān)閉和進(jìn)路空閑后，進(jìn)路應(yīng)立即解鎖。列車進(jìn)路取消后其保護(hù)進(jìn)路應(yīng)隨之自動解鎖。（3）進(jìn)路人工延時解鎖（簡稱人工解鎖）和停穩(wěn)立即解鎖。傳統(tǒng)的聯(lián)鎖采用接近區(qū)段的占用狀態(tài)，對于CBTC車聯(lián)鎖使用地面ATP計(jì)算得出的接近信息值。當(dāng)進(jìn)路處于接近鎖閉而列車未駛?cè)脒M(jìn)路的情況下需要解鎖時，應(yīng)辦理人工解鎖。進(jìn)路自信號機(jī)關(guān)閉時起延時后解鎖。若進(jìn)路的地面ATP接收到列車停穩(wěn)信息，則地面ATP通知聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)路立即解鎖。辦理列車進(jìn)路人工解鎖時，其保護(hù)進(jìn)路在列車進(jìn)路解鎖后應(yīng)隨之自動解鎖。

3.5信號機(jī)

只是具體點(diǎn)燈處理比較多樣，目前主要有以下幾種：（1）CBTC模式下，信號機(jī)滅燈，后備情況下信號機(jī)根據(jù)進(jìn)路狀態(tài)點(diǎn)相應(yīng)的燈光。（2）CBTC模式下，信號機(jī)點(diǎn)燈（藍(lán)燈），后備情況下信號機(jī)根據(jù)進(jìn)路狀態(tài)點(diǎn)相應(yīng)的燈光。（3）CBTC模式下，CBTC列車接近時信號機(jī)滅燈，無列車接近時常態(tài)點(diǎn)紅燈。后備情況下信號機(jī)根據(jù)進(jìn)路狀態(tài)點(diǎn)相應(yīng)的燈光。 其中（3）的方式應(yīng)用較晚，但是其很好的結(jié)合了（1）和（2）的優(yōu)點(diǎn)，卻又避免了（1）和（2）的缺點(diǎn)。只是由于國內(nèi)運(yùn)營公司已經(jīng)有一套運(yùn)營習(xí)慣，應(yīng)根據(jù)業(yè)主要求而確定。

3.6保護(hù)進(jìn)路

保護(hù)進(jìn)路在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖中有類似的聯(lián)鎖技術(shù)條件，當(dāng)進(jìn)站信號機(jī)外方列車制動超過千分之六的下坡道時，必須設(shè)置延續(xù)進(jìn)路。

實(shí)際上城市軌道交通里的保護(hù)進(jìn)路來自于國外聯(lián)鎖里的“overlap”實(shí)際上保護(hù)進(jìn)路的長度和速度相關(guān)，為了保證列車在出站信號機(jī)外方以較高的速度進(jìn)站停車，并且冒進(jìn)不會產(chǎn)生危險(xiǎn)，在出站信號機(jī)的后方單獨(dú)設(shè)置一段進(jìn)路。

（1）非CBTC列車：保護(hù)區(qū)段隨進(jìn)路區(qū)段一起鎖閉。

（2）CBTC列車：同時要給多輛列車（通信列車）提供運(yùn)行防護(hù)的進(jìn)路-多列車進(jìn)路。

應(yīng)在列車的移動授權(quán)達(dá)到終端信號機(jī)方可建立此列車所對應(yīng)的多列車進(jìn)路的子進(jìn)路的保護(hù)區(qū)段，收到地面ATP發(fā)送的建立保護(hù)區(qū)段時建立即可。

（3）多列車進(jìn)路保護(hù)區(qū)段建立的觸發(fā)列車：應(yīng)由前車觸發(fā)，不能由后車發(fā)出。否則前車的后續(xù)進(jìn)路可能會被后車的保護(hù)區(qū)段鎖死，而無法建立。因此，對于多列車進(jìn)路，其保護(hù)區(qū)段僅對應(yīng)于此進(jìn)路終端信號機(jī)外方最接近此終端信號機(jī)且可被識別的CBTC列車（不能超出進(jìn)路可識別的接近區(qū)域）的子進(jìn)路。

（4）多列車進(jìn)路保護(hù)區(qū)段的觸發(fā)時機(jī)。觸發(fā)時機(jī)太早，可能造成該進(jìn)路其它沖突進(jìn)路無法開放，影響其它車輛。觸發(fā)進(jìn)路過晚，迫使本列車減速，影響該列車效率。策略一：保護(hù)區(qū)段提前辦理，最好在列車尚未進(jìn)入進(jìn)路時辦理。 策略二：保護(hù)區(qū)段在列車進(jìn)入進(jìn)路后，在因保護(hù)區(qū)段未建立減速前一定時間辦理。策略三：不建立保護(hù)區(qū)段。

針對上述方式，采用策略二處理，實(shí)現(xiàn)方式如下：

上圖中：

接近區(qū)段1，為列車因移動授權(quán)達(dá)到進(jìn)路終端信號機(jī)而采用全常制動開始制動的起始點(diǎn)至終端信號機(jī)的軌道范圍。

接近區(qū)段2，應(yīng)滿足列車以允許的最高速度進(jìn)入接近區(qū)段2且未進(jìn)入接近區(qū)段1的時間能夠以正常時間建立保護(hù)區(qū)段，并留有一定余量。

接近區(qū)段3，進(jìn)路外方一定范圍至接近區(qū)段1的起始點(diǎn)。

由地面ATP向聯(lián)鎖發(fā)送每列CBTC列車所對應(yīng)的多列車進(jìn)路的子進(jìn)路的保護(hù)區(qū)段請求命令，地面ATP向聯(lián)鎖發(fā)送保護(hù)區(qū)段請求命令的條件為：地面ATP檢測到CBTC列車移動授權(quán)達(dá)到進(jìn)路終端信號機(jī)（如上圖X2），并且CBTC列車進(jìn)入保護(hù)區(qū)段的觸發(fā)區(qū)段且未進(jìn)入保護(hù)區(qū)段；其中保護(hù)區(qū)段的觸發(fā)區(qū)段是工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，設(shè)置于地面ATP的電子地圖中，觸發(fā)區(qū)段的不同設(shè)置。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]中華人民共和國鐵道部.TB/T3027-2002.計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)條件。2002

[2]于增明，劉正東，基于通信的列車控制系統(tǒng)中聯(lián)鎖功能的改變-鐵道運(yùn)營技術(shù)2011（10）