天津地鐵1號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)改造工程技術(shù)方案

于雪松

（天津市地下鐵道運(yùn)營有限公司，天津 300222）

1 引言

天津地鐵1號(hào)線既有信號(hào)系統(tǒng)為當(dāng)時(shí)較為先進(jìn)的準(zhǔn)移動(dòng)閉塞制式信號(hào)系統(tǒng)，核心設(shè)備采用英國原西屋公司的信號(hào)設(shè)備。該信號(hào)系統(tǒng)隨著運(yùn)營時(shí)間的逐步增加，設(shè)備陸續(xù)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，故障率也逐步增加，給正常運(yùn)營帶來了一定影響。為解決設(shè)備老化問題，同時(shí)考慮既有線與延伸線信號(hào)系統(tǒng)的兼容性，天津地鐵著手對(duì)既有1號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行改造。

移動(dòng)閉塞系統(tǒng)是現(xiàn)有軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中最先進(jìn)的技術(shù)且能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)營間隔最短、運(yùn)力最大，是目前國內(nèi)軌道交通采用的主流信號(hào)系統(tǒng)制式，產(chǎn)品成熟、設(shè)備量較少且維修方便。綜合考慮各項(xiàng)因素，天津地鐵1號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)改造方案確定為將全線改造更新為移動(dòng)閉塞制式的信號(hào)系統(tǒng)。

2 總體技術(shù)方案

鑒于既有舊信號(hào)系統(tǒng)為準(zhǔn)移動(dòng)閉塞制式信號(hào)系統(tǒng)，而改造方案確定為改造更新為移動(dòng)閉塞制式信號(hào)系統(tǒng)，二者制式和設(shè)備不一樣，因此，全線所有室內(nèi)外設(shè)備、柜架、車載設(shè)備需全部新設(shè)，所有電纜、光纜需全部重新敷設(shè)布置。

同時(shí)，改造期間既有線還需在舊信號(hào)系統(tǒng)控制下正常運(yùn)營，因此，本工程以不影響既有線正常運(yùn)營為根本原則進(jìn)行改造技術(shù)方案的設(shè)計(jì)和確定。

3 詳細(xì)技術(shù)方案

3.1 室內(nèi)設(shè)備安裝

針對(duì)正線車站信號(hào)設(shè)備，主要采取以下原則對(duì)各站設(shè)備間內(nèi)信號(hào)設(shè)備安裝位置進(jìn)行設(shè)計(jì)：新舊設(shè)備共用信號(hào)機(jī)械室；以鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范中信號(hào)設(shè)備室內(nèi)布置距離要求為設(shè)計(jì)原則；新舊設(shè)備盡量分區(qū)域布置；有效利用既有電池間空間；考慮設(shè)備間頂部空調(diào)口或通風(fēng)口位置；不影響既有設(shè)備運(yùn)營維護(hù)及應(yīng)急處理。

針對(duì)部分設(shè)備間因新系統(tǒng)設(shè)備較多、既有舊系統(tǒng)設(shè)備也較多的情況，設(shè)計(jì)人員安排對(duì)于部分新系統(tǒng)設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置臨時(shí)擺放點(diǎn)，待后續(xù)新系統(tǒng)正常投入運(yùn)營且舊系統(tǒng)室內(nèi)設(shè)備完成拆除后，再行對(duì)新系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行二次就位。

3.2 轉(zhuǎn)轍機(jī)

轉(zhuǎn)轍機(jī)是信號(hào)系統(tǒng)重要的軌旁基礎(chǔ)設(shè)備之一，為確保改造工程整體進(jìn)度，確定轉(zhuǎn)轍機(jī)改造更新方案為：新系統(tǒng)開通前暫不對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)及其相關(guān)組件進(jìn)行更換，僅對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)分線盒至室內(nèi)控制電纜進(jìn)行新設(shè)，待新系統(tǒng)正常開通運(yùn)營后再行陸續(xù)對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)及其組件進(jìn)行更換。

鑒于新系統(tǒng)夜間調(diào)試時(shí)聯(lián)鎖系統(tǒng)需對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn)行控制，因此，改造工程在設(shè)備室內(nèi)設(shè)置了一個(gè)倒切設(shè)備用于轉(zhuǎn)轍機(jī)在新舊信號(hào)系統(tǒng)間的控制轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)新舊信號(hào)系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)快速且安全的進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本工程轉(zhuǎn)轍機(jī)倒切設(shè)備由倒切開關(guān)柜和單刀雙擲倒切開關(guān)組組成，同時(shí)每個(gè)倒切柜內(nèi)設(shè)置有N+1冗余的倒切開關(guān)組，以確保倒切開關(guān)故障下的臨時(shí)備用插接更換。倒切開關(guān)組上的開關(guān)打到一側(cè)時(shí)連接舊信號(hào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電路，開關(guān)打到另一側(cè)時(shí)則連接新信號(hào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)轍機(jī)控制電路，兩者互不影響，既提高了調(diào)試效率，又保障了既有信號(hào)系統(tǒng)安全。

3.3 信號(hào)機(jī)

既有舊信號(hào)系統(tǒng)軌旁信號(hào)機(jī)設(shè)置較少，僅在岔區(qū)防護(hù)位置、線路盡頭位置等設(shè)置有信號(hào)機(jī)，考慮此情況，針對(duì)信號(hào)機(jī)改造方案為全線各點(diǎn)位信號(hào)機(jī)均新設(shè)，同時(shí)室內(nèi)信號(hào)機(jī)不做倒切設(shè)置，在既有舊系統(tǒng)信號(hào)機(jī)位置處設(shè)置新信號(hào)機(jī)時(shí)采取原點(diǎn)位避讓原則錯(cuò)開設(shè)置。

考慮所有新設(shè)信號(hào)機(jī)在新舊系統(tǒng)未倒切前，新系統(tǒng)不能對(duì)既有線正常運(yùn)營產(chǎn)生影響和對(duì)司機(jī)產(chǎn)生誤導(dǎo)，施工過程中對(duì)所有新系統(tǒng)信號(hào)機(jī)設(shè)置了無效標(biāo)，同時(shí)在每日調(diào)試完畢后均由室內(nèi)電源屏處對(duì)室外信號(hào)機(jī)進(jìn)行斷電處理。

3.4 應(yīng)答器、計(jì)軸

既有線舊信號(hào)系統(tǒng)中軌旁設(shè)置有應(yīng)答器和軌道電路，而新信號(hào)系統(tǒng)軌旁計(jì)劃設(shè)置有源和無源應(yīng)答器、計(jì)軸。結(jié)合設(shè)計(jì)布點(diǎn)位置，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘查，計(jì)軸磁頭布點(diǎn)位置可以安裝，應(yīng)答器布點(diǎn)絕大部分均能安裝，但個(gè)別點(diǎn)位受現(xiàn)場(chǎng)線纜影響無法安裝在設(shè)計(jì)點(diǎn)位，經(jīng)過研究討論，確定方案為能夠優(yōu)先調(diào)整設(shè)計(jì)布點(diǎn)位置的更改位置，無法更改位置的安排對(duì)現(xiàn)場(chǎng)線纜進(jìn)行移位。

鑒于新系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試時(shí)，新舊系統(tǒng)都會(huì)處于同時(shí)上電共存狀態(tài)，因此在設(shè)計(jì)布點(diǎn)問題解決后，還需關(guān)注一個(gè)重要問題，就是舊系統(tǒng)的應(yīng)答器和軌道電路是否會(huì)與新系統(tǒng)的應(yīng)答器和計(jì)軸相互干擾。經(jīng)過對(duì)比各設(shè)備運(yùn)行時(shí)的工作頻率，新系統(tǒng)軌旁設(shè)備與舊系統(tǒng)軌旁設(shè)備的工作頻率相差較大，互相之間基本不會(huì)受到相互干擾。另外，在一系列的后期測(cè)試中，我們也驗(yàn)證了兩套系統(tǒng)設(shè)備不會(huì)受到干擾的判斷。

3.5 緊急停車按鈕

既有舊系統(tǒng)緊急停車按鈕在全線各站均有設(shè)置，每站設(shè)置有四個(gè)緊急停車按鈕，上下行各設(shè)置兩個(gè)，分別安裝于站臺(tái)兩側(cè)墻壁或者柱子上。鑒于緊停按鈕處于站臺(tái)乘客上下車位置，并且現(xiàn)場(chǎng)不具備再行開孔安裝新緊停按鈕條件，因此，確定緊停改造方案為：利用新緊停按鈕更換舊緊停按鈕，同時(shí)為確保不影響既有信號(hào)系統(tǒng)對(duì)緊停按鈕的控制，新緊停按鈕接點(diǎn)部分增加接點(diǎn)，將新舊信號(hào)系統(tǒng)緊停控制電纜全部連接到新按鈕接點(diǎn)組上，使得新舊信號(hào)系統(tǒng)均能對(duì)新緊停按鈕進(jìn)行控制。

此方案在新系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，不必對(duì)緊停進(jìn)行倒切操作，當(dāng)新系統(tǒng)正式投入運(yùn)營時(shí)也僅需將舊信號(hào)系統(tǒng)斷電即可，待后續(xù)拆舊施工時(shí)再行對(duì)接至新緊停按鈕上的舊系統(tǒng)控制電纜予以拆除即可。

3.6 車地?zé)o線設(shè)備

鑒于既有舊系統(tǒng)沒有車地采用軌道電路發(fā)碼方式實(shí)現(xiàn)車地信息傳輸，沒有車地?zé)o線設(shè)備，因此不需考慮新舊系統(tǒng)車地?zé)o線設(shè)備影響問題。

結(jié)合設(shè)計(jì)布點(diǎn)位置，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘查，最終確定了車地?zé)o線設(shè)備的安裝方式及設(shè)置位置。車地?zé)o線設(shè)備安裝方式采取墻壁安裝和立桿安裝兩種方式，其中地下站采取在洞體側(cè)面墻壁安裝固定，高架站采取在上下行線路中間立桿安裝固定，并且桿頂部設(shè)置有避雷針。

3.7 車載設(shè)備

鑒于改造工程以不影響運(yùn)營為前提，如需改造既有運(yùn)營列車，需要車上安裝新舊兩套車載信號(hào)設(shè)備，每天測(cè)試時(shí)需要頻繁倒切，并且新系統(tǒng)車載設(shè)備安裝也極其困難，因此，為避免上述情況給改造工程帶來極大麻煩，項(xiàng)目組經(jīng)過充分考慮后借助延伸線資源解決了上述問題，即優(yōu)先啟用延伸線訂購的新車用于既有線改造工程調(diào)試，這樣僅需協(xié)調(diào)車輛廠家優(yōu)先生產(chǎn)新車并組織車輛廠家和信號(hào)廠家優(yōu)先調(diào)試新車即可，夜間調(diào)試新系統(tǒng)時(shí)安排新車上線調(diào)試，白天運(yùn)營時(shí)安排既有運(yùn)營列車正常投入運(yùn)營，兩者相互不受影響，極大降低了改造難度，提高了改造工程效率和安全。

4 結(jié)束語

改造工程以不影響既有線正常運(yùn)營為根本原則，同時(shí)充分考慮考慮安全第一、倒切較少、設(shè)計(jì)規(guī)范與線路實(shí)地情況結(jié)合等因素，確定了各項(xiàng)改造技術(shù)方案，為改造工程的順利開展和實(shí)施提供了重要技術(shù)支撐和保障。

[1] 孫希艷.簡(jiǎn)談地鐵運(yùn)營線信號(hào)系統(tǒng)改造相關(guān)技術(shù)和控制措施[J].鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2015（4）.

[2] 王焱，霍苗苗.淺析城市軌道交通既有線信號(hào)系統(tǒng)升級(jí)改造策略[J].鐵道通信信號(hào)，2013（8）.