軌道交通信號系統(tǒng)兩站合一改造項目的方案設(shè)計

聶旻 李美健 邱月嬌

摘 要：由于前進(jìn)大街衛(wèi)星路互通立交橋的建設(shè)與目前輕軌前進(jìn)西街站站位產(chǎn)生沖突，需要廢除現(xiàn)有前進(jìn)西街站，并改造交叉路口部分線路。本文中的方案在不影響立交橋施工以及輕軌運(yùn)營的前提下，結(jié)合長春軌道交通信號系統(tǒng)改造工程，以及合并原前進(jìn)西街及前進(jìn)大街站而引起的信號系統(tǒng)設(shè)備改造，來闡述信號系統(tǒng)改造的方案設(shè)計。

關(guān)鍵詞：軌道交通；信號系統(tǒng)改造

中圖分類號：U284；U239.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）02-0076-03

Scheme Design of Rail Transit Signal System Two Stations in One Transformation Project

——Take forward station and west forward station revamping project of changchun line 3 as an example

NIE Min，LI Meijian，QIU Yuejiao

（Changchun Railway Traffic Group Co.，Ltd.，Changchun 130000，China）

Abstract：With the construction of the interchange bridge between the forward street and the satellite road，which conflicts with the route position of the west forward street station of the urban transit，it is necessary to abolish the existing west forward street station and reconstruct the intersections.This paper，combined with the reconstruction project of Changchun urban transit signal system without affecting the construction of interchange and the operating of the light rail，merge the west forward street station and the forward street station，and elaborate a case study of signal system modification project.

Keywords：urban transit；signal system modification

0 引 言

前進(jìn)西街站與前進(jìn)大街站屬于輕軌一期工程的車站，位于前進(jìn)大街與衛(wèi)星路交叉路口的兩側(cè)，兩站都是側(cè)式站臺。每側(cè)站臺端部分別設(shè)置進(jìn)出站檢票設(shè)備的站房。兩站間距只有不到400米，如圖1所示。

圖1 前進(jìn)西街站與前進(jìn)大街站位置衛(wèi)星圖

前進(jìn)大街與衛(wèi)星路互通立交橋的建設(shè)與目前前進(jìn)西街站站位產(chǎn)生沖突，需要廢除現(xiàn)有前進(jìn)西街站，及改造交叉路口部分線路。在不影響立交橋施工以及輕軌運(yùn)營的前提下，在立交橋施工期間，已建設(shè)一個簡易臨時站進(jìn)行了過渡；根據(jù)立交橋建設(shè)后道路規(guī)劃，在立交橋下新建一座車站：即前進(jìn)大街站（新），并合并原本站間距過?。ú蛔?00米）的前進(jìn)大街站。

本工程拆除一期工程兩座車站，并在兩站之間新設(shè)前進(jìn)大街站（新）。車站概況如表1所示。

注：車站站臺有效長度65m。

1 一期工程概述

輕軌一期工程始于長春火車站站，止于衛(wèi)光街站，是3 號線的一期工程，線路全長13.93公里，共設(shè)置車站17座，分別是長春火車站站、芙蓉橋站、遼寧路站、南昌路站、西安橋站、解放橋站、朝陽橋站、寬平橋站、湖西橋站、撫松路站、南湖大街站、硅谷大街站、湖光路站、南湖大街站、硅谷大街站、湖光路站、前進(jìn)西街站、前進(jìn)大街站、衛(wèi)明街站、衛(wèi)光街站。其中，長春火車站站、寬平橋站、湖光路站、衛(wèi)光街站是有岔站，其它車站均為無岔站。一期均為地面線，十處平交道口，站臺全部為側(cè)式站臺。工程于2001年12月28日建成通車。

基于當(dāng)時的技術(shù)條件和建設(shè)投資規(guī)模，一期工程信號系統(tǒng)的配置也僅僅由調(diào)度集中子系統(tǒng)（CTC）、車站6502繼電聯(lián)鎖子系統(tǒng)、25Hz相敏軌道電路和ZD6型直流電動轉(zhuǎn)轍機(jī)等設(shè)備組成，沒有配置列車自動防護(hù)子系統(tǒng)（ATP），湖光路車輛采用了DS6-11微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。運(yùn)營采用地面色燈信號機(jī)顯示為主體信號，司機(jī)采用無ATP防護(hù)下的人工駕駛模式，所有列車（裝有車載ATP設(shè)備的列車或沒有裝備車站ATP設(shè)備的列車）均以站間閉塞方式運(yùn)行，不能實(shí)現(xiàn)在ATP防護(hù)下的追蹤運(yùn)行。

二期因建設(shè)時間較晚，信號系統(tǒng)采用了FZL型列車超速防護(hù)系統(tǒng)，聯(lián)鎖系統(tǒng)采用了DS6-11聯(lián)鎖子系統(tǒng)，控制中心與一期合用中心CTC系統(tǒng)，軌旁采用FZL數(shù)字軌道電路，裝有車載ATP設(shè)備的列車可以在二期線路范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)ATP防護(hù)下的追蹤運(yùn)行或以站間閉塞方式運(yùn)行，沒有裝備車站ATP設(shè)備的列車只能以站間閉塞方式運(yùn)行。

由于一期工程信號系統(tǒng)配置較低，無ATP軌旁設(shè)備，輕軌列車在一期工程線路上只能在人工駕駛模式下行駛，列車運(yùn)行安全完全由司機(jī)人為保證。

因此，2009年啟動了對一期工程信號系統(tǒng)的改造，統(tǒng)一長春輕軌一、二期信號系統(tǒng)的制式，實(shí)現(xiàn)真正意義上的貫通運(yùn)營，改造方案為采用與二期工程相同的通號集團(tuán)的FZL型準(zhǔn)移動信號控制系統(tǒng)，拆除既有的6502繼電聯(lián)鎖和25Hz相敏軌道電路設(shè)備，新增DS6-60計算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)（與二期工程接駁站增加DS6-11/DS6-60協(xié)議轉(zhuǎn)換器）和列車自動防護(hù)子系統(tǒng)（ATP）（合稱區(qū)控中心設(shè)備）、FZL型數(shù)字無絕緣軌道電路及環(huán)路設(shè)備、CTC車站分機(jī)。改造工程已于2013年11月投入使用。

2 改造范圍

（1）正線前進(jìn)西街站至前進(jìn)大街站范圍內(nèi)的信號設(shè)備；（2）拆除前進(jìn)西街站及前進(jìn)大街站；（3）新建前進(jìn)大街站（新）；（4）1座控制中心CTC設(shè)備的升級改造；（5）衛(wèi)明街控區(qū)的升級改造；（6）一、二期55列車車載ATP設(shè)備的升級改造。

3 設(shè)計方案

一期改造工程信號系統(tǒng)采用了中國通號公司的FZL型準(zhǔn)移動信號控制系統(tǒng)，全部列車也裝載了中國通號的FZL型車載設(shè)備。本工程新增的前進(jìn)大街站（新）及拆除的前進(jìn)西街站、前進(jìn)大街站均屬于一期工程衛(wèi)明街控區(qū)管轄范圍內(nèi)，若在一期改造工程信號系統(tǒng)基礎(chǔ)上，實(shí)施對本工程的信號系統(tǒng)改造，并將新建的前進(jìn)大街站（新）設(shè)計為非集中站，劃歸衛(wèi)明街控區(qū)管轄，能夠最大限度的節(jié)約投資成本、又易于實(shí)施，并有利于本工程與一期工程的無縫銜接。

一期改造工程的信號系統(tǒng)采用CTC子系統(tǒng)+DS6-60/ATP計算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)，具體設(shè)備組成如下：

（1）控制中心CTC設(shè)備；（2）CTC車站分機(jī)；（3）區(qū)域控制中心設(shè)備：DS6-60/ATP聯(lián)鎖設(shè)備；（4）車載ATP設(shè)備；（5）無絕緣數(shù)字軌道設(shè)備；（6）信號智能電源屏；（7）信號機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)及發(fā)車計時器；（8）緊急關(guān)閉按鈕。

3.1 控制中心CTC設(shè)備

控制中心設(shè)備是ATC系統(tǒng)監(jiān)控的核心部分。在正常情況下，控制中心調(diào)度員通過中心調(diào)度員工作站監(jiān)督全線的列車運(yùn)行情況。本工程拆除一期工程兩座車站、新建一座車站，控制中心CTC設(shè)備須進(jìn)行相應(yīng)地升級改造。

為了降低本次工程改造的投資成本，并盡可能減小對既有線正常運(yùn)營的干擾，本工程僅在既有的控制中心CTC 硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上對軟件進(jìn)行修改、升級，主要包括：

（1）更新數(shù)據(jù)庫中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；（2）對線路組態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新；（3）重新編制時刻表和運(yùn)行圖；（4）測試本工程部分和CI、ATP/ATO等子系統(tǒng)的連接；（5）對中心CTC與外部系統(tǒng)（如SCADA、時鐘系統(tǒng)、無線系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、綜合表示屏）的接口進(jìn)行升級等。

在本工程實(shí)施時，建議在非運(yùn)營時段進(jìn)行軟件倒替，并進(jìn)行調(diào)試；且在運(yùn)營前，倒替回原有系統(tǒng)，并進(jìn)行測試，以確保運(yùn)營安全。在完成所有調(diào)試后，進(jìn)行系統(tǒng)的最終升級替換。

3.2 CTC車站分機(jī)

正線的信號設(shè)備采用集中設(shè)置的方式，一期工程在遼寧路站、解放橋站、湖光路站、衛(wèi)明街站等設(shè)備集中站各設(shè)置一套CTC車站分機(jī)，通過冗余通信網(wǎng)絡(luò)與中心CTC設(shè)備相連。當(dāng)中心CTC發(fā)生故障，車站CTC分機(jī)仍可按下載的時刻表監(jiān)控線路運(yùn)營，實(shí)現(xiàn)CTC的車站自動控制功能。

本工程拆除前進(jìn)西街站、前進(jìn)大街站，新建前進(jìn)大街站（新），拆除及新建車站均為非集中站無室內(nèi)設(shè)備，不涉及車站CTC分機(jī)的搬遷及新設(shè)等工作，僅需在所屬控區(qū)的CTC車站分機(jī)（衛(wèi)明街站CTC車站分機(jī)）上進(jìn)行軟件修改、升級，與中心CTC升級類似，主要包括：

（1）更新數(shù)據(jù)庫中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；（2）對線路組態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新；（3）測試本工程部分和CI、ATP/ATO等子系統(tǒng)的連接等。

在本工程實(shí)施時，建議在非運(yùn)營時段進(jìn)行軟件倒替，并進(jìn)行調(diào)試；且在運(yùn)營前，倒替回原有系統(tǒng)，并進(jìn)行測試，確保運(yùn)營安全。在完成所有調(diào)試后，進(jìn)行系統(tǒng)的最終升級替換。

3.3 區(qū)域控制中心設(shè)備

一期工程在每個設(shè)備集中站設(shè)置一套區(qū)域控制中心設(shè)備，用以實(shí)現(xiàn)對管轄車站的進(jìn)路控制、完成管轄范圍內(nèi)地面ATP功能，并與相鄰設(shè)備集中站的區(qū)域控制中心設(shè)備交換信息，實(shí)現(xiàn)對在線列車的連續(xù)監(jiān)控。

本工程須對衛(wèi)明街站區(qū)控中心設(shè)備進(jìn)行軟、硬件修改，以適應(yīng)本工程對一期工程站場網(wǎng)絡(luò)、車站布置配置的調(diào)整，主要包括：

（1）修改聯(lián)鎖表；（2）拆除、增加驅(qū)動采集設(shè)備；（3）拆除必要的軌旁設(shè)備和車站設(shè)備的接口，將新增設(shè)備，例如信號機(jī)、緊急關(guān)閉按鈕等信息接入接口柜；（4）更換車站工程化數(shù)據(jù)；（5）對相鄰控區(qū)的區(qū)控中心設(shè)備的接口進(jìn)行升級等。

本工程實(shí)施時，新建設(shè)備可以先獨(dú)立進(jìn)行調(diào)試，接口內(nèi)容可采用模擬的形式。待獨(dú)立調(diào)試結(jié)束后，利用穿插調(diào)試（運(yùn)營結(jié)束期間調(diào)試運(yùn)營時恢復(fù)）的手段進(jìn)行系統(tǒng)的接口調(diào)試，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域控制中心設(shè)備的有效銜接，而且不影響既有線路的正常運(yùn)營。

3.4 車載ATP設(shè)備

二期工程共配置列車55列，每列列車的頭、尾車各設(shè)一套車載ATP設(shè)備，用于保障列車運(yùn)行安全和實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行間隔控制。

車載數(shù)據(jù)庫有關(guān)線路信息（坡度信息等）保存在ATP車載系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生線路變更或者車站變更時，首先將新的線路信息載入當(dāng)前的車載數(shù)據(jù)庫，然后將變更前的線路數(shù)據(jù)更新，線路數(shù)據(jù)庫更新后，系統(tǒng)才可正常運(yùn)行。

當(dāng)數(shù)據(jù)更新后，車載ATP設(shè)備將按照新的線路數(shù)據(jù)和接收到的新的地面數(shù)據(jù)計算，并生成新的速度曲線，按新線路條件的數(shù)據(jù)進(jìn)行列車控制。

因此，本工程須對一、二期55列運(yùn)營列車的車載設(shè)備進(jìn)行軟件升級，建議利用非運(yùn)營時間進(jìn)行軟件改造及調(diào)試。

3.5 無絕緣數(shù)字軌道設(shè)備

數(shù)字無絕緣軌道電路具有列車占用檢測和信息傳遞的作用。軌道電路把聯(lián)鎖/ATP計算機(jī)發(fā)出的命令傳遞給列車，同時也把列車的位置信息（以軌道電路區(qū)段為單位）返回給聯(lián)鎖/ATP計算機(jī)，聯(lián)鎖/ATP計算機(jī)據(jù)此形成對后續(xù)列車的控制命令。

在1.0歐姆道碴電阻條件下，發(fā)送或接收傳輸電纜長度為2.5km時，軌道電路長度無岔區(qū)段不大于350米，道岔區(qū)段不大于100米，最小不少于50米。一期改造工程配置的軌道區(qū)段如圖2所示。

車站的有效站臺長度為65m，新建車站的公里標(biāo)為K11+741.922～K11+806.922，位于一期改造工程410G、409G軌道電路區(qū)段內(nèi)。為降低改造工程的投資成本及改造工作量，數(shù)字軌道電路區(qū)段不進(jìn)行調(diào)整。

4 工程的實(shí)施及倒接方案

4.1 工程的實(shí)施

因一期工程為既有運(yùn)營線路，運(yùn)營時間為每天6時到21時30分，在非運(yùn)營時間進(jìn)行施工，把施工對運(yùn)營的影響降到最低，處理好施工與運(yùn)營之間的矛盾，必須做好以下工作：（1）配線的校對；（2）局部電路試驗；（3）模擬聯(lián)鎖試驗；（4）確保按聯(lián)鎖區(qū)倒接一次成功。

4.2 系統(tǒng)的倒接

正線車站倒接過程中，要停止倒接范圍內(nèi)的信、聯(lián)、閉的使用，采用路票或其它人工方式組織行車，倒接完成后可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地操作。待正線車站倒接完成后，進(jìn)行控制中心一期CTC系統(tǒng)的倒接工作，實(shí)現(xiàn)一期工程的中心控制，閉塞方式采用自動站間閉塞。

最后進(jìn)行ATP系統(tǒng)的車地聯(lián)合調(diào)試，實(shí)現(xiàn)列車按準(zhǔn)移動閉塞方式追蹤運(yùn)營，至此，完成系統(tǒng)的全功能開通。

5 結(jié) 論

本文結(jié)合長春市軌道交通3號線前進(jìn)站、前進(jìn)西站改造工程，淺談了信號系統(tǒng)升級改造方案設(shè)計，討論了如何在不間斷運(yùn)營的情況下進(jìn)行信號系統(tǒng)的工程實(shí)施，并為后續(xù)軌道交通信號系統(tǒng)改造提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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