QC卡斯柯信號系統(tǒng)列車升級理論

姚靚

摘要：卡斯柯CBTC系統(tǒng)是一個基于無線的列車自動控制系統(tǒng)。它最大的特點是可以無線通信，由列車-地面間周期傳遞列車位置信息和地面-列車間傳遞移動授權(quán)來實現(xiàn)功能?；跓o線通信的CBTC 系統(tǒng)是指通過無線通信方式，來確定列車位置和實現(xiàn)車-地雙向?qū)崟r通信。列車通過軌道上的信標(biāo)，確定列車絕對位置，軌旁 CBTC設(shè)備，根據(jù)各列車的當(dāng)前位置、運行方向、速度等要素，向所管轄的列車發(fā)送“移動授權(quán)”，即向列車傳送運行的距離、最高的運行速度，從而保證列車間的安全間隔距離。

關(guān)鍵詞：軌道交通；卡斯柯CBTC系統(tǒng)

一、CBTC系統(tǒng)特征介紹

無線CBTC采用無線通信系統(tǒng)，通過開放的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了列車與軌旁設(shè)備實時雙向通信，信息量大，并通過采用基于IP標(biāo)準(zhǔn)的列車運行控制結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)列車運行控制。它由ATC子系統(tǒng)：包括CC（車載計算機）、ZC（區(qū)域控制器）及 LC（線路控制器）；DCS子系統(tǒng)；ATS子系統(tǒng)；CI聯(lián)鎖子系統(tǒng)；MSS維護支持子系統(tǒng)組成。

寧天線正線信號系統(tǒng)采用卡斯柯的CBTC信號系統(tǒng)，列車在CBTC模式下的運行基于移動閉塞，列車以CBTC-ATO/CBTC-ATPM模式運行時，司機根據(jù)車載DMI指示以自動駕駛方式或人工駕駛方式運行。列車以CBTC-ATO/CBTC-ATPM模式運行時，列車前方授權(quán)終端范圍內(nèi)的信號機為非點燈狀態(tài)，非CBTC-ATO/CBTC-ATP模式運行的列車前方信號機均為點燈狀態(tài)。

二、BM后備模式系統(tǒng)特征介紹

BM 模式為系統(tǒng)的降級運營模式，它可以針對整條線路也可以僅僅用于一個特定區(qū)段或特定的列車。當(dāng) CBTC 模式功能失效或特殊需要時，能啟動后備模式組織列車運營。后備模式下 ATP/ATO 系統(tǒng)將以聯(lián)鎖、計軸軌道區(qū)段、信號機、道岔及有源信標(biāo)、無線接口按目標(biāo)‐距離方式控制列車運行。

在增強型后備模式下，列車可以通過安裝在軌道上的信標(biāo)和無線從聯(lián)鎖接收軌道上前方信號燈和道岔的信息。這使得系統(tǒng)在正常情況下提供的功能，只能降級提供。

在后備模式下運行采用基于“1個紅燈+1個防護區(qū)段”防護的閉塞方式行車。

三、相關(guān)功能介紹

1、ATP/ATO子系統(tǒng)實現(xiàn)的功能，車載控制器（CC）通過線路上的信標(biāo)進(jìn)行定位，并將定位信息發(fā)送給區(qū)域控制器（ZC），區(qū)域控制器（ZC）向車載控制器（CC）發(fā)送變量（軌旁設(shè)備狀態(tài)〈信號、道岔、區(qū)段占用〉、緊急停車區(qū)域狀態(tài)和授權(quán)終點（EOA）。車載控制器（CC）根據(jù)授權(quán)終點（EOA）計算運行速度。正線只設(shè)置一套線路控制器LC，位于葛塘站的信號設(shè)備室內(nèi)。線路控制器（LC）采用3取2冗余技術(shù)，管理數(shù)據(jù)版本和臨時限速、時鐘同步。

2、計算機聯(lián)鎖子系統(tǒng)CI實現(xiàn)的功能

實現(xiàn)與ZC 接口，負(fù)責(zé)把本區(qū)域內(nèi)的信號機和道岔狀態(tài)、列車進(jìn)路設(shè)置情況、保護區(qū)段的建立、區(qū)間運行方向、聯(lián)鎖處理結(jié)果等信息發(fā)送給相應(yīng)的ZC，并接收ZC 發(fā)送的列車位置等相關(guān)信息。實現(xiàn)與車載CC 的接口，接收車載系統(tǒng)發(fā)送的站臺門動作信息，通過安全型繼電器實現(xiàn)與站臺門系統(tǒng)的接口。實現(xiàn)與ATS 的接口，接收車站ATS 分機的控制命令，并把站場顯示信息傳送給車站ATS分機和OCC ATS；同時接收并顯示ATS 分機發(fā)送的列車識別號。負(fù)責(zé)和LEU 接口，在后備模式下向車載系統(tǒng)提供軌旁信號和道岔的相關(guān)信息。

3、數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)DCS實現(xiàn)的功能

DCS由無線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)管系統(tǒng)組成。

有線網(wǎng)絡(luò)：為信號系統(tǒng)提供一條無縫的數(shù)據(jù)傳輸通道，保證信號應(yīng)用軌旁數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡臏?zhǔn)確性。同時也為 車地通信的接口提供服務(wù)。

無線網(wǎng)絡(luò)：實現(xiàn)車載信號設(shè)備與軌旁信號設(shè)備之間的無線通信。

網(wǎng)管系統(tǒng)：SDH網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)用于管理SDH網(wǎng)絡(luò)。

四、列車升降級處置原則

1、列車在ZC邊界處降級

降級列車占用的計軸區(qū)段與ZC邊界±300米重疊（方州廣場至沈橋區(qū)間的G1426-G1502、G1425-G1501計軸區(qū)段，龍池至化工園下行的G1005-G1101，六合開發(fā)區(qū)至龍池上行區(qū)間的G1010-G1102計軸區(qū)段，信息工程大學(xué)至卸甲甸上行區(qū)間的G0408-G0502計軸區(qū)段，卸甲甸至高新開發(fā)區(qū)下行的G0501-G0403計軸區(qū)段，這6個計軸區(qū)段與ZC邊界±300米重疊），行調(diào)需確認(rèn)列車與前方計軸邊界的距離。

1.1、距前方信號機300米內(nèi)

司機明確距前方X0401/X0502/X1001/X1102/X1502/X1413信號機在300米內(nèi)（以司機目視距離為準(zhǔn)，相關(guān)信號機在司機目視范圍以外時，視為超過300米。下同），行調(diào)令司機RM模式運行尋碼，若運行400米后仍未升級為CBTC/BM，行調(diào)令其切除ATP運行至前方站恢復(fù)ATP嘗試升級。

1.2、距前方信號機300米外

司機明確列車距前方X0401/X0502/X1001/X1102/X1502/X1413信號機超過300米，行調(diào)令其切除ATP運行至前方站恢復(fù)ATP嘗試升級。

2、列車在非ZC邊界處降級

2.1、在區(qū)間降級的處置

列車在區(qū)間降級，行調(diào)令降級列車司機RM模式運行，若運行400米后仍未升級為CBTC/BM，行調(diào)令其切除ATP運行至前方快速升級站臺恢復(fù)ATP嘗試升級。

2.2、在站臺區(qū)域降級的處置

根據(jù)寧天線的線路特點，全線除六合開發(fā)區(qū)下行站臺、信息工程大學(xué)下行站臺，其余站臺均為快速升級站臺。

a）列車在進(jìn)站時降級，若還沒有對標(biāo)停穩(wěn)，采取RM模式進(jìn)站對標(biāo)，上下客完畢后繼續(xù)RM模式動車出站升級。若RM模式出站運行400m后仍不成功，行調(diào)應(yīng)立即通知司機改為NRM模式運行至終點；

b）若列車在對標(biāo)完畢后降級，在快速升級站采取RM模式動車出站；六合開發(fā)區(qū)下行站臺、信息工程大學(xué)下行站臺采取NRM模式動車出站，并視情在快速升級站再次嘗試RM模式出站升級，若RM模式出站運行400m后仍不成功，行調(diào)應(yīng)立即通知司機改為URM模式運行至終點；

2.3、在折返線降級的處置

列車在折返線產(chǎn)生降級故障，同時利用備用車替換該車運營。遇折返線無備用車可用時，司機在折返線處置后，RM模式動車至站臺，若沒有升級，行調(diào)須確認(rèn)降級列車的定位、通信是否正常。

a）降級列車有定位無通信

列車開關(guān)門作業(yè)完畢后，采用BM模式運行至終點站；若出站后沒有升級，采用NRM模式運行至終點站，視情退出服務(wù)。

b）降級列車無定位有通信

列車開關(guān)門作業(yè)完畢，采用NRM模式運行至終點站退出服務(wù)。

c）降級列車無定位無通信

列車開關(guān)門作業(yè)完畢，行調(diào)令司機利用停站時間重啟車載ATC后，RM模式動車出站嘗試升級，若沒有升級，則采用NRM模式運行至終點站退出服務(wù)。

2.4、在轉(zhuǎn)換軌降級的處置

庫內(nèi)出車時，列車在轉(zhuǎn)換軌產(chǎn)生降級故障，行調(diào)應(yīng)確認(rèn)降級列車的定位、通信是否正常，同時利用備用車替換該車運營。遇庫內(nèi)無備用車可用時，司機在轉(zhuǎn)換軌處置后（在轉(zhuǎn)換軌如何處置等測試后通號中心發(fā)技術(shù)聯(lián)系單確認(rèn)，以免發(fā)生3月16日故障情況），RM模式動車通過X0709/X0710信號機，若沒有升級，行調(diào)令司機利用葛塘站停站時間重啟車載ATC后，RM模式動車出站嘗試升級，仍沒有升級為CBTC/BM模式，則采用NRM模式運行至終點站退出服務(wù)。

2.5、同一地點連續(xù)降級（非折返線）

若在同一地點/區(qū)段連續(xù)兩列車均降級，行調(diào)須確認(rèn)降級列車的定位、通信是否正常。

a）降級列車有定位無通信

行調(diào)令后續(xù)列車司機在進(jìn)入關(guān)系區(qū)段前一站改為強制BM模式駕駛，通過關(guān)系區(qū)段運行至下一站，恢復(fù)CBTC駕駛。

b）降級列車無定位有通信

行調(diào)令后續(xù)列車司機在進(jìn)入關(guān)系區(qū)段前一站改為NRM模式駕駛，通過關(guān)系區(qū)段運行至快速升級站，嘗試RM模式出站升級。

c）降級列車無定位無通信

行調(diào)令后續(xù)列車司機在進(jìn)入關(guān)系區(qū)段前一站改為NRM模式駕駛，通過關(guān)系區(qū)段運行至快速升級站，嘗試RM模式出站升級。

3、追蹤非受控列車運行間隔

CBTC列車追蹤非受控列車（RM/NRM/BM）運行，需間隔一站一區(qū)間以上的行車間隔。行調(diào)可視情令CBTC列車改為強制BM模式追蹤非受控列車運行。

4、列車故障救援（降級情況ZC/LC/SDH，）

原則上故障車司機在接到行調(diào)通知停止故障處理的命令后，因恢復(fù)車載ATP便于救援車前往救援。故障車與救援車連掛后必須切除車載ATP，采用NRM駕駛至下線地點。

（作者單位：南京地鐵運營有限責(zé)任公司）