地鐵聯(lián)絡線的信號系統(tǒng)接口設計方案探討

李煥利

中鐵九局集團電務工程有限公司 遼寧沈陽 110001

列車存在送大修廠、跨線調車作業(yè)、新車運輸?shù)瓤缇€運行作業(yè)需要，因此地鐵線路間就需要在本線和其他線路之間設置聯(lián)絡線。聯(lián)絡線上兩線分界信號機設置方式一般分以下兩種情況：實體信號機；虛擬信號機。聯(lián)絡線分界處應優(yōu)先設置實體信號機，不具備設置實體信號機的情況（限界限制），可設置虛擬信號機。在信號系統(tǒng)設計過程中，我們對于不同線路之間的設置方式，分析其接口設計原則、以及不同的接口傳遞信息，以確保地鐵線路間轉線作業(yè)安全可靠。

1 工程概況

結合某市地鐵1號線與6號線聯(lián)絡線的特點，對聯(lián)絡線的設計方案進行探討。某市地鐵1號線與6號線之間的進行轉線作業(yè)時，列車的駕駛模式采用人工駕駛模式（RM）或非限制人工駕駛模式（NRM），同時司機按照接發(fā)車進路始端信號機的顯示行車，信號機的顯示須遵守聯(lián)絡線接口設計的聯(lián)鎖關系。

傳統(tǒng)的設計方案。在傳統(tǒng)的設計方案中，1號線與6號線的分界點為聯(lián)絡線中間位置，1號線與6號線的終端計軸交叉布置，保證聯(lián)絡線上的軌道區(qū)段無盲區(qū)；信號機為并置設計。圖1中接口處的信號設備軌道區(qū)段L1DG，信號機XL1以及道岔W1屬于1號線聯(lián)鎖控制范圍；軌道區(qū)段L6DG，信號機XL6以及道岔W2屬于6號線聯(lián)鎖控制的范圍。此方案在目前國內大部分地鐵項目得到了應用[1]。

圖1 傳統(tǒng)接口信號設備設計

該方案已經(jīng)在全國大部分地鐵線路上得到了應用，安全性得到可靠驗證。但在具體施工過程中還存在不足，由于L1DG（L6DG）是有三個計軸點組成的計軸區(qū)段，不管道岔W1（W2）處在定位還是反位，只要L1DG（L6DG）有車占用，就會將L1DG（L6DG）GJ落下狀態(tài)傳遞給6號線（1號線），此時會對運營造成以下問題，以1號線為例：當1號線的軌道區(qū)段L1DG故障時，1號線會將軌道區(qū)段L1DG設置為ARB，此時不會影響1號線CBTC列車的正常運行，但是當6號線正常運營的列車運行到L6DG處時，1號線收到L6DGGJ落下的狀態(tài)，將L6DG設置為非CTC占用，根據(jù)CBTC信號系統(tǒng)故障導向安全原則，當L1DGARB時，相鄰的軌道L6DG為非CBTC占用時，L1DG也會被置為非CBTC占用的狀態(tài)，此時將會影響1號線CBTC列車的正常運營，導致故障擴大化。

2 地鐵聯(lián)絡線的信號系統(tǒng)接口設計方案

2.1 設置實體信號機分隔的站聯(lián)

（1）轉線進路的辦理。當一列車因作業(yè)需要準備從6號線進入1號線時，在1號線操作人員辦理完成接車進路，鎖閉道岔W0801并且開放X0803接車信號后，6號線操作人員才能辦理6號線向1號線的發(fā)車進路和開放信號機。反之亦然。

（2）轉線進路的解鎖當接車和發(fā)車進路都鎖閉后，1號線的接車進路不可隨意解鎖，必須確保6號線的發(fā)車進路先行解鎖，1號線的接車進路才能隨之解鎖，反之亦然。正常情況下，接車和發(fā)車進路跟隨列車經(jīng)過順序解鎖。當接近區(qū)段沒有被列車占用時，此時取消發(fā)車進路，可立即解鎖。當接近區(qū)段被列車占用時，此時取消發(fā)車進路，需進行延時才能解鎖[2]。

2.2 設置虛擬信號機分隔的站聯(lián)

（1）轉線進路的辦理．未有列車轉線作業(yè)需求時，雙方禁止辦理經(jīng)道岔反位的進路，并且需要把聯(lián)絡線道岔單鎖在定位。當1號線向6號線辦理轉線作業(yè)時。6號線操作人員辦理接車進路，接車進路鎖閉后，6號線人機界面上的虛擬信號機X6803顯示黃燈，6號線聯(lián)鎖向1號線聯(lián)鎖輸出同意轉線信息。1號線操作人員在收到6號線同意接車信息后，才能辦理至聯(lián)絡線的發(fā)車進路。反之亦然。如果發(fā)車方判斷接車方的同意轉線信息丟失，則立即關閉發(fā)車信號。當需要單操W0604道岔至反位時，1號線必須得到6號線值班員同意并辦理接車進路后，方可單操（含辦理進路）道岔至反位。當?shù)啦碓诮怄i狀態(tài)時，如需操作道岔至定位位置時，此時不需經(jīng)對方同意。當雙方在各自的正線上進行經(jīng)由道岔定位的作業(yè)時，應不間斷檢查對方道岔在定位。

（2）轉線進路的解鎖。轉線進路的解鎖方式與設置實體信號機的情況一樣。待發(fā)車進路先解鎖后，隨即可以取消解鎖接車進路。進路解鎖后，雙方監(jiān)控范圍內的道岔由各自操作人員分別人工操控道岔至定位位置。

2.3 取消非集中站信號設備房

根據(jù)對既有地鐵信號系統(tǒng)設備調查，在非集中站設備房設立的設備有電源設備、分線柜等，設備較少，設備房有很大的閑置。電源設備的作用是為光電轉換器、ATS工作站、列車發(fā)車指示器和其他非安全設備提供穩(wěn)定的不間斷電源，對設備的利用率不高；分線柜的作用是為光電轉換器提供安裝位置和為非集中站的屏蔽門、緊急停車按鈕、列車發(fā)車指示器等設備進行分、配線，柜內需要配置的配線端子很少，對分線柜的利用率極低，存在著極大的浪費。取消非集中站設備房后，根據(jù)設備需求可以與通信專業(yè)協(xié)議所需電源需求；光電轉化器可以整合在IBP盤柜下方；同時在IBP盤增加配線端子可以滿足站臺設備的分、配線。

2.4 屏蔽門系統(tǒng)和地鐵信號系統(tǒng)接口設計

地鐵運行信號系統(tǒng)與屏蔽門構成方面，一般而言，尤其是程序與運行細節(jié)方面，有很大的抽象性，一旦出現(xiàn)問題，乃至是簡單的維修方面，都有著很大的難度以及很高的門檻，我們只是通過文字表述很難清楚闡述，故而解決方式并不在此處，而是需要徹底化的舍棄此種方式，運用智能化的技術全盤處理。

屏蔽門以及信號系統(tǒng)的應用，目的是為了服務乘客，提高效率降低人力成本的，但是完成以上方面，需要遵守一個共同的前提，即是安全，這就是屏蔽門以及信號系統(tǒng)的本質要求。首先應該是對于屏蔽門的要求，在地鐵車輛還未進入站臺之時，屏蔽門需要處于關閉狀態(tài)，當?shù)罔F列車進入站臺的時候，屏蔽門依然要處于關閉的狀態(tài)。同理，當?shù)罔F列車進入站臺之后，確保地鐵列車平穩(wěn)停下之后，列車的屏蔽門也需要保持站臺乘客的安全之后，方可進行開門處理，而開門直到乘客全部進入車廂，或者是并無乘客站在車門口處，方可進行車廂門關閉。在這個過程中，列車門的關閉主要依靠感應器的感應，在許多大城市（一線城市居多）的早晚高峰期，乘客人員極為多，因此只有將乘客安全確保無誤之后，方可進行關閉地鐵列車的車門[3]。列車的車廂門開關控制必須要和屏蔽門進程相結合，這便是信號系統(tǒng)在其中相協(xié)調作用，只有在屏蔽門打開之后，地鐵列車的車廂門方可以打開，若是地鐵列車的車廂門關閉之后，屏蔽門在信號系統(tǒng)接受的指令，必然是關閉屏蔽門的信號。所以在這方面來看，列車的車廂門與地鐵站臺的屏蔽門，在開關之時應該是處于同步進行的（只能說是相對同步），而列車在后期的開動，務必需要確保屏蔽門處于關閉狀態(tài)之后，命令指令信號方可傳達至即將開動的地鐵列車，允許列車可以開行。

2.5 多通道信號檢測系統(tǒng)在地鐵列車上的應用

節(jié)點電路在列車運營過程中用于車輛命令的傳輸及反饋，其性能的好壞直接影響地鐵運行的穩(wěn)定性。為了提高地鐵的運營質量，對地鐵車輛節(jié)點電路進行監(jiān)測是必不可少的環(huán)節(jié)。在對地鐵檢修維護過程中，傳統(tǒng)上僅是對節(jié)點電路連接線纜緊固性、外觀等情況進行檢查，且節(jié)點電路根據(jù)不同的用途，采用壓接工藝及端子也有所不同，車輛在抖動狀態(tài)下連接可靠性不能持續(xù)跟蹤判定。列車運行中，若出現(xiàn)節(jié)點信號丟失的偶發(fā)故障，會對列車運行可靠性帶來很大的影響。對于不同節(jié)點電路的性能檢測和數(shù)據(jù)記錄，目前并沒有任何的檢修手段。地鐵列車上所運用的節(jié)點電路會因為所處的位置不同而存在連接差異，給地鐵運營造成一定的安全隱患，所以，設計一個能夠實時跟蹤檢測不同狀態(tài)下的節(jié)點電路信號監(jiān)測系統(tǒng)是十分必要的。

該系統(tǒng)采用多通道檢測記錄，可以作為裝車在線監(jiān)測設備，實時分析節(jié)點電路數(shù)據(jù)狀態(tài)以及設定的報警參數(shù)等，并通過RS485總線傳輸給各個主控單元，在SD卡記錄各個通道的數(shù)據(jù)值。再由RS485總線傳輸各通道數(shù)據(jù)值到主機主控ARM電路，在彩色觸摸顯示屏上進行呈現(xiàn)各個通道數(shù)值曲線圖以及報警狀態(tài)值。將記錄有通道數(shù)據(jù)的SD卡取出，可以通過PC端自主開發(fā)的解析軟件進行離線數(shù)據(jù)分析，選擇時間段加載對應的數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)出整體的數(shù)據(jù)曲線圖，也可進行單點位選擇呈現(xiàn)某時刻的曲線狀態(tài)。

3 結語

目前國內城市建設地鐵越來越多的考慮乘客乘車的方便，不同線路之間同臺換乘的設計越來越多，同臺換乘線路之間建立聯(lián)絡線必然導致聯(lián)絡線場段較短且存在相互超限的情況，此時某市1號線與6號線的聯(lián)絡線接口設計最終方案可以很好地解決系統(tǒng)可用性和超限情況。