城市軌道交通延伸線工程 信號(hào)系統(tǒng)過(guò)渡改造方案分析

鄒強(qiáng)

摘 要：城市軌道交通延伸線工程的過(guò)渡改造方案是影響整個(gè)工程實(shí)施的關(guān)鍵因素，文章以長(zhǎng)春市軌道交通 3 號(hào)線一期工程延伸線信號(hào)系統(tǒng)過(guò)渡改造為背景，通過(guò)對(duì)信號(hào)系統(tǒng)改造實(shí)際情況進(jìn)行分析，提出過(guò)渡改造方案，為后續(xù)城市軌道交通延伸線工程過(guò)渡改造及過(guò)渡運(yùn)營(yíng)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;延伸線工程;信號(hào)系統(tǒng);改造方案

中圖分類號(hào)：U239.3

0 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，既有線路通過(guò)延伸改造以適應(yīng)不斷擴(kuò)大的城市規(guī)模，逐漸成為了城市軌道交通建設(shè)的一種形式。伴隨著汽車保有量增大帶來(lái)的擁堵、能源消耗、環(huán)境污染等問(wèn)題，軌道交通憑借節(jié)能、環(huán)保、高效等優(yōu)點(diǎn)在城市交通系統(tǒng)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。延伸線工程涉及到既有工程的過(guò)渡改造，如何在保證工程建設(shè)的前提下減少對(duì)既有線路運(yùn)營(yíng)的影響是延伸線過(guò)渡改造工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。信號(hào)系統(tǒng)是保障列車運(yùn)行安全、保證線路運(yùn)營(yíng)效率的重要系統(tǒng)，涉及維持運(yùn)能及行車安全，在改造期間必然對(duì)運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生影響。選擇合適的信號(hào)系統(tǒng)過(guò)渡改造方案，能夠降低過(guò)渡工程對(duì)既有線路運(yùn)營(yíng)的影響。

1 工程概況

長(zhǎng)春市軌道交通3號(hào)線一期工程延伸線線路全長(zhǎng)5.476km，共新建車站4座（遼寧路站、長(zhǎng)春南廣場(chǎng)站、東廣場(chǎng)站、偽皇宮站），全部為地下站，其中有道岔車站3座（遼寧路站、長(zhǎng)春南廣場(chǎng)站、偽皇宮站），無(wú)道岔車站1座（東廣場(chǎng)站）。長(zhǎng)春南廣場(chǎng)站是長(zhǎng)春火車站南廣場(chǎng)交通樞紐工程的一部分，車站的主體結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)、出入口、風(fēng)道及部分設(shè)備工程等已由長(zhǎng)春市軌道交通三期4 號(hào)線工程完成。

3號(hào)線一期工程延伸線施工時(shí)涉及到既有西安橋站過(guò)渡改造，既有遼寧路站、芙蓉橋站、長(zhǎng)春火車站站拆除，過(guò)渡改造的目的是保證延伸線工程不影響既有線路的正常運(yùn)營(yíng)。

3號(hào)線一期遼寧路（既有）聯(lián)鎖區(qū)控制范圍包括西安橋站、芙蓉橋站、遼寧路站（既有設(shè)備集中站）、長(zhǎng)春火車站站4座車站，本文對(duì)過(guò)渡改造工程的信號(hào)設(shè)備增減及方案進(jìn)行分析，提出過(guò)渡改造和過(guò)渡運(yùn)營(yíng)的可行性方案并對(duì)方案進(jìn)行分析比對(duì)。

2 土建方案概述

延伸線土建工程在既有西安橋站后設(shè)置U型槽過(guò)渡段（見(jiàn)圖1），線路通過(guò)過(guò)渡段后進(jìn)入地下，既有遼寧路站、長(zhǎng)春火車站站廢棄，新建4座車站為地下站。過(guò)渡改造工程在既有西安橋站至既有芙蓉橋站區(qū)間上行線增設(shè)臨時(shí)線，下行線增設(shè)1組單動(dòng)道岔和1組復(fù)式交分道岔，過(guò)渡改造工程實(shí)施完成前拆除既有芙蓉橋站。過(guò)渡方案完成后利用臨時(shí)線及改造完成的既有正線臨時(shí)過(guò)渡運(yùn)營(yíng)，運(yùn)營(yíng)終點(diǎn)為既有長(zhǎng)春火車站站。同時(shí)，在西安橋站站后增加單渡線1組。延伸線開通后按照貫通運(yùn)營(yíng)模式實(shí)現(xiàn)大交路運(yùn)營(yíng);同時(shí)，在臨時(shí)線設(shè)置車擋將其改造為故障車停車線。

3 信號(hào)設(shè)備變動(dòng)分析

過(guò)渡改造工程信號(hào)布置如圖2所示。

過(guò)渡改造工程增加臨時(shí)線及單渡線后，需要在既有線路及過(guò)渡線路上增加轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號(hào)機(jī)、軌道電路、岔區(qū)環(huán)線設(shè)備，以確保過(guò)渡工程及西安橋站在作為臨時(shí)交路折返站時(shí)的行車安全，增減的設(shè)備涉及到室外信號(hào)設(shè)備和室內(nèi)信號(hào)設(shè)備。

3.1 室外信號(hào)設(shè)備變動(dòng)分析

（1） 直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)4臺(tái)，用于新增道岔的控制。位置為D0101、D0102、D0104、L01號(hào)道岔位置。

（2） A、B位置不設(shè)置道岔，B位置采用撥線方式將臨時(shí)線接入既有正線;A位置在臨時(shí)線投入運(yùn)營(yíng)后，延伸線將軌道斷開后直接接入既有正線。

（3） L03為復(fù)式交分道岔，列車經(jīng)過(guò)此道岔時(shí)，只通過(guò)、不轉(zhuǎn)線、不設(shè)置轉(zhuǎn)轍機(jī)，利用鎖閉器將道岔鎖死以保證行車安全。

（4） 三顯示道岔防護(hù)信號(hào)機(jī)3架，位置為S0104、X0106、LX01。延伸線工程設(shè)置的防護(hù)信號(hào)機(jī)不在過(guò)渡工程中考慮。

（5） 拆除既有二顯示出站信號(hào)機(jī)1架，更換為三顯示道岔防護(hù)信號(hào)機(jī)，位置為S0103。

（6） 二顯示出站信號(hào)機(jī)1架，位置為X0101。該信號(hào)機(jī)用于延伸線開通后，故障車停車線車輛進(jìn)入上行線，為避免延伸線接入后二次改造，由過(guò)渡工程中統(tǒng)一實(shí)施。

（7） 增加過(guò)渡線軌道電路及新增岔區(qū)用于發(fā)碼的環(huán)線設(shè)備。

（8） 拆除新增道岔區(qū)域及廢棄線路部分的軌道電路室外設(shè)備，考慮到延伸線開通后，A位置及L01號(hào)道岔后方既有正線將全部廢棄，對(duì)過(guò)渡工程及延伸線接入無(wú)影響的設(shè)備建議在延伸線開通后統(tǒng)一拆除。

（9） 增加相應(yīng)箱盒、電纜以及安裝件。

為了不影響行車運(yùn)營(yíng)，改造工程室外設(shè)備安裝在夜間停運(yùn)后進(jìn)行，包括信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)、相關(guān)室外箱盒的安裝，電纜敷設(shè)，以及調(diào)試等工作。工程實(shí)施需與線路、限界、軌道等專業(yè)配合實(shí)施，確保信號(hào)軌旁設(shè)備安裝滿足限界等要求。

3.2 室內(nèi)信號(hào)設(shè)備變動(dòng)分析

（1） 既有遼寧路站聯(lián)鎖系統(tǒng)改造。

（2） 繼電器、斷路器及配線修改。包括：①拆除改造涉及到的既有軌道電路配套繼電器、斷路器及配線修改;②增加新增轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號(hào)機(jī)、軌道電路、道岔環(huán)線等配套繼電器、斷路器及配線修改。

（3） 增加分線盤相對(duì)應(yīng)的防雷模塊等。

（4） 如果既有室內(nèi)機(jī)柜不滿足改造工程需求，還需增加組合柜、分線柜等。

為減少室內(nèi)改造的工程量，新增繼電器應(yīng)盡量設(shè)置于一期工程預(yù)留的空組合內(nèi)。新增設(shè)備的配線、聯(lián)鎖軟件升級(jí)及調(diào)試等工作不應(yīng)影響既有線路運(yùn)營(yíng)。

4 過(guò)渡改造方案分析

延伸線正線開通運(yùn)營(yíng)前，保留既有遼寧路站作為設(shè)備集中站。過(guò)渡改造工程利用夜間停運(yùn)時(shí)間進(jìn)行，并進(jìn)行調(diào)試。在改造工作完成前，必須確保在運(yùn)營(yíng)開始前將室內(nèi)外設(shè)備狀態(tài)恢復(fù)到既有設(shè)備未改造前狀態(tài)，例如聯(lián)鎖軟件需要進(jìn)行回歸測(cè)試，確保第2天的行車安全。

4.1 芙蓉橋站拆除方案分析

過(guò)渡工程開通運(yùn)營(yíng)前，利用既有線路完成運(yùn)營(yíng)。自臨時(shí)線工程實(shí)施起，停用及拆除既有芙蓉橋站，列車經(jīng)過(guò)芙蓉橋站通過(guò)不停車。基于以上信號(hào)設(shè)備變動(dòng)以及行車方案變化，下面提出2種可行性信號(hào)系統(tǒng)方案進(jìn)行分析及比選。

4.1.1 方案一

列車通過(guò)既有芙蓉橋站采用跳停方案。此方案可利用既有1號(hào)線調(diào)度集中系統(tǒng)（CTC）的跳停功能。優(yōu)點(diǎn)是在利用既有線路運(yùn)營(yíng)期間，不需要對(duì)既有信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行修改，待延伸線工程開通后，芙蓉橋站信號(hào)設(shè)備與既有遼寧路、火車站南廣場(chǎng)一并廢棄，統(tǒng)一完成拆除工作。該方案投資費(fèi)用較低。缺點(diǎn)是由于受信號(hào)系統(tǒng)過(guò)站限速的影響，在既有芙蓉橋站拆除完成至臨時(shí)線開通運(yùn)營(yíng)階段，既有線路的運(yùn)營(yíng)效率較低。

4.1.2 方案二

既有芙蓉橋站站內(nèi)區(qū)段修改為區(qū)間方案。此方案要求信號(hào)設(shè)備廠商對(duì)既有芙蓉橋站站內(nèi)區(qū)段進(jìn)行調(diào)碼，將既有西安橋站至遼寧路站修改為1個(gè)區(qū)間。此方案優(yōu)點(diǎn)是在既有芙蓉橋站拆除完成至臨時(shí)線開通運(yùn)營(yíng)階段，能保證既有線路的運(yùn)營(yíng)效率。缺點(diǎn)是在既有芙蓉橋站拆除完成前，需要在施工線路實(shí)施臨時(shí)限速，增加了過(guò)渡工程工作量及工作難度;另外，由于涉及到信號(hào)設(shè)備廠商對(duì)既有信號(hào)系統(tǒng)的修改，投資費(fèi)用較高。

4.1.3 方案比選

2種方案都能保證臨時(shí)線開通前既有線路運(yùn)營(yíng)的行車安全;從工程實(shí)施難度和節(jié)省投資方面分析，方案一優(yōu)于方案二;從保證運(yùn)營(yíng)效率方面分析，方案二優(yōu)于方案一。另外，考慮到延伸線開通后此部分線路將廢棄，推薦采用方案一完成芙蓉橋站的過(guò)渡改造。

4.2 西安橋站改造方案分析

既有西安橋站屬于遼寧路站聯(lián)鎖區(qū)，該聯(lián)鎖區(qū)包括西安橋站、芙蓉橋站、遼寧路站和長(zhǎng)春南廣場(chǎng)站4座車站，集中站為遼寧路站。

西安橋站改造完成后，部分既有軌道電路（見(jiàn)圖2）將停止使用，需要將停用設(shè)備與既有遼寧路站的室內(nèi)設(shè)備斷開。同時(shí)，還需要完成室內(nèi)設(shè)備的改造工作，包括繼電器、斷路器的拆除，相關(guān)配線的拆除、修改，以及聯(lián)鎖軟件升級(jí)、改造等。

根據(jù)線路專業(yè)提供的資料，臨時(shí)線和既有線停用的線路長(zhǎng)度分別為317.53m和317.21m。考慮到線路長(zhǎng)度接近，臨時(shí)線軌道電路劃分及碼位應(yīng)與停用線路保持一致，以減少對(duì)既有聯(lián)鎖軟件的影響。

改造工作應(yīng)保證不對(duì)既有線路運(yùn)營(yíng)造成影響，在信號(hào)系統(tǒng)過(guò)渡改造完成前，新增線路、道岔及信號(hào)機(jī)均不納入聯(lián)鎖關(guān)系。道岔應(yīng)通過(guò)非信號(hào)專業(yè)手段例如鎖閉器等方式鎖閉，以保行車安全。同時(shí)，新增及改造信號(hào)機(jī)應(yīng)在不影響過(guò)渡改造工程工期的情況下盡量晚安裝，并且在過(guò)渡改造完成前處于滅燈狀態(tài)，以保證不對(duì)既有運(yùn)營(yíng)造成影響。待信號(hào)系統(tǒng)改造后完成后，再將上述設(shè)備納入聯(lián)鎖關(guān)系進(jìn)行ATP/聯(lián)鎖控制。

考慮到本工程的實(shí)際情況，西安橋站改造方案有2種，具體如下。

4.2.1 方案一

延伸線工程開通前，保留既有遼寧路站為設(shè)備集中站，延伸線工程開通后再完成由既有遼寧路站至新建遼寧路站的設(shè)備倒接。為了保證既有一期工程的正常運(yùn)營(yíng)，在改造期間，需從線路、軌道、供電、通信等多方面保證不對(duì)信號(hào)設(shè)備造成影響。

延伸線工程施工、調(diào)試完成后，試運(yùn)行利用夜間及非高峰時(shí)段完成，根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)需求，列車可選擇按既有3號(hào)線交路運(yùn)行或在西安橋站清客后進(jìn)入延伸線。在試運(yùn)行最后階段，即按試運(yùn)營(yíng)開通時(shí)列車運(yùn)行圖行車開始前，完成西安橋站接入新建遼寧路站的安裝、調(diào)試等工作，將西安橋納入延伸線遼寧路聯(lián)鎖區(qū)。

4.2.2 方案二

將改造后的西安橋站納入新建遼寧路站控制，修改既有遼寧路聯(lián)鎖區(qū)控制范圍，既有遼寧路和新建遼寧路聯(lián)鎖區(qū)分界設(shè)置于L01號(hào)道岔及延伸線開通后停車線車擋位置（見(jiàn)圖1）。

該方案需要在既有西安橋站的改造過(guò)程中，將西安橋接入新建遼寧路站。根據(jù)延伸線土建工程進(jìn)度計(jì)劃，土建工程滿足新建遼寧路和臨時(shí)線同期實(shí)施的需求，故該方案是可行的。該方案在延伸線實(shí)施過(guò)程中可以一次性完成遼寧路站管轄范圍內(nèi)的車站以及區(qū)間室內(nèi)外設(shè)備的調(diào)試，開通延伸線時(shí)直接將既有遼寧路聯(lián)鎖區(qū)廢棄即可。

4.2.3 方案比選

3號(hào)線一期工程延伸線工程起點(diǎn)為既有運(yùn)營(yíng)線路中間，而非線路終點(diǎn)，在試運(yùn)行20天按照試運(yùn)營(yíng)開通時(shí)列車運(yùn)行圖行車期間，既有西安路至長(zhǎng)春火車站需停運(yùn)。因此，方案比選應(yīng)從實(shí)施難度、經(jīng)濟(jì)性、對(duì)既有線路運(yùn)營(yíng)的影響及工程特殊性方面綜合考慮。

方案一中，既有遼寧路聯(lián)鎖區(qū)控制范圍與目前一致，不需要對(duì)3號(hào)線既有的運(yùn)營(yíng)組織方案進(jìn)行調(diào)整，貫通運(yùn)營(yíng)前不需要對(duì)運(yùn)營(yíng)組織模式、運(yùn)營(yíng)人員配置進(jìn)行調(diào)整。缺點(diǎn)是在延伸線開通前需要將西安橋站接入新建遼寧路站，需要進(jìn)行二次施工、調(diào)試。

方案二的優(yōu)點(diǎn)是臨時(shí)線工程實(shí)施過(guò)程中，直接完成新建遼寧路聯(lián)鎖區(qū)的施工、調(diào)試工作，東延線開通前無(wú)需進(jìn)行二次施工、調(diào)試。

根據(jù)上述分析，2個(gè)方案在工程實(shí)施中都可以確保工程的安全性;從工程實(shí)施難度和投資分析方案二均優(yōu)于方案一。因此推薦采用方案二完成過(guò)渡段改造從而保證過(guò)渡工程及延伸線工程對(duì)既有一、二期工程的影響降到最低;同時(shí)，該方案也能更好的保障延伸線工程的順利開通。

5 結(jié)語(yǔ)

考慮到城市軌道交通延伸線工程的特殊性，信號(hào)系統(tǒng)過(guò)渡改造方案的選擇需要從對(duì)既有線路運(yùn)營(yíng)影響、實(shí)施難度、經(jīng)濟(jì)投入、與土建工期匹配等多個(gè)方面綜合考慮、分析。本文以長(zhǎng)春市軌道交通3號(hào)線一期工程延伸線工程為例，提出合理的信號(hào)系統(tǒng)過(guò)渡改造方案，為其他類似工程提供參考。

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收稿日期 2019-03-26

責(zé)任編輯 胡姬