深圳地鐵5號線信號系統(tǒng)的基線升級

龍競航

(1.上海軌道交通無人駕駛列控系統(tǒng)工程技術研究中心，200071，上海；2.卡斯柯信號有限公司,200071,上海 ∥ 工程師)

隨著城市發(fā)展的日新月異，舊有城市軌道交通信號系統(tǒng)不可避免地面臨著時間與效率的挑戰(zhàn)。為保證線路安全高效運營，舊有信號系統(tǒng)的更新升級是必不可少的。深圳地鐵5號線(以下簡為“5號線”)一期工程于2011年6月28日通車運營。該線總長47.651 km，共有27座車站。經(jīng)多年持續(xù)運行，如今日均客流量已破百萬。5號線二期工程也于2019年9月底正式開通運營，全線客流量大幅增長。對于這種大客流既有干線而言，簡單粗暴地將其舊有系統(tǒng)全部推倒重來顯然會對城市交通及經(jīng)濟發(fā)展造成巨大影響。經(jīng)分析，通過升級信號系統(tǒng)來提升既有線路的運營能力，進而增強線路的穩(wěn)定性及可靠性，是提升乘客滿意度的最佳方案。

1 既有信號系統(tǒng)概況

卡斯柯Urbalis 888系統(tǒng)在國內(nèi)外擁有眾多良好運營案例，其技術已十分成熟。5號線一期工程采用Urbalis 888系統(tǒng)平臺170基線，5號線二期工程采用了Urbalis 888系統(tǒng)平臺192基線。為保證全線信號系統(tǒng)的正常運行，既有信號系統(tǒng)須與二期工程信號系統(tǒng)對接。經(jīng)綜合考慮，選擇將5號線一期工程原先的170基線升級至192基線。192基線是目前卡斯柯Urbalis 888系統(tǒng)平臺的最新基線，其功能與穩(wěn)定性都較170基線有較大提升，已經(jīng)在眾多項目上廣泛應用。深圳地鐵11號線和升級后的深圳地鐵2號線都使用了192基線。

2 新基線的信號系統(tǒng)功能提升

卡斯柯Urbalis 888系統(tǒng)包含ATC(自動列車控制)子系統(tǒng)、CBI(計算機聯(lián)鎖)子系統(tǒng)、ATS(列車自動監(jiān)控)子系統(tǒng)、MSS(維護支持子系統(tǒng))及DCS(數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng))等。此次5號線一期工程信號系統(tǒng)基線升級改造涵蓋全部5個子系統(tǒng)。

2.1 ATC子系統(tǒng)

ATC子系統(tǒng)的升級改造主要是車載軟件的升級。

在新基線下，所有列車在AMC(自適應調(diào)制編碼)模式下按照速度碼推薦速度運行，即所有車型在區(qū)間均采用最高允許運行速度運行。此舉解決了170基線下二期工程新增列車與5號線借調(diào)的深圳地鐵2號線列車在5號線一期工程區(qū)域無法達到速度碼推薦的最高速度問題，從而優(yōu)化了行車能力。

改造后的ATC子系統(tǒng)實現(xiàn)了二期工程的接入，為5號線二期工程的開通運營提供了保障。

2.2 CBI子系統(tǒng)

CBI子系統(tǒng)的升級主要體現(xiàn)在：在新基線下CBTC(基于通信的列車控制)進路建立條件檢查中，無需檢查第一區(qū)段的空閑情況；在新基線下CBTC折返進路建立后信號開放條件檢查中，不檢查區(qū)段占用狀態(tài)；在新基線下，為進路方向配置了箭頭顯示。升級后，overlap延時解鎖均采用分計時，在CBTC模式下顯示“XXX-CI解鎖”以及“XXX-ATC解鎖”等；在BM(后備模式)下顯示“XXX-BM下CI解鎖”以及“XXX-BM下ATC解鎖”等。

在192基線下，進路和自動折返的狀態(tài)顯示中添加了進路名稱，以便檢查核對進路信息。

新基線基于原來運營中的諸多經(jīng)驗做出改進，優(yōu)化了諸多操作步驟，有效地提高了運營效率。

2.3 ATS子系統(tǒng)

192基線ATS子系統(tǒng)界面的信號機顯示如圖1所示。信號機增加了可接近標志“(A)”及引導標志“(C)”。

圖1 192基線ATS界面的信號機顯示

新基線的ATS子系統(tǒng)顯示有如下改進：進路方向顯示箭頭標志；進路排列并鎖閉后，進路方向表示燈點亮，其用綠色箭頭表示下行方向進路，用黃色箭頭表示上行方向進路；站臺DTI(發(fā)車顯示器)的倒計時在HMI(人機接口界面)上顯示；當?shù)啦矶ǚ次粫r，道岔字體顏色變更。

新基線的ATS子系統(tǒng)在MMI(終端人機操作界面)增加了部分HMI的操作權限。具體的新增權限有：道岔鎖閉及解鎖全線，道岔、區(qū)段及信號機的封鎖及解封權限，道岔及區(qū)段的區(qū)域故障解鎖，信號機的人工解除進路、重開信號機及引導權限。

新基線ATS子系統(tǒng)的新增功能有：進路預覽顯示功能，使用使能模式順序檢查以實現(xiàn)交替折返的功能，信號機的人工控制或自動控制功能、扣車及取消扣車功能、取消提前發(fā)車及提前發(fā)車批處理功能，鄰站界面的顯示功能，HMI的顯示功能，組計軸確認功能，增加及刪除賬號等賬號管理功能、賬號排序功能，增加了區(qū)段封鎖的功能。

新基線ATS子系統(tǒng)的接口和接口接線方式也有改進。PA(公共廣播)、PIS(乘客信息系統(tǒng))、CLOCK(時鐘)的接口方式均升級為網(wǎng)口接口方式；所有PA、PIS、CLOCK、ISCS(綜合監(jiān)控系統(tǒng))及大顯示屏等子系統(tǒng)與外部相連的網(wǎng)絡接口都設置了防火墻，以保證數(shù)據(jù)安全。

新基線ATS子系統(tǒng)不僅在人機互動方面做出了諸多改良，有效提高了運營效率；而且在接口方面進行了升級，大幅提高了ATS子系統(tǒng)的安全性，為應對網(wǎng)絡安全方面的挑戰(zhàn)做好了準備。

2.4 MSS

新基線的MSS增加了設備圖形化狀態(tài)顯示功能，如圖2所示。

圖2 新基線MSS的界面顯示

新基線MSS還增加了車站道岔報警智能分析功能。通過在既有線增加燈絲報警儀接口，以實現(xiàn)燈絲報警定位功能。

2.5 DCS

新基線DCS在網(wǎng)絡配置方面進行了如下變更：

在一期工程所有集中站及塘朗車輛段，二層交換機的子網(wǎng)掩碼范圍由255.255.240.0增加至255.255.224.0，從而實現(xiàn)了二期車站接入的通信。

OCC(控制中心)所有交換機的子網(wǎng)掩碼范圍由255.255.240.0增加至255.255.224.0，可實現(xiàn)二期車站接入后的通信。主交換機增加了車地通信路由，通信列車數(shù)量增至99列。

新基線下，5號線正線所有交換機的密碼均統(tǒng)一更新。

對全線所有AP(無線接入點)升級，并對一期工程的車載調(diào)制解調(diào)器DT30固件版本進行升級，實現(xiàn)一期工程與二期工程不同版本的調(diào)制解調(diào)器共同工作。

3 基線升級調(diào)試期間的問題及處理

1) 軟件數(shù)據(jù)方面。受電腦系統(tǒng)環(huán)境影響，軟件版本或數(shù)據(jù)有可能會顯示錯誤。5號線升級DTI(發(fā)車計時器)接口機時曾出現(xiàn)此類情況。遇到這種情況，應先進行軟件的升級測試，再進行硬件升級或軟件系統(tǒng)的維護。此外，還應做好新舊軟件版本的配置管理工作。在升級調(diào)試中，軟件的配置變更應及時更新發(fā)布。

2) 硬件方面。在新基線測試中，最初曾經(jīng)使用單機版數(shù)據(jù)庫進行測試。而Windows 10系統(tǒng)的自動更新導致該單機版數(shù)據(jù)庫崩潰，進而使測試未能成功。在后續(xù)的升級作業(yè)中，改為使用服務器類數(shù)據(jù)庫，并將單機版數(shù)據(jù)庫作為備用。之后未發(fā)生過類似情況。此外，備品備件應確保充足，以應對突發(fā)狀況下的設備更換與故障處理。

3) 現(xiàn)場管理方面。測試人員較多且流動性大。在測試前期，SDM(診斷與維護子系統(tǒng))、HMI現(xiàn)場硬件及軟件升級人員，以及運營單位配合人員對操作步驟不夠熟悉，降低了升級測試效率。在測試后期，細化了技術方案的升級回退操作步驟，并加強了對操作人員的培訓，及時交底現(xiàn)場的升級情況、運營設備情況、升級軟件與運營軟件的情況，使得后期升級調(diào)試作業(yè)效率顯著提升。由于調(diào)試工作基本上都在夜間展開，且調(diào)試作業(yè)時間較為緊張，因此做好升級調(diào)試方案與應急預案也尤為重要。

4 結語

5號線信號系統(tǒng)涉及55列列車、27座車站、1個控制中心、1個車輛段、1條試車線及152個軌旁AP(接入點)。歷時10個月的升級工作后，5號線信號系統(tǒng)于在2019年6月15日凌晨升級成功。

升級后的5號線信號系統(tǒng)穩(wěn)定性獲得了大幅提升，還具備了更短行車間隔、更方便的設備運維以及更人性化的監(jiān)測管理能力。這為5號線二期工程與一期工程的順利對接打下了堅實的基礎。