全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)中聯(lián)鎖功能的新變化

李兆齡

隨著城市軌道交通系統(tǒng)承載功能復(fù)雜度的不斷增加,運(yùn)營(yíng)壓力也隨著客流增長(zhǎng)不斷增大,操作人員由于各種原因造成判斷失誤、錯(cuò)誤操作、違章作業(yè)的情況時(shí)有發(fā)生。全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)（FAO）通過(guò)現(xiàn)代信息及自動(dòng)化技術(shù)提升運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平,由設(shè)備代替司機(jī)或運(yùn)營(yíng)人員的操作,可減少人員操作失誤和人工確認(rèn)時(shí)間,為乘客提供更安全、更快捷的出行服務(wù)保障,進(jìn)一步提升軌道交通的安全與效率。

FAO系統(tǒng)在既有CBTC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了列車(chē)休眠/喚醒、自動(dòng)發(fā)車(chē)、自動(dòng)折返、自動(dòng)進(jìn)出段/場(chǎng)、自動(dòng)停車(chē)、自動(dòng)開(kāi)/關(guān)車(chē)門(mén),以及車(chē)門(mén)與站臺(tái)門(mén)間隙探測(cè)、車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)洗車(chē)作業(yè)等相關(guān)功能,實(shí)現(xiàn)了運(yùn)營(yíng)全過(guò)程的全自動(dòng)［1］。

城軌列控系統(tǒng)由CBTC系統(tǒng)升級(jí)為FAO系統(tǒng)后,作為城軌信號(hào)系統(tǒng)基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱聯(lián)鎖）也新增了適配FAO的功能和接口,包括:跳躍功能、站臺(tái)門(mén)間隙探測(cè)功能、車(chē)庫(kù)門(mén)和洗車(chē)機(jī)接口以及SPKS功能。本文將對(duì)以上新增功能及接口做詳細(xì)闡述。

1 跳躍功能

跳躍功能是全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)控制列車(chē)以低速、短距離運(yùn)行的功能要求,應(yīng)用于喚醒場(chǎng)景下的動(dòng)態(tài)測(cè)試及車(chē)輛未精確停車(chē)情況下再次精確對(duì)標(biāo)停車(chē)。當(dāng)列車(chē)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試時(shí)、或者列車(chē)在站臺(tái)未停準(zhǔn)的情況下,車(chē)載向ZC發(fā)起跳躍請(qǐng)求,跳躍功能啟動(dòng)。聯(lián)鎖收到來(lái)自ZC的跳躍請(qǐng)求,判斷滿足跳躍條件則回復(fù)ZC能夠跳躍；否則,回復(fù)無(wú)法跳躍。

聯(lián)鎖在進(jìn)行進(jìn)路選排檢查時(shí),應(yīng)判斷進(jìn)路路徑內(nèi)是否存在執(zhí)行跳躍作業(yè)的區(qū)域（簡(jiǎn)稱跳躍區(qū)域）,存在跳躍區(qū)域的進(jìn)路不應(yīng)辦理,保證列車(chē)的運(yùn)行安全。

1.1 控制邏輯

1）聯(lián)鎖在執(zhí)行跳躍業(yè)務(wù)時(shí)需要滿足:跳躍區(qū)域內(nèi)區(qū)段空閑；跳躍區(qū)域SPKS未處于防護(hù)位；跳躍區(qū)域內(nèi)區(qū)段無(wú)超限情況。

2）進(jìn)路辦理過(guò)程中應(yīng)檢查跳躍條件:當(dāng)區(qū)段設(shè)置了跳躍標(biāo)志時(shí),不得排列、鎖閉、開(kāi)放與跳躍方向相反且途經(jīng)該區(qū)段的列車(chē)進(jìn)路或調(diào)車(chē)進(jìn)路；與跳躍方向相反且途經(jīng)該區(qū)段的列車(chē)進(jìn)路或調(diào)車(chē)進(jìn)路,如果已經(jīng)開(kāi)放應(yīng)立即關(guān)閉；與跳躍方向相反且途經(jīng)該區(qū)段的保護(hù)進(jìn)路不能觸發(fā)辦理和鎖閉,并應(yīng)置為無(wú)效；因跳躍條件不滿足而關(guān)閉的信號(hào)機(jī)應(yīng)人工重開(kāi)信號(hào)（其他條件滿足時(shí)）。

1.2 與其他系統(tǒng)信息交互

當(dāng)ZC收到來(lái)自ATP的向前/向后跳躍請(qǐng)求后,向聯(lián)鎖發(fā)送向前/向后跳躍請(qǐng)求,直到ZC不再收到來(lái)自ATP的向前/向后跳躍請(qǐng)求,ZC停止向聯(lián)鎖發(fā)送對(duì)應(yīng)信息；聯(lián)鎖收到來(lái)自ZC的向前/向后跳躍請(qǐng)求后,應(yīng)周期性向ZC發(fā)送跳躍狀態(tài)信息,同時(shí)也周期性地向ATS發(fā)送跳躍狀態(tài)。

2 站臺(tái)門(mén)間隙探測(cè)功能

站臺(tái)門(mén)間隙探測(cè)功能是用于檢測(cè)站臺(tái)門(mén)與車(chē)門(mén)之間是否存在人員或物品。探測(cè)設(shè)備獨(dú)立于信號(hào)設(shè)備之外,與聯(lián)鎖設(shè)備采用繼電接口。

當(dāng)列車(chē)在站臺(tái)完成乘客上下作業(yè),站臺(tái)門(mén)和車(chē)門(mén)關(guān)閉后,車(chē)載ATP向地面聯(lián)鎖發(fā)送間隙探測(cè)啟動(dòng)命令；聯(lián)鎖收到該命令,檢查相關(guān)條件滿足后,驅(qū)動(dòng)間隙探測(cè)繼電器動(dòng)作,通知間隙探測(cè)系統(tǒng)啟動(dòng)間隙探測(cè)；間隙探測(cè)系統(tǒng)通過(guò)繼電接口回復(fù)間隙探測(cè)狀態(tài)給聯(lián)鎖；聯(lián)鎖再將采集到的間隙探測(cè)狀態(tài)發(fā)送給車(chē)載ATP；車(chē)載ATP檢測(cè)條件滿足后,發(fā)車(chē)離開(kāi)站臺(tái)區(qū),停站作業(yè)完成［2］。

當(dāng)間隙探測(cè)結(jié)果為不滿足,列車(chē)不能發(fā)車(chē)；當(dāng)人工判斷站臺(tái)門(mén)與車(chē)門(mén)之間無(wú)人員或物品,可以通過(guò)人工旁路間隙探測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)站臺(tái)發(fā)車(chē)作業(yè)。

2.1 控制邏輯

1）聯(lián)鎖收到間隙探測(cè)命令后,檢查以下條件滿足后驅(qū)動(dòng)間隙探測(cè)繼電器:列車(chē)在站臺(tái)區(qū)停穩(wěn)；站臺(tái)門(mén)已經(jīng)關(guān)閉且鎖緊；收到處于站臺(tái)軌列車(chē)向聯(lián)鎖發(fā)送的間隙探測(cè)命令。

2）聯(lián)鎖檢查以下條件滿足后,終止間隙探測(cè):聯(lián)鎖與車(chē)載ATP通信中斷,聯(lián)鎖停止驅(qū)動(dòng)間隙探測(cè)繼電器；聯(lián)鎖收到車(chē)載ATP的間隙探測(cè)終止命令,聯(lián)鎖停止驅(qū)動(dòng)間隙探測(cè)繼電器。

3）間隙探測(cè)不作為進(jìn)路選排、鎖閉、開(kāi)放的檢查條件。

2.2 與其他系統(tǒng)信息交互

車(chē)載ATP向聯(lián)鎖發(fā)送間隙探測(cè)命令；聯(lián)鎖向車(chē)載ATP發(fā)送間隙探測(cè)狀態(tài)。聯(lián)鎖周期性地向ATS發(fā)送間隙探測(cè)的相關(guān)信息。

3 車(chē)庫(kù)門(mén)接口

聯(lián)鎖通過(guò)與車(chē)庫(kù)門(mén)接口,控制車(chē)庫(kù)門(mén)打開(kāi)和關(guān)閉；采集車(chē)庫(kù)門(mén)狀態(tài),并將車(chē)庫(kù)門(mén)狀態(tài)納入進(jìn)路選排條件。

3.1 控制邏輯

1）車(chē)庫(kù)門(mén)開(kāi)門(mén)為無(wú)條件執(zhí)行,聯(lián)鎖收到來(lái)自ATS的開(kāi)門(mén)命令,立即執(zhí)行。

2）車(chē)庫(kù)門(mén)關(guān)門(mén)條件判斷:聯(lián)鎖判斷車(chē)庫(kù)門(mén)相關(guān)區(qū)段均為空閑且未鎖閉狀態(tài),則允許關(guān)閉車(chē)庫(kù)門(mén)；聯(lián)鎖判斷車(chē)庫(kù)門(mén)相關(guān)區(qū)段存在降級(jí)車(chē)占用,則不允許關(guān)閉車(chē)庫(kù)門(mén)；聯(lián)鎖判斷車(chē)庫(kù)門(mén)相關(guān)區(qū)段存在升級(jí)車(chē)占用,且不存在降級(jí)車(chē)占用,則向ZC發(fā)送車(chē)庫(kù)門(mén)關(guān)閉請(qǐng)求,是否允許關(guān)閉車(chē)庫(kù)門(mén)根據(jù)ZC的反饋信息決定。

3）進(jìn)路辦理過(guò)程中應(yīng)檢查車(chē)庫(kù)門(mén)狀態(tài)。當(dāng)車(chē)庫(kù)門(mén)未處于“打開(kāi)且鎖閉狀態(tài)”時(shí),應(yīng)不得排列、鎖閉、開(kāi)放途經(jīng)車(chē)庫(kù)門(mén)相關(guān)區(qū)段的列車(chē)進(jìn)路或調(diào)車(chē)進(jìn)路；途經(jīng)車(chē)庫(kù)門(mén)相關(guān)區(qū)段的列車(chē)進(jìn)路或調(diào)車(chē)進(jìn)路如果已經(jīng)開(kāi)放應(yīng)立即關(guān)閉；途經(jīng)車(chē)庫(kù)門(mén)相關(guān)區(qū)段的保護(hù)進(jìn)路不能觸發(fā)辦理和鎖閉,并應(yīng)置為無(wú)效；因車(chē)庫(kù)門(mén)條件不滿足而關(guān)閉的信號(hào)機(jī)應(yīng)人工重開(kāi)信號(hào)（其他條件滿足時(shí)）。

3.2 車(chē)庫(kù)門(mén)控制過(guò)程的信息交互

1）聯(lián)鎖以繼電接口向車(chē)庫(kù)門(mén)設(shè)備發(fā)送開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)命令,接收來(lái)自車(chē)庫(kù)門(mén)的門(mén)開(kāi)且鎖閉、門(mén)關(guān)、旁路狀態(tài)以及模式狀態(tài)信息。

2）聯(lián)鎖向ZC發(fā)送車(chē)庫(kù)門(mén)狀態(tài)信息,包括打開(kāi)且鎖閉、關(guān)閉、旁路；聯(lián)鎖向ZC發(fā)送車(chē)庫(kù)門(mén)關(guān)門(mén)請(qǐng)求；聯(lián)鎖接收來(lái)自ZC的車(chē)庫(kù)門(mén)允許關(guān)門(mén)或不允許關(guān)門(mén)。

3）聯(lián)鎖接收來(lái)自ATS的車(chē)庫(kù)門(mén)開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)命令；聯(lián)鎖向ATS發(fā)送車(chē)庫(kù)門(mén)狀態(tài)信息,包括車(chē)庫(kù)門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)、車(chē)庫(kù)門(mén)旁路狀態(tài)、車(chē)庫(kù)門(mén)控制模式,以及相應(yīng)的報(bào)警信息。

4 洗車(chē)機(jī)接口

車(chē)輛段洗車(chē)功能,是車(chē)輛段作業(yè)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié),通過(guò)洗車(chē)功能實(shí)現(xiàn)車(chē)列外部清潔。自動(dòng)洗車(chē)功能包含了信號(hào)系統(tǒng)配合洗車(chē)機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)洗車(chē)的整個(gè)過(guò)程,從車(chē)輛在洗車(chē)停車(chē)點(diǎn)停穩(wěn)開(kāi)始,經(jīng)過(guò)升降弓、前端洗車(chē)、后端洗車(chē)、列車(chē)完成洗車(chē)、控制洗車(chē)臂抬起,一直到自動(dòng)調(diào)度列車(chē)駛出洗車(chē)線［3］。洗車(chē)線路設(shè)置定位裝置,用于確認(rèn)洗車(chē)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的列車(chē)位置,洗車(chē)線路定位裝置設(shè)置示意見(jiàn)圖1。

圖1 洗車(chē)線路定位裝置設(shè)置示意

洗車(chē)機(jī)實(shí)時(shí)將設(shè)備狀態(tài)傳送給聯(lián)鎖,聯(lián)鎖與VOBC建立通信后,實(shí)時(shí)交互狀態(tài)信息。

4.1 洗車(chē)機(jī)控制邏輯

1）在洗車(chē)機(jī)整個(gè)工作過(guò)程中,聯(lián)鎖作為車(chē)載ATP與洗車(chē)機(jī)之間的交流通道,聯(lián)鎖邏輯不參與洗車(chē)的整個(gè)過(guò)程。

2）進(jìn)路辦理過(guò)程中應(yīng)檢查洗車(chē)機(jī)條件（洗車(chē)就緒或洗車(chē)通過(guò)允許）。當(dāng)洗車(chē)機(jī)條件不滿足時(shí):應(yīng)不得排列、鎖閉、開(kāi)放與洗車(chē)機(jī)相關(guān)的列車(chē)進(jìn)路或調(diào)車(chē)進(jìn)路；與洗車(chē)機(jī)相關(guān)的列車(chē)進(jìn)路或調(diào)車(chē)進(jìn)路如果已經(jīng)開(kāi)放應(yīng)立即關(guān)閉；與洗車(chē)機(jī)相關(guān)的保護(hù)進(jìn)路不能觸發(fā)辦理和鎖閉,并應(yīng)置為無(wú)效［4］。

3）因洗車(chē)機(jī)條件不滿足而關(guān)閉的信號(hào)機(jī)應(yīng)人工重開(kāi)信號(hào)（其他條件滿足時(shí)）。

4.2 洗車(chē)機(jī)進(jìn)行洗車(chē)作業(yè)過(guò)程的信息交互

1）與洗車(chē)機(jī)的繼電接口。聯(lián)鎖發(fā)送洗車(chē)請(qǐng)求、暫停洗車(chē)、頭洗車(chē)停穩(wěn)、尾洗車(chē)停穩(wěn)等信息；洗車(chē)機(jī)發(fā)送洗車(chē)就緒、洗車(chē)請(qǐng)求確認(rèn)、頭洗車(chē)完成、尾洗車(chē)完成、緊停、洗車(chē)臂收回等信息［5?6］。

2）與ATS接口。聯(lián)鎖向ATS發(fā)送洗車(chē)機(jī)狀態(tài)信息。

3）與車(chē)載ATP接口。聯(lián)鎖接收來(lái)自車(chē)載ATP的洗車(chē)請(qǐng)求、洗車(chē)停穩(wěn)、暫停洗車(chē)、洗車(chē)臂收回請(qǐng)求等信息；聯(lián)鎖發(fā)送洗車(chē)請(qǐng)求確認(rèn)、允許通過(guò)、洗車(chē)臂收回確認(rèn)、緊停等信息。

5 人員防護(hù)開(kāi)關(guān)功能

在正線各站車(chē)站控制室IBP盤(pán)及車(chē)輛段設(shè)置人員防護(hù)開(kāi)關(guān)（SPKS）及相應(yīng)表示燈,作為人員進(jìn)行軌旁作業(yè)或列車(chē)發(fā)生故障進(jìn)行乘客疏散時(shí)的防護(hù)手段。

進(jìn)行軌旁作業(yè)或乘客疏散時(shí),操作員通過(guò)使SPKS處于防護(hù)位建立起相應(yīng)封鎖區(qū)域,等待確定時(shí)間后,方可進(jìn)行軌旁作業(yè)或乘客疏散。封鎖區(qū)域外的列車(chē)禁止進(jìn)入該區(qū)域,封鎖區(qū)域內(nèi)的列車(chē)制動(dòng)停車(chē)或保持停止?fàn)顟B(tài)不發(fā)生移動(dòng)［7］。

正線SPKS防護(hù)范圍如下:出站SPKS,防護(hù)本站出站信號(hào)機(jī)處計(jì)軸點(diǎn)至下一站站臺(tái)入口處計(jì)軸點(diǎn)之間的區(qū)段；進(jìn)站SPKS,防護(hù)上一站出站信號(hào)機(jī)處計(jì)軸點(diǎn)至本站出站信號(hào)機(jī)處計(jì)軸點(diǎn)之間的區(qū)段；停車(chē)線根據(jù)區(qū)間隧道結(jié)構(gòu),劃分至相應(yīng)上行或下行的SPKS防護(hù)范圍；正線與車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)間的SPKS,防護(hù)分界為出段/場(chǎng)信號(hào)機(jī)處計(jì)軸點(diǎn)。

車(chē)輛段SPKS防護(hù)范圍如下:停車(chē)列檢庫(kù)SPKS,防護(hù)停車(chē)列檢庫(kù)對(duì)應(yīng)的停車(chē)列檢線；洗車(chē)庫(kù)SPKS,防護(hù)洗車(chē)庫(kù)前后牽出線車(chē)擋之間的所有股道；停車(chē)列檢庫(kù)和洗車(chē)庫(kù)外咽喉區(qū)的SPKS,防護(hù)咽喉區(qū)自動(dòng)控制區(qū)域（停車(chē)列檢庫(kù)和洗車(chē)庫(kù)的SPKS防護(hù)范圍除外的所有區(qū)段）。

停車(chē)列檢庫(kù)和咽喉區(qū)的防護(hù)分界為出庫(kù)信號(hào)機(jī)處計(jì)軸點(diǎn)；洗車(chē)庫(kù)和咽喉區(qū)的防護(hù)分界為洗車(chē)庫(kù)兩端牽出線至庫(kù)外咽喉區(qū)道岔區(qū)段邊界的計(jì)軸點(diǎn)；咽喉區(qū)SPKS與正線的防護(hù)分界為出段/場(chǎng)信號(hào)機(jī)處計(jì)軸點(diǎn)。

5.1 控制邏輯

1）聯(lián)鎖通過(guò)繼電接口采集SPKS開(kāi)關(guān)的狀態(tài),繼電器落下設(shè)置為SPKS防護(hù)位時(shí),SPKS激活。

2）SPKS防護(hù)區(qū)域內(nèi)的道岔應(yīng)具備單操功能。

3）進(jìn)路辦理過(guò)程應(yīng)檢查SPKS條件。當(dāng)SPKS開(kāi)關(guān)處于防護(hù)狀態(tài)時(shí):應(yīng)不得排列、鎖閉、開(kāi)放途經(jīng)SPKS防護(hù)區(qū)域的進(jìn)路；途經(jīng)SPKS防護(hù)區(qū)域的列車(chē)進(jìn)路或調(diào)車(chē)進(jìn)路,如果已經(jīng)開(kāi)放應(yīng)立即關(guān)閉；途經(jīng)SPKS防護(hù)區(qū)域的保護(hù)進(jìn)路,不得觸發(fā)辦理和鎖閉,并應(yīng)置為無(wú)效。當(dāng)SPKS開(kāi)關(guān)未處于防護(hù)狀態(tài)或旁路時(shí),因SPKS開(kāi)關(guān)激活而關(guān)閉的信號(hào)機(jī)應(yīng)人工重開(kāi)信號(hào)（其他條件滿足時(shí)）。

4）聯(lián)鎖執(zhí)行跳躍時(shí),應(yīng)檢查跳躍區(qū)域所屬SPKS未激活。

5）當(dāng)SPKS開(kāi)關(guān)由鄰站聯(lián)鎖控制,并防護(hù)本站相關(guān)區(qū)域時(shí),相鄰聯(lián)鎖應(yīng)能交互SPKS開(kāi)關(guān)狀態(tài)；聯(lián)鎖間通信中斷后,聯(lián)鎖具備對(duì)來(lái)自鄰站的SPKS設(shè)置旁路的功能；聯(lián)鎖對(duì)來(lái)自鄰站的SPKS設(shè)置旁路應(yīng)確認(rèn)鄰站實(shí)體SPKS未激活。

5.2 與其他子系統(tǒng)的交互

1）聯(lián)鎖應(yīng)周期性向ZC發(fā)送SPKS開(kāi)關(guān)的激活狀態(tài),SPKS開(kāi)關(guān)激活狀態(tài)作為安全防護(hù)點(diǎn)是ZC計(jì)算MA的相關(guān)條件。

2）聯(lián)鎖周期性向ATS發(fā)送SPKS開(kāi)關(guān)的激活狀態(tài),ATS根據(jù)此信息在電調(diào)和行調(diào)界面上顯示,提醒操作員有人員進(jìn)入SPKS防護(hù)區(qū)域。

6 結(jié)語(yǔ)

目前,越來(lái)越多的城軌項(xiàng)目采用全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng),與傳統(tǒng)項(xiàng)目相比,作為信號(hào)基礎(chǔ)設(shè)備的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)增加了SPKS、洗車(chē)機(jī)、車(chē)庫(kù)門(mén)、間隙探測(cè)、跳躍等功能,拓展了系統(tǒng)的安全防護(hù)范圍,有效保證了FAO系統(tǒng)功能的正常實(shí)現(xiàn),這些均為后續(xù)信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。