上海軌道交通既有線車場聯(lián)鎖系統(tǒng)整體改造方案及實施策略

沈旭征

(上海地鐵維護保障有限公司通號分公司,200235,上?！喂こ處?

為提升車場信號設(shè)施設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性,同時優(yōu)化部分既有線路車場出庫能力,為部分車場后續(xù)進行ATC(列車自動控制)改造奠定基礎(chǔ),截至2021年年中,上海軌道交通設(shè)備維護單位已陸續(xù)對上海軌道交通的3號線石龍車場、4號線蒲匯塘車場、5號線劍川路車場、7號線陳太車場、6號線港城車場、三林車場、8號線浦江鎮(zhèn)車場等實施車場聯(lián)鎖系統(tǒng)整體改造,且均已投入運營。此外,隨著上海軌道交通2號線全線CBTC(基于通信的列車自動控制)系統(tǒng)改造項目的推進,也將陸續(xù)對2號線的北翟路車場、龍陽路車場、川沙車場進行車場聯(lián)鎖改造。

雖然實施聯(lián)鎖系統(tǒng)整體改造的車場分布于不同線路的不同站場,但其采用的聯(lián)鎖系統(tǒng)整體改造方案和實施過程具有一定的共性,值得深入研究總結(jié),以形成一套可復(fù)制可推廣的工作經(jīng)驗。本文以此為出發(fā)點,結(jié)合現(xiàn)場多個改造項目執(zhí)行經(jīng)驗,對既有線車場聯(lián)鎖系統(tǒng)整體改造的調(diào)試及投用策略進行分析提煉,供后續(xù)類似項目現(xiàn)場執(zhí)行時參考借鑒。

1 既有線車場聯(lián)鎖系統(tǒng)整體改造方案

1) 新設(shè)室內(nèi)計算機聯(lián)鎖設(shè)備(含微機監(jiān)測設(shè)備,還需為后續(xù)進行ATC改造的車場預(yù)留相關(guān)接口),以及配套組合柜、接口柜、分線柜、電源屏、不間斷電源等信號設(shè)備。當(dāng)室內(nèi)新聯(lián)鎖系統(tǒng)投運后,原室內(nèi)舊連鎖系統(tǒng)整體退出運營。

2) 全部更新室外干線電纜(即連接室內(nèi)分線柜和第一個電纜分線盒的電纜)。對于符合新聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計要求的舊有信號機、支線電纜,以及未到使用年限的轉(zhuǎn)轍機、軌道電路、同意接車按鈕等室外設(shè)備利舊使用。對于新增的信號點、軌道區(qū)段,以及道岔新設(shè)配套的信號機、軌道電路、轉(zhuǎn)轍機等信號設(shè)備一并接入新聯(lián)鎖系統(tǒng)。

3) 為確保新聯(lián)鎖系統(tǒng)調(diào)試期間不影響舊聯(lián)鎖系統(tǒng)的正常運營,同時壓縮新舊聯(lián)鎖系統(tǒng)相互倒接時間,降低日常施工調(diào)試以及割接當(dāng)日的工作強度,對于道岔、信號機、軌道電路、同意接車按鈕等室外利舊設(shè)備以及車場-正線站間聯(lián)系(以下簡稱“站聯(lián)”)控制電路,采用繼電倒接方式實現(xiàn)新舊聯(lián)鎖系統(tǒng)與室外設(shè)備控制連接的切換。

2 既有線車場聯(lián)鎖系統(tǒng)整體改造的前期準(zhǔn)備工作

前期準(zhǔn)備階段工作主要包括:敷設(shè)室外電纜,開挖電纜過軌溝,安裝新增信號箱盒,安裝新增設(shè)備基礎(chǔ)及機構(gòu),調(diào)試室外新增單體設(shè)備,安裝室內(nèi)機柜,布放電纜配線,調(diào)試電源,調(diào)試聯(lián)鎖設(shè)備,室內(nèi)模擬聯(lián)鎖試驗,布放倒接過渡電纜線。這些前期準(zhǔn)備工作對既有信號設(shè)備不產(chǎn)生影響,可為后續(xù)新聯(lián)鎖系統(tǒng)接入調(diào)試創(chuàng)造條件。

3 既有線車場聯(lián)鎖系統(tǒng)整體改造方案實施策略

聯(lián)鎖系統(tǒng)調(diào)試及投用階段一般是指,從新舊聯(lián)鎖系統(tǒng)一并接入倒接柜后,進行新聯(lián)鎖系統(tǒng)調(diào)試驗收后割接投用直至倒接柜拆除正式交付的過程。在舊聯(lián)鎖系統(tǒng)到新聯(lián)鎖系統(tǒng)的過渡進程中,既有信號設(shè)備原有的工作狀態(tài)已經(jīng)發(fā)生變化,并涉及到新舊聯(lián)鎖系統(tǒng)的相互倒接,設(shè)備數(shù)量多、調(diào)試難度大、施工風(fēng)險高,是既有線車場聯(lián)鎖系統(tǒng)整體改造中的關(guān)鍵階段,需要重點關(guān)注。

3.1 聯(lián)鎖系統(tǒng)接入倒接柜及主干電纜更新

為減少施工與調(diào)試工作量,提升作業(yè)效率,新舊聯(lián)鎖系統(tǒng)接入倒接柜與主干電纜更新同步進行。實施的前置條件為:新主干電纜已從新信號設(shè)備機房分線柜敷設(shè)至相應(yīng)電纜分線盒處,并均已分線完畢,新聯(lián)鎖系統(tǒng)分線柜側(cè)電纜芯線可預(yù)先配至對應(yīng)端子,同時室外電纜盒硬面化已破除;舊聯(lián)鎖系統(tǒng)過渡線(臨時配線,用于連接倒接柜后接點和舊聯(lián)鎖系統(tǒng)分線柜端子)已從倒接柜敷設(shè)至老信號設(shè)備機房分線柜處,倒接柜側(cè)配線可預(yù)先配至對應(yīng)端子;倒接用的臨時端子排在新聯(lián)鎖系統(tǒng)分線柜已安裝完畢,新聯(lián)鎖系統(tǒng)臨時跳線(包括連接倒接柜中接點和新聯(lián)鎖系統(tǒng)室外硬線的跳線1、連接倒接柜前接點和新聯(lián)鎖系統(tǒng)室內(nèi)軟線的跳線2)已從倒接柜敷設(shè)至新信號設(shè)備機房分線柜處。其中:新聯(lián)鎖系統(tǒng)室內(nèi)軟線和跳線2在臨時端子排上相連,跳線另一端接入倒接柜與倒接繼電器前接點相連的側(cè)面端子上;跳線1的一端接入倒接柜與倒接繼電器中接點相連的側(cè)面端子,跳線另一端接入與室外電纜芯線相對應(yīng)的分線柜端子上。新舊聯(lián)鎖系統(tǒng)接入倒接柜配線示意圖如圖1所示。

圖1 新舊聯(lián)鎖系統(tǒng)接入倒接柜配線示意圖

可利用日間車場封鎖點同步進行聯(lián)鎖系統(tǒng)接入倒接柜與主干電纜更新,對于影響正線運營的車場-正線站聯(lián)部分,須在夜間利用正線接口站以及車場封鎖點同步進行。制定倒接日施工計劃時,需充分考慮后續(xù)一致性檢查以及電纜盒灌膠恢復(fù)整理時間,并充分預(yù)留出現(xiàn)異常后的排故時間。實施時,在老機房斷開室外設(shè)備工作電源后,從室外將舊主干電纜從電纜分線盒抽出,然后引入新電纜并將芯線配線至分線盒內(nèi)相應(yīng)端子;從室內(nèi)將舊電纜芯線從分線柜端子上摘除,同時將舊聯(lián)鎖系統(tǒng)過渡線配至相應(yīng)端子。舊聯(lián)鎖系統(tǒng)接入倒接柜配線改動前后示意圖如圖2所示。室內(nèi)外以單根電纜為單位進行施工,完畢后校核各電纜芯線導(dǎo)通性,正常后上電等待一致性檢查。

圖2 舊聯(lián)鎖系統(tǒng)接入倒接柜配線改動前后示意圖

完成當(dāng)日倒接施工計劃后,為確保配線準(zhǔn)確性,需預(yù)留一定時間進行室內(nèi)外一致性檢查。對于倒接涉及到的所有室外設(shè)備,均需進行檢查,確保室外設(shè)備狀態(tài)與舊聯(lián)鎖系統(tǒng)界面顯示完全一致且工況正常,同時利用微機監(jiān)測系統(tǒng)(舊系統(tǒng)微機監(jiān)測配置不全的可利用軌道測試盤、燈絲報警儀等設(shè)備,或進行人工測量)觀察信號點燈電流、軌道電路受電端電壓、道岔表示電壓等電氣性能參數(shù)均正常,如出現(xiàn)異常,及時進行調(diào)整。

當(dāng)進行站聯(lián)或場聯(lián)(站場間聯(lián)系)部分倒接時,還需在正線、試車線或聯(lián)絡(luò)線的信號設(shè)備機房安排調(diào)試人員,依據(jù)原理圖配合檢查互送繼電條件(主要包括信號條件、軌道條件、照查條件等復(fù)示條件)的一致性,同時測試車場與正線各自接發(fā)車進路排列正常。

一致性檢查完畢以及室外設(shè)備電氣性能參數(shù)核對正常后,還需對倒接過的室外電纜盒進行整理灌膠密封并固定,工完場清并達到運營要求后,方可注銷施工。

3.2 新聯(lián)鎖系統(tǒng)室內(nèi)外一致性試驗

為確保新系統(tǒng)室外設(shè)備狀態(tài)、室內(nèi)繼電器狀態(tài)以及站場界面狀態(tài)一致,需在新系統(tǒng)下進行室內(nèi)外一致性試驗(以下簡稱“一致性試驗”)。其實施的前置條件為:新舊聯(lián)鎖系統(tǒng)均已接入倒接柜,完成主干電纜更新,完成室外新聯(lián)鎖系統(tǒng)中新增且具備安裝條件的信號機、軌道電路、轉(zhuǎn)轍機等設(shè)備的單體調(diào)試,完成聯(lián)鎖設(shè)備(含應(yīng)急盤)調(diào)試,完成倒接柜調(diào)試。

利用日間車場封鎖點進行一致性試驗,對于影響正線運營的車場-正線站聯(lián)部分,須在夜間利用正線接口站以及車場封鎖點同步進行。在設(shè)計時,將倒接柜繼電器控制電源分為兩路,即場內(nèi)設(shè)備倒接電源和站聯(lián)倒接電源。在日間進行一致性試驗時,僅對場內(nèi)設(shè)備倒接電源上電,將場內(nèi)設(shè)備倒接至新系統(tǒng);在夜間進行站聯(lián)部分的一致性試驗時,可對兩路倒接電源同時上電。

將設(shè)備倒接至新聯(lián)鎖系統(tǒng)后,對新聯(lián)鎖系統(tǒng)電源屏室外設(shè)備上電,根據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書要求逐個進行設(shè)備一致性試驗。對于信號機斷絲、信號機滅燈、道岔失表等需通過人為制造故障進行一致性試驗的,試驗完畢恢復(fù)后需即時檢查室外設(shè)備工況良好。對于因新聯(lián)鎖系統(tǒng)電源與舊系統(tǒng)適配不佳而導(dǎo)致室外設(shè)備易出現(xiàn)燒變壓器、燒保險等故障的,應(yīng)在試驗前考慮到可能出現(xiàn)的故障場景并備足備品備件,一旦在試驗時出現(xiàn)故障的,應(yīng)立刻停止試驗進行故障處置,使設(shè)備恢復(fù)至正常狀態(tài),確保倒回至舊聯(lián)鎖系統(tǒng)后可正常使用。

一致性試驗完畢后,應(yīng)預(yù)留一定時間將聯(lián)鎖系統(tǒng)倒回舊聯(lián)鎖系統(tǒng)并斷開新聯(lián)鎖系統(tǒng)電源屏室外設(shè)備電源,并使用舊聯(lián)鎖系統(tǒng)對當(dāng)日試驗過的設(shè)備進行室內(nèi)外一致性檢查,觀察其電氣特性參數(shù),發(fā)現(xiàn)異常及時處理,確保舊聯(lián)鎖系統(tǒng)下各設(shè)備可正常工作。

3.3 割接前準(zhǔn)備工作

當(dāng)聯(lián)鎖系統(tǒng)割接節(jié)點確定后,為確保割接當(dāng)日萬無一失,需再次對新聯(lián)鎖系統(tǒng)進行全面檢查驗證,同時預(yù)先籌備割接當(dāng)日需要完成的工作。

一般利用割接前幾日的車場封鎖點進行割接前準(zhǔn)備工作。倒接至新聯(lián)鎖系統(tǒng)后,使用新聯(lián)鎖系統(tǒng)站場界面對全場的所有室外信號設(shè)備進行室內(nèi)外一致性檢查,確保室內(nèi)外設(shè)備在所有工況下正常工作,符合設(shè)計要求。在進行一致性檢查的同時,觀察新信號設(shè)備機房微機監(jiān)測終端表示電壓、軌道電壓、點燈電流等關(guān)鍵參數(shù),對不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備,如屬于新增設(shè)備,應(yīng)立即調(diào)整使其符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定;如屬于利舊設(shè)備,暫不調(diào)整,做好記錄,待割接當(dāng)日新聯(lián)鎖系統(tǒng)投入運行后一并進行調(diào)整。

3.4 新舊聯(lián)鎖系統(tǒng)割接

因施工時間較長,所以一般選擇周末進行既有線路車場新舊聯(lián)鎖系統(tǒng)割接,這樣對行車組織工作影響較小。割接時,可將室外人員分為施工組、拆舊組、檢查調(diào)整組三組,在信號設(shè)備機房內(nèi)和控制臺各設(shè)置一組配合人員。割接開始后,倒接電源上電,倒接至新聯(lián)鎖系統(tǒng)后,室外三組人員根據(jù)分工并行作業(yè):施工組負(fù)責(zé)將割接前不具備施工條件的信號機或軌道電路等設(shè)備按新聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計要求進行更新或移設(shè),施工完畢后聯(lián)系控制臺和信號設(shè)備機房人員進行完整的一致性試驗,試驗完畢后聯(lián)系信號設(shè)備機房人員根據(jù)微機監(jiān)測顯示調(diào)整設(shè)備電氣性能參數(shù),確保更新或移設(shè)設(shè)備運行正常,同時對所有室外設(shè)備銘牌按新系統(tǒng)設(shè)計要求進行更新;拆舊組對預(yù)先做好標(biāo)記的設(shè)備進行拆舊,避免新聯(lián)鎖系統(tǒng)投用后出現(xiàn)遺留的舊聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)備對新聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)備的運行或辨認(rèn)產(chǎn)生影響;對無需調(diào)整可直接投用的設(shè)備,檢查調(diào)整組聯(lián)系控制臺人員進行室內(nèi)外一致性檢查,確認(rèn)各設(shè)備在割接至新聯(lián)鎖系統(tǒng)后運行正常,同時根據(jù)割接準(zhǔn)備時的記錄,結(jié)合信號設(shè)備機房微機監(jiān)測給出的信息對利舊信號設(shè)備的電氣性能參數(shù)進行調(diào)整,以滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,并與新聯(lián)鎖系統(tǒng)相互適配,達到利舊設(shè)備從舊聯(lián)鎖系統(tǒng)平滑過渡至新系統(tǒng)后穩(wěn)定可靠運行的目標(biāo)。上述割接施工內(nèi)容全部順利完成之后,斷開舊聯(lián)鎖系統(tǒng)電源屏向舊系統(tǒng)室內(nèi)外設(shè)備的供電電源,確認(rèn)舊聯(lián)鎖系統(tǒng)退出運營,同時在控制臺進行進路排列試驗,確保新聯(lián)鎖系統(tǒng)下車場常用的所有接發(fā)車進路以及調(diào)車進路全部能夠按設(shè)計要求正常排列,始端信號機能夠正常開放,試驗正常后即可交付運營人員,運營人員使用新聯(lián)鎖系統(tǒng)辦理場內(nèi)調(diào)車或進行列車回庫接車作業(yè)。新聯(lián)鎖系統(tǒng)自此正式投入使用,聯(lián)鎖系統(tǒng)割接完成。

割接當(dāng)日,全線運營結(jié)束后,一般安排一個包含正線接口站以及全站場的封鎖施工點,再檢查車場發(fā)車進路及正線接車進路的正常排列情況,同時對列車回庫情況進行回放分析,結(jié)合評估結(jié)果,對新聯(lián)鎖系統(tǒng)投用后各設(shè)備狀態(tài)進行有針對性回檢,發(fā)現(xiàn)問題及時整改消缺,確保次日出庫作業(yè)的平穩(wěn)有序。

3.5 分線柜臨時配線及倒接柜拆除

待新聯(lián)鎖系統(tǒng)穩(wěn)定運行后,為減少聯(lián)鎖系統(tǒng)故障點,應(yīng)理順分線柜配線,以便于后續(xù)維護及排故作業(yè)。需擇機拆除分線柜上的臨時配線,最終形成正式的分線柜配線。

利用日間車場封鎖點進行倒接柜拆除作業(yè),對于影響正線運營的車場-正線站聯(lián)部分,須在夜間利用正線接口站以及車場封鎖點進行。拆除分線柜臨時配線及倒接柜后的配線方式為:將連接在分線柜室內(nèi)側(cè)端子上的新系統(tǒng)跳線摘下,并從臨時端子排摘下相應(yīng)室內(nèi)軟線配入該端子,即按設(shè)計要求完成室內(nèi)軟線與室外電纜芯線在分線柜的正式配線。新聯(lián)鎖系統(tǒng)最終配線示意圖如圖3所示。當(dāng)日作業(yè)完畢后,預(yù)留一定時間對配線變化所涉及的信號設(shè)備進行室內(nèi)外一致性檢查,同時觀察微機監(jiān)測設(shè)備上所涉及的設(shè)備電氣性能參數(shù)是否符合標(biāo)注要求,對于不達標(biāo)的應(yīng)即時整改。

圖3 拆除分線柜臨時配線及倒接柜后的正式配線示意圖

拆除接入倒接柜的所有設(shè)備臨時配線及臨時端子排并形成正式配線后,方可斷開所有倒接電源。拆除倒接柜所有的外部配線后,即可將倒接柜移除新聯(lián)鎖系統(tǒng)機房,將原位置填平。

站場中軌道電路、道岔、信號機三類主要信號設(shè)備在改造過程的一致性檢查(試驗)主要工作內(nèi)容如表1所示。

表1 改造過程中不同信號設(shè)備室內(nèi)外一致性檢查(試驗)主要內(nèi)容

改造過程中各環(huán)節(jié)的風(fēng)險點、影響及對策匯總?cè)绫?所示。

表2 改造各環(huán)節(jié)風(fēng)險點、影響及對策匯總

4 結(jié)語

上海軌道交通既有線車場聯(lián)鎖系統(tǒng)整體改造方案在多個既有線路車場得以運用與實踐,在改造期間,未對日常運營產(chǎn)生影響,順利完成了各項改造任務(wù),新聯(lián)鎖系統(tǒng)順利投入使用,實現(xiàn)了“無感”改造的預(yù)定目標(biāo)。