重慶單軌交通3號線信號系統運營模式

王 輝 徐志華

（北京電鐵通信信號勘測設計院，北京 100036）

1 系統概述

重慶單軌3號線采用基于無線通信的列車控制系統（CBTC），CBTC系統的在線檢測是通過無線通信，實時地接收列車位置信息，從而掌握列車的在線位置。CBTC系統具有分別對應不同系統控制級別的CBTC模式、后備模式等2種系統工作模式，可根據故障情況等手動選擇相應的模式。此外，作為搭載了CBTC的列車運行模式，將提供正常情況下的常用模式及異常情況下的ATP切除模式。在常用運行模式內又分為列車自動運行（ATO）模式、列車自動防護（ATP）模式、限制人工駕駛（SR）模式、調車模式等。根據列車運行位置(正線/車輛段等)以及故障發生等情況，自動或手動地切換至相宜的模式進行運行。

CBTC系統等級劃分如表1所示。

表1 CBTC系統等級劃分表

后備模式指當CBTC系統無法使用的情況下所使用的控制模式。以運行于相應線路的所有列車為對象，通過物體檢測方式進行列車檢測來實施信號控制。

后備系統實現CBTC故障時的后備模式控制。常用系統與后備系統是完全獨立的2個系統，而且可快速切換到后備系統。

重慶市單軌交通3號線后備系統的列車檢測使用與CI相連的計軸，在閉塞分區的邊界設置計軸，以檢測列車位置，判斷列車的運行方向，將進入或出清閉塞分區的信息傳給聯鎖。

后備系統的列車檢測單位是進路起點和終點，在道岔區間以及站間等位置安裝列車檢測設備，實施固定閉塞控制。

2 系統運營控制模式

2.1 控制中心調度指揮模式

通常列車的運行處于控制中心自動監控狀態。在正常情況下，調度員僅監督列車及設備的運轉，當列車的實際運行與計劃運行圖之間發生一定偏差時，可對偏差進行自動或人工調整。控制中心調度指揮模式分為自動監控模式（ATS）和調度員人工調整模式。

2.1.1 自動監控模式（ATS）

在ATS模式下，控制中心ATS子系統主要完成以下功能。

1）根據聯鎖表、計劃運行圖及列車位置自動生成進路控制命令，傳送到車站聯鎖設備，設置進路。

2）控制中心根據列車計劃運行圖自動生成列車車次號（服務號、目的地）；車組號、乘務組號由當天控制中心發往車輛調度終端的時刻表經車輛派班室“填空”確認后送回生成。

3）自動完成正線區段內列車車次號的跟蹤。當列車從車輛段出發占用轉換區段時登記進入系統并開始跟蹤，列車返回車輛段后結束，車次號隨列車的運行而移動。通過車地通信實時校核車次號。由于某種原因車次號丟失或與時刻表車次號沖突，系統自動報警，行車調度人員可通過行車調度工作站對列車車次號進行修改。

4）系統具有列車計劃與實際運行的比較功能和計算機輔助調度的功能，即在發生列車計劃與實際運行超過一定偏差時，ATS子系統自動調整；超過限定偏差，發出偏差報警，并自動給出調整方案，供調度員人工調整。

2.1.2 調度員人工調整模式

調度員可在控制中心人工發出有關命令，對全線的列車運行進行人工干預。

1）調度員人工調整列車運行

在ATP/ATO設備（包括地面及車載設備）及聯鎖設備無故障狀態下，列車的實際運行與實施的計劃運行圖之間發生偏差，控制中心行車調度員可以根據顯示屏以及行車調度工作站顯示的列車運行狀態，在行車調度工作站上（無線配合）對列車運行進行人工調整。調度員人工調整列車運行包括以下內容。

①對有關列車實施“扣車/終止站停”或“跳停”。

②對計劃運行圖進行在線修改，包括“時間平移”、 增加或取消列車、改變列車的始發點及始發時間、調整列車的出、入段時間等。

2）人工進路控制

行車調度人員根據需要，可在ATS子系統行車調度工作站對車站聯鎖設備發送進路控制命令，經聯鎖設備校核后排列進路。此外，可由車站值班員申請，行車調度人員由控制中心ATS子系統人工發出“授權”命令，并經車站值班員“確認”后，將聯鎖子系統改由車站一級控制。

3）自動或人工設定列車的車次號

在車輛段轉換區段、車站股道及折返線上，控制中心可自動生成列車車次號，行車調度人員也可通過行車調度工作站對該列車的車次號進行重新設定、修正和刪除。

2.2 車站控制模式

2.2.1 車站自動控制模式

在車站自動控制的模式下，ATS自動根據時刻表向聯鎖設備發送排列進路命令，或車站值班員對常用的進路設定為自動追蹤狀態，當列車進入防護該進路的信號所定義的接近區段時，將會自動排出一條固定的列車進路。

2.2.2 車站人工控制模式

在車站控制模式條件下，車站值班員將可以直接控制車站聯鎖設備。

1）聯鎖設備的人工控制

車站值班員在車站的操作員工作站上，在本聯鎖區控制范圍內排列進路，并可對聯鎖控制范圍內的進路、道岔和軌道區段做特殊的設置或操縱。

2）緊急停車按鈕的操縱

每側站臺及IBP盤應設有緊急停車按鈕，它是在車站股道上發生突發事件情況下，為保護乘客及設備的安全，使列車緊急停車的裝置。按壓緊急停車按鈕后，ATP將對預先定義的一定范圍內進、出站列車實施緊急制動。在故障已排除，允許解除列車緊急制動時，車站值班員操作IBP盤上的緊急停車恢復按鈕，恢復列車正常通行。

3）對信號元素的封鎖及軌道區段臨時限速的設置

在車站操作員工作站上，可對道岔、軌道區段等信號控制元素實施封鎖，以阻止列車通過該元素。當因線路維修保養或其他原因需要對某段線路實施臨時限速時，車站值班員可根據OCC行車調度員指令在操作員工作站上對要求的限速區域設置臨時限速區以確保行車安全。故障排除后，車站值班員可解除設置的限制速度，但此操作必須慎重并需得到OCC行車調度員的授權。

4）對扣車、跳停、提前發車等的設置。

3 降級運營模式

3.1 地面設備故障

1）地面設備(ATP邏輯部、SM、APM、AP)故障時，區間內的列車由于通信中斷而緊急停車。

2）ATP邏輯部故障時，聯鎖邏輯部收不到ATP邏輯部信息，檢測到ATP邏輯部故障，這時，CI就根據計軸的列車檢測信息控制信號機。

3）駕駛員通過無線電話通知地面調度員，列車由于通信中斷而緊急停車。

4）將地面設備的故障范圍設定為防護區間，具體情況如下。

*邏輯部故障時，相鄰的正常邏輯部生成停車點在故障邏輯部的外方。

* SM、APM故障時，通過本邏輯部完成相應范圍內的防護。

* AP連續故障時，通過本邏輯部完成相應范圍內的防護。

5）地面調度員根據所設定的防護區間向駕駛員發出指示，將車載駕駛模式切換到SR模式，并告知可運行的區間（至故障范圍的終端）。

6）駕駛員收到地面調度員的指示后，駕駛列車在SR模式下在指定的區間內根據信號機（聯鎖控制）運行。

7）通過故障區間后，車-地通信恢復正常，條件成立后自動地過渡到ATP模式。

故障得到修復后，調度員辦理相應手續，從而相應區段恢復正常CBTC模式。

8）在故障恢復正常前，ATS中心自動控制功能停止，進行車站或人工調度，如圖1所示。

9）防護區間隨列車移動而移動。

3.2 車載設備故障時

1）車載無線設備故障時，該列車與地面的通信中斷時。

2）駕駛員通過無線電話向地面調度員報告列車由于無線通信中斷而緊急停車。

3）ATP將列車前后必要的范圍設定為防護區間。

4）地面調度員根據所設定的防護區間，向駕駛員指示將車載駕駛模式切換到SR模式，并通知司機在前方看信號機行車。

5）駕駛員收到地面調度員的命令后，轉換到SR模式后運行，或根據需要可在相應信號機處開始按照站間閉塞行車，如圖2所示。

6）故障車從正線退出后，駕駛員報告給地面調度員。

7）防護區間的解除是經人工確認后解除。地面調度員確認故障車從正線退出后，解除防護區間。故障車所在的防護區間按照大區間設置考慮，隨著故障車的移動，防護區間不斷向前推進，直到車輛段、車站、折返線為止，如圖3所示。

3.3 故障車的救援

1）正線上出現了無法繼續運行的列車。

2）駕駛員通過無線電話，向地面調度員報告列車故障。

3）ATP將列車前后必要的范圍設定為防護區間。

4）地面調度員設定防護區間后，發出救援列車的請求。

5）救援列車在CBTC防護下行至防護區間邊緣外暫時停車，然后向地面調度員報告。

6）地面調度員將防護區間的范圍延長到救援列車所在的在線位置。

7）地面調度員延長防護區間后，向救援列車的駕駛員發出轉換到SR模式的指示。

8）救援列車的駕駛員根據地面調度員發來的指示，將車載駕駛模式切換到SR模式，然后與故障車連掛，將故障車拖到正線以外，此過程均以SR運行。

9）故障車退出正線后，救援列車的駕駛員向地面調度員報告情況。

10）地面調度員確認故障車退出正線，解除防護區間。

3.4 CBTC與后備模式切換

夜間運營列車停運后，CBTC與后備模式進行切換，夜間作業工程車在后備模式下采用非限制人工駕駛模式運行，該模式為ATP切除狀態，列車運行無超速防護功能，列車的運行安全由司機負責。

4 結束語

通過對重慶單軌3號線信號系統運營模式的介紹，可以了解重慶單軌3號線信號系統的相關功能，尤其是信號系統應對各種故障情況的靈活性、高效性，在以后類似的應用領域有很好的借鑒作用。

[1]北京電鐵通信信號設計院．重慶市軌道交通三號線南延伸段初步設計說明文件[S]．

[2]中鐵電氣化局集團有限公司，株式會社日立制作所，中信國際合作公司等．重慶市軌道交通三號線一期工程信號系統設備技術規格書[S]．

[3]傅世善．閉塞與列控概論第十講移動閉塞概述[J]．鐵路通信信號工程技術，2006，3（4）：61-63．