軌道交通分段工程信號系統銜接設計方案簡析

于 露 胥 昊

在城市軌道交通建設中，由于規劃線路的長度、地區、客流不均衡及工程建設難度等因素，一般采取將線路分段建設開通，然后再延伸建設的方式。信號系統是線路運營的中樞神經，是保障行車安全和指揮線路運營的重要設施，分段建設必然會增加信號系統設計及實施的難度。為減少由此帶來的問題，從工程建設之初就做一定前瞻性的設計，對工程的建設具有一定意義。

CBTC系統是近年國內新建軌道交通工程中普遍采用的信號系統，它包括：列車自動監控子系統（ATS）、列車自動防護子系統 （ATP）、列車自動駕駛子系統 （ATO）、聯鎖子系統 （CI）。

各設備廠商移動閉塞系統的架構基本類似，但在實現某個功能的方式上可能存在差異。下面就信號系統的分段開通方案進行設計。

1 信號系統銜接設計方案

軌道交通工程實施中，一條分段建設的線路上必須采用同一套信號系統。即使一條線路分為3段，中段最后貫通也是如此。 《地鐵設計規范》（2013版）第17．3．3節第1條款規定：同一ATS系統可監控一條或多條運營線路。監控多條線路運行時，應保證各條線路具有獨立運營或混合運營的能力。本文以一條線路分為2段開通建設為例，討論信號系統進行銜接的設計方案。

1．1 首開段信號系統預留設計

在軌道交通線路首開段工程設計中，需為后開段工程做出一定的預留，以預防或減少貫通過程中的改造性工作，具體包括以下方面。

1．控制中心設備預留。控制中心主要配置ATS中心設備，無論如何分段，整條線路應采用1套控制中心設備。在設備硬件配置上，計算速率、存儲空間應滿足整條線路、遠期車輛數量配置要求，機柜內預留一定數量的模塊插接槽，在此基礎上再預留一定的余量。線路數據服務器上應預留整條線路的數據存儲空間和一定余量。

中心大表示屏為全線開通預留一定的表示位置。根據在線運營列車對數、線路長度及車站數量等因素綜合考慮是否預留調度工作臺位置。

2．車站及軌旁設備預留。處于分段邊界的車站，由于交路運行列車在該車站折返，故車站一般設有道岔，那么建議這樣的有岔車站設置為信號的設備集中站。在后開段進行聯鎖區劃分時，可能存在需要納入首開段聯鎖區管轄，這樣的集中站設計可以減少信號電纜控制距離上的影響，也為骨干網絡 （或者光纖組網）的割接提供了方便，減少了后期夜晚施工的難度。在后開段線路上或車站不穩定時更應考慮此設計，以避免后開段聯鎖區劃分出現尷尬局面。

車站及軌旁主要配置ATP／ATO設備、車站ATS設備、車站聯鎖設備。處于邊界的設備集中站，需要考慮在硬件上預留：室內計軸機柜的接線模塊、聯鎖用接口板、無線接入點室內接線模塊、組合柜及分線柜的數量和接線位置，電源設備也應具有足夠容量以及模塊位置，能夠滿足后期的新設備接入。

ATP／ATO設備的控制能力應按照最小行車間隔、遠期車輛數量預留，并具有一定的余量。

3．車載設備的預留。前期開通線路的運營列車，應具備存貯整條線路數據的容量，還應具有最短期限要求的操作、報警記錄存儲容量。

1．2 貫通運營信號系統銜接設計

1．控制中心設備銜接。在線路數據服務器中增加新的線路數據，需對運行圖編輯工作站、調度工作站及維護工作站進行軟件升級，使之具有全線表示及控制能力，運行圖編輯工作站能夠編輯新的全線運行圖／時刻表。

可根據在線運營列車對數、線路長度及車站數量等因素，綜合考慮是否增加調度工作站，其控制區域根據需求進行重新劃分。大表示屏接口計算機的軟件升級為全線顯示畫面。中心設備與綜合監控、通信、PIS等各專業的接口信息也更新。

2．車站及軌旁設備銜接。ATP／ATO設備、CI設備重新劃分控制區域，對聯鎖、ATP／ATO、計軸設備硬件增加控制模塊，滿足新增軌旁設備的接線要求。

根據全線聯鎖區的劃分，對處于邊界的軌旁設備，如信號機、計軸、無線接入點等需正確接入所屬聯鎖區集中站。修改聯鎖表，對聯鎖／站級ATS服務器及工作站軟件進行升級，滿足新劃分聯鎖區控制要求。

在邊界設備集中站的骨干網節點 （或光纖組網的光纖配線架），接入后開段的ATS、CI以及維護網絡，實現DCS有線網絡重構，整條線路組成完整的網絡環路。

3．車載設備銜接。由于前期運營的車載設備，不具備后面線路的數據，需對每列車進行軟件升級和數據的更新，才能實現在整條線路上運行。

2 備用控制中心的調試功能

首開段開通以后，在全線貫通的實施過程中，信號系統只能選擇在非運營時段進行線路銜接的調試工作，而且必須在第2天運營前完成調試并切換回原系統。

目前，各條線路大多配置了備用控制中心，在調試階段可以將備用中心設備作為調試設備使用，備用控制中心安裝全線控制軟件。正式運營時使用主用控制中心，主用控制中心設備若發生故障，切換到車站ATS分機來控制列車運營。運營結束后人工切換至備用中心設備進行調試，夜間調試完畢后，再恢復到主用控制中心控制首開段運營。

3 結束語

城市的發展及規劃的更新，分期、分段以及延伸線路的建設也越來越多。雖然CBTC系統的應用日趨成熟，但是各個CBTC系統供貨商的技術成熟度、工程應用經驗還是參差不齊。這里僅從設計角度就分段線路信號系統預留及銜接方案進行了分析，而分段工程的調試方案也極具重要和復雜性，需要信號系統參建各方進一步細致地分析論證。對于具體的某一條線路，還應根據線路條件及所采用信號系統特點，具體分析工程的預留與銜接工作，不斷進行優化設計，以降低貫通工程實施的難度。

［1］ 廖理明，郜洪民．軌道交通延伸工程車站信號改造方案［J］．鐵道通信信號，2007，43（11）．

［2］ 許耀亮．地鐵既有線與延長線信號ATS子系統聯接施工設計方案探討［J］．鐵道通信信號，2011，47（7）．

［3］ 張楚潘，郜洪民．軌道交通既有線路拆分工程信號系統改造方案實例探討［J］．鐵道通信信號，2008，44（8）．