天津地鐵1號線信號系統(tǒng)改造工程技術(shù)方案

于雪松

（天津市地下鐵道運營有限公司，天津 300222）

1 引言

天津地鐵1號線既有信號系統(tǒng)為當時較為先進的準移動閉塞制式信號系統(tǒng)，核心設備采用英國原西屋公司的信號設備。該信號系統(tǒng)隨著運營時間的逐步增加，設備陸續(xù)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，故障率也逐步增加，給正常運營帶來了一定影響。為解決設備老化問題，同時考慮既有線與延伸線信號系統(tǒng)的兼容性，天津地鐵著手對既有1號線信號系統(tǒng)進行改造。

移動閉塞系統(tǒng)是現(xiàn)有軌道交通信號系統(tǒng)中最先進的技術(shù)且能夠?qū)崿F(xiàn)運營間隔最短、運力最大，是目前國內(nèi)軌道交通采用的主流信號系統(tǒng)制式，產(chǎn)品成熟、設備量較少且維修方便。綜合考慮各項因素，天津地鐵1號線信號系統(tǒng)改造方案確定為將全線改造更新為移動閉塞制式的信號系統(tǒng)。

2 總體技術(shù)方案

鑒于既有舊信號系統(tǒng)為準移動閉塞制式信號系統(tǒng)，而改造方案確定為改造更新為移動閉塞制式信號系統(tǒng)，二者制式和設備不一樣，因此，全線所有室內(nèi)外設備、柜架、車載設備需全部新設，所有電纜、光纜需全部重新敷設布置。

同時，改造期間既有線還需在舊信號系統(tǒng)控制下正常運營，因此，本工程以不影響既有線正常運營為根本原則進行改造技術(shù)方案的設計和確定。

3 詳細技術(shù)方案

3.1 室內(nèi)設備安裝

針對正線車站信號設備，主要采取以下原則對各站設備間內(nèi)信號設備安裝位置進行設計：新舊設備共用信號機械室；以鐵路信號設計規(guī)范中信號設備室內(nèi)布置距離要求為設計原則；新舊設備盡量分區(qū)域布置；有效利用既有電池間空間；考慮設備間頂部空調(diào)口或通風口位置；不影響既有設備運營維護及應急處理。

針對部分設備間因新系統(tǒng)設備較多、既有舊系統(tǒng)設備也較多的情況，設計人員安排對于部分新系統(tǒng)設備在現(xiàn)場設置臨時擺放點，待后續(xù)新系統(tǒng)正常投入運營且舊系統(tǒng)室內(nèi)設備完成拆除后，再行對新系統(tǒng)設備進行二次就位。

3.2 轉(zhuǎn)轍機

轉(zhuǎn)轍機是信號系統(tǒng)重要的軌旁基礎設備之一，為確保改造工程整體進度，確定轉(zhuǎn)轍機改造更新方案為：新系統(tǒng)開通前暫不對轉(zhuǎn)轍機及其相關組件進行更換，僅對轉(zhuǎn)轍機分線盒至室內(nèi)控制電纜進行新設，待新系統(tǒng)正常開通運營后再行陸續(xù)對轉(zhuǎn)轍機及其組件進行更換。

鑒于新系統(tǒng)夜間調(diào)試時聯(lián)鎖系統(tǒng)需對轉(zhuǎn)轍機進行控制，因此，改造工程在設備室內(nèi)設置了一個倒切設備用于轉(zhuǎn)轍機在新舊信號系統(tǒng)間的控制轉(zhuǎn)換，以實現(xiàn)新舊信號系統(tǒng)對轉(zhuǎn)轍機快速且安全的進行轉(zhuǎn)換。本工程轉(zhuǎn)轍機倒切設備由倒切開關柜和單刀雙擲倒切開關組組成，同時每個倒切柜內(nèi)設置有N+1冗余的倒切開關組，以確保倒切開關故障下的臨時備用插接更換。倒切開關組上的開關打到一側(cè)時連接舊信號系統(tǒng)轉(zhuǎn)轍機控制電路，開關打到另一側(cè)時則連接新信號系統(tǒng)轉(zhuǎn)轍機控制電路，兩者互不影響，既提高了調(diào)試效率，又保障了既有信號系統(tǒng)安全。

3.3 信號機

既有舊信號系統(tǒng)軌旁信號機設置較少，僅在岔區(qū)防護位置、線路盡頭位置等設置有信號機，考慮此情況，針對信號機改造方案為全線各點位信號機均新設，同時室內(nèi)信號機不做倒切設置，在既有舊系統(tǒng)信號機位置處設置新信號機時采取原點位避讓原則錯開設置。

考慮所有新設信號機在新舊系統(tǒng)未倒切前，新系統(tǒng)不能對既有線正常運營產(chǎn)生影響和對司機產(chǎn)生誤導，施工過程中對所有新系統(tǒng)信號機設置了無效標，同時在每日調(diào)試完畢后均由室內(nèi)電源屏處對室外信號機進行斷電處理。

3.4 應答器、計軸

既有線舊信號系統(tǒng)中軌旁設置有應答器和軌道電路，而新信號系統(tǒng)軌旁計劃設置有源和無源應答器、計軸。結(jié)合設計布點位置，經(jīng)過現(xiàn)場實地勘查，計軸磁頭布點位置可以安裝，應答器布點絕大部分均能安裝，但個別點位受現(xiàn)場線纜影響無法安裝在設計點位，經(jīng)過研究討論，確定方案為能夠優(yōu)先調(diào)整設計布點位置的更改位置，無法更改位置的安排對現(xiàn)場線纜進行移位。

鑒于新系統(tǒng)進行聯(lián)調(diào)聯(lián)試時，新舊系統(tǒng)都會處于同時上電共存狀態(tài)，因此在設計布點問題解決后，還需關注一個重要問題，就是舊系統(tǒng)的應答器和軌道電路是否會與新系統(tǒng)的應答器和計軸相互干擾。經(jīng)過對比各設備運行時的工作頻率，新系統(tǒng)軌旁設備與舊系統(tǒng)軌旁設備的工作頻率相差較大，互相之間基本不會受到相互干擾。另外，在一系列的后期測試中，我們也驗證了兩套系統(tǒng)設備不會受到干擾的判斷。

3.5 緊急停車按鈕

既有舊系統(tǒng)緊急停車按鈕在全線各站均有設置，每站設置有四個緊急停車按鈕，上下行各設置兩個，分別安裝于站臺兩側(cè)墻壁或者柱子上。鑒于緊停按鈕處于站臺乘客上下車位置，并且現(xiàn)場不具備再行開孔安裝新緊停按鈕條件，因此，確定緊停改造方案為：利用新緊停按鈕更換舊緊停按鈕，同時為確保不影響既有信號系統(tǒng)對緊停按鈕的控制，新緊停按鈕接點部分增加接點，將新舊信號系統(tǒng)緊停控制電纜全部連接到新按鈕接點組上，使得新舊信號系統(tǒng)均能對新緊停按鈕進行控制。

此方案在新系統(tǒng)調(diào)試時，不必對緊停進行倒切操作，當新系統(tǒng)正式投入運營時也僅需將舊信號系統(tǒng)斷電即可，待后續(xù)拆舊施工時再行對接至新緊停按鈕上的舊系統(tǒng)控制電纜予以拆除即可。

3.6 車地無線設備

鑒于既有舊系統(tǒng)沒有車地采用軌道電路發(fā)碼方式實現(xiàn)車地信息傳輸，沒有車地無線設備，因此不需考慮新舊系統(tǒng)車地無線設備影響問題。

結(jié)合設計布點位置，經(jīng)過現(xiàn)場實地勘查，最終確定了車地無線設備的安裝方式及設置位置。車地無線設備安裝方式采取墻壁安裝和立桿安裝兩種方式，其中地下站采取在洞體側(cè)面墻壁安裝固定，高架站采取在上下行線路中間立桿安裝固定，并且桿頂部設置有避雷針。

3.7 車載設備

鑒于改造工程以不影響運營為前提，如需改造既有運營列車，需要車上安裝新舊兩套車載信號設備，每天測試時需要頻繁倒切，并且新系統(tǒng)車載設備安裝也極其困難，因此，為避免上述情況給改造工程帶來極大麻煩，項目組經(jīng)過充分考慮后借助延伸線資源解決了上述問題，即優(yōu)先啟用延伸線訂購的新車用于既有線改造工程調(diào)試，這樣僅需協(xié)調(diào)車輛廠家優(yōu)先生產(chǎn)新車并組織車輛廠家和信號廠家優(yōu)先調(diào)試新車即可，夜間調(diào)試新系統(tǒng)時安排新車上線調(diào)試，白天運營時安排既有運營列車正常投入運營，兩者相互不受影響，極大降低了改造難度，提高了改造工程效率和安全。

4 結(jié)束語

改造工程以不影響既有線正常運營為根本原則，同時充分考慮考慮安全第一、倒切較少、設計規(guī)范與線路實地情況結(jié)合等因素，確定了各項改造技術(shù)方案，為改造工程的順利開展和實施提供了重要技術(shù)支撐和保障。

[1] 孫希艷.簡談地鐵運營線信號系統(tǒng)改造相關技術(shù)和控制措施[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2015（4）.

[2] 王焱，霍苗苗.淺析城市軌道交通既有線信號系統(tǒng)升級改造策略[J].鐵道通信信號，2013（8）.