地鐵聯絡線的信號系統接口設計方案探討

李煥利

中鐵九局集團電務工程有限公司 遼寧沈陽 110001

列車存在送大修廠、跨線調車作業、新車運輸等跨線運行作業需要，因此地鐵線路間就需要在本線和其他線路之間設置聯絡線。聯絡線上兩線分界信號機設置方式一般分以下兩種情況：實體信號機；虛擬信號機。聯絡線分界處應優先設置實體信號機，不具備設置實體信號機的情況（限界限制），可設置虛擬信號機。在信號系統設計過程中，我們對于不同線路之間的設置方式，分析其接口設計原則、以及不同的接口傳遞信息，以確保地鐵線路間轉線作業安全可靠。

1 工程概況

結合某市地鐵1號線與6號線聯絡線的特點，對聯絡線的設計方案進行探討。某市地鐵1號線與6號線之間的進行轉線作業時，列車的駕駛模式采用人工駕駛模式（RM）或非限制人工駕駛模式（NRM），同時司機按照接發車進路始端信號機的顯示行車，信號機的顯示須遵守聯絡線接口設計的聯鎖關系。

傳統的設計方案。在傳統的設計方案中，1號線與6號線的分界點為聯絡線中間位置，1號線與6號線的終端計軸交叉布置，保證聯絡線上的軌道區段無盲區；信號機為并置設計。圖1中接口處的信號設備軌道區段L1DG，信號機XL1以及道岔W1屬于1號線聯鎖控制范圍；軌道區段L6DG，信號機XL6以及道岔W2屬于6號線聯鎖控制的范圍。此方案在目前國內大部分地鐵項目得到了應用[1]。

圖1 傳統接口信號設備設計

該方案已經在全國大部分地鐵線路上得到了應用，安全性得到可靠驗證。但在具體施工過程中還存在不足，由于L1DG（L6DG）是有三個計軸點組成的計軸區段，不管道岔W1（W2）處在定位還是反位，只要L1DG（L6DG）有車占用，就會將L1DG（L6DG）GJ落下狀態傳遞給6號線（1號線），此時會對運營造成以下問題，以1號線為例：當1號線的軌道區段L1DG故障時，1號線會將軌道區段L1DG設置為ARB，此時不會影響1號線CBTC列車的正常運行，但是當6號線正常運營的列車運行到L6DG處時，1號線收到L6DGGJ落下的狀態，將L6DG設置為非CTC占用，根據CBTC信號系統故障導向安全原則，當L1DGARB時，相鄰的軌道L6DG為非CBTC占用時，L1DG也會被置為非CBTC占用的狀態，此時將會影響1號線CBTC列車的正常運營，導致故障擴大化。

2 地鐵聯絡線的信號系統接口設計方案

2.1 設置實體信號機分隔的站聯

（1）轉線進路的辦理。當一列車因作業需要準備從6號線進入1號線時，在1號線操作人員辦理完成接車進路，鎖閉道岔W0801并且開放X0803接車信號后，6號線操作人員才能辦理6號線向1號線的發車進路和開放信號機。反之亦然。

（2）轉線進路的解鎖當接車和發車進路都鎖閉后，1號線的接車進路不可隨意解鎖，必須確保6號線的發車進路先行解鎖，1號線的接車進路才能隨之解鎖，反之亦然。正常情況下，接車和發車進路跟隨列車經過順序解鎖。當接近區段沒有被列車占用時，此時取消發車進路，可立即解鎖。當接近區段被列車占用時，此時取消發車進路，需進行延時才能解鎖[2]。

2.2 設置虛擬信號機分隔的站聯

（1）轉線進路的辦理．未有列車轉線作業需求時，雙方禁止辦理經道岔反位的進路，并且需要把聯絡線道岔單鎖在定位。當1號線向6號線辦理轉線作業時。6號線操作人員辦理接車進路，接車進路鎖閉后，6號線人機界面上的虛擬信號機X6803顯示黃燈，6號線聯鎖向1號線聯鎖輸出同意轉線信息。1號線操作人員在收到6號線同意接車信息后，才能辦理至聯絡線的發車進路。反之亦然。如果發車方判斷接車方的同意轉線信息丟失，則立即關閉發車信號。當需要單操W0604道岔至反位時，1號線必須得到6號線值班員同意并辦理接車進路后，方可單操（含辦理進路）道岔至反位。當道岔在解鎖狀態時，如需操作道岔至定位位置時，此時不需經對方同意。當雙方在各自的正線上進行經由道岔定位的作業時，應不間斷檢查對方道岔在定位。

（2）轉線進路的解鎖。轉線進路的解鎖方式與設置實體信號機的情況一樣。待發車進路先解鎖后，隨即可以取消解鎖接車進路。進路解鎖后，雙方監控范圍內的道岔由各自操作人員分別人工操控道岔至定位位置。

2.3 取消非集中站信號設備房

根據對既有地鐵信號系統設備調查，在非集中站設備房設立的設備有電源設備、分線柜等，設備較少，設備房有很大的閑置。電源設備的作用是為光電轉換器、ATS工作站、列車發車指示器和其他非安全設備提供穩定的不間斷電源，對設備的利用率不高；分線柜的作用是為光電轉換器提供安裝位置和為非集中站的屏蔽門、緊急停車按鈕、列車發車指示器等設備進行分、配線，柜內需要配置的配線端子很少，對分線柜的利用率極低，存在著極大的浪費。取消非集中站設備房后，根據設備需求可以與通信專業協議所需電源需求；光電轉化器可以整合在IBP盤柜下方；同時在IBP盤增加配線端子可以滿足站臺設備的分、配線。

2.4 屏蔽門系統和地鐵信號系統接口設計

地鐵運行信號系統與屏蔽門構成方面，一般而言，尤其是程序與運行細節方面，有很大的抽象性，一旦出現問題，乃至是簡單的維修方面，都有著很大的難度以及很高的門檻，我們只是通過文字表述很難清楚闡述，故而解決方式并不在此處，而是需要徹底化的舍棄此種方式，運用智能化的技術全盤處理。

屏蔽門以及信號系統的應用，目的是為了服務乘客，提高效率降低人力成本的，但是完成以上方面，需要遵守一個共同的前提，即是安全，這就是屏蔽門以及信號系統的本質要求。首先應該是對于屏蔽門的要求，在地鐵車輛還未進入站臺之時，屏蔽門需要處于關閉狀態，當地鐵列車進入站臺的時候，屏蔽門依然要處于關閉的狀態。同理，當地鐵列車進入站臺之后，確保地鐵列車平穩停下之后，列車的屏蔽門也需要保持站臺乘客的安全之后，方可進行開門處理，而開門直到乘客全部進入車廂，或者是并無乘客站在車門口處，方可進行車廂門關閉。在這個過程中，列車門的關閉主要依靠感應器的感應，在許多大城市（一線城市居多）的早晚高峰期，乘客人員極為多，因此只有將乘客安全確保無誤之后，方可進行關閉地鐵列車的車門[3]。列車的車廂門開關控制必須要和屏蔽門進程相結合，這便是信號系統在其中相協調作用，只有在屏蔽門打開之后，地鐵列車的車廂門方可以打開，若是地鐵列車的車廂門關閉之后，屏蔽門在信號系統接受的指令，必然是關閉屏蔽門的信號。所以在這方面來看，列車的車廂門與地鐵站臺的屏蔽門，在開關之時應該是處于同步進行的（只能說是相對同步），而列車在后期的開動，務必需要確保屏蔽門處于關閉狀態之后，命令指令信號方可傳達至即將開動的地鐵列車，允許列車可以開行。

2.5 多通道信號檢測系統在地鐵列車上的應用

節點電路在列車運營過程中用于車輛命令的傳輸及反饋，其性能的好壞直接影響地鐵運行的穩定性。為了提高地鐵的運營質量，對地鐵車輛節點電路進行監測是必不可少的環節。在對地鐵檢修維護過程中，傳統上僅是對節點電路連接線纜緊固性、外觀等情況進行檢查，且節點電路根據不同的用途，采用壓接工藝及端子也有所不同，車輛在抖動狀態下連接可靠性不能持續跟蹤判定。列車運行中，若出現節點信號丟失的偶發故障，會對列車運行可靠性帶來很大的影響。對于不同節點電路的性能檢測和數據記錄，目前并沒有任何的檢修手段。地鐵列車上所運用的節點電路會因為所處的位置不同而存在連接差異，給地鐵運營造成一定的安全隱患，所以，設計一個能夠實時跟蹤檢測不同狀態下的節點電路信號監測系統是十分必要的。

該系統采用多通道檢測記錄，可以作為裝車在線監測設備，實時分析節點電路數據狀態以及設定的報警參數等，并通過RS485總線傳輸給各個主控單元，在SD卡記錄各個通道的數據值。再由RS485總線傳輸各通道數據值到主機主控ARM電路，在彩色觸摸顯示屏上進行呈現各個通道數值曲線圖以及報警狀態值。將記錄有通道數據的SD卡取出，可以通過PC端自主開發的解析軟件進行離線數據分析，選擇時間段加載對應的數據，呈現出整體的數據曲線圖，也可進行單點位選擇呈現某時刻的曲線狀態。

3 結語

目前國內城市建設地鐵越來越多的考慮乘客乘車的方便，不同線路之間同臺換乘的設計越來越多，同臺換乘線路之間建立聯絡線必然導致聯絡線場段較短且存在相互超限的情況，此時某市1號線與6號線的聯絡線接口設計最終方案可以很好地解決系統可用性和超限情況。