信號系統方案簡介

劉暢

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京102600）

1 正線ATC系統

1.1 正線ATC閉塞制式

目前，主要有準移動閉塞和基于無線通信的移動閉塞（CBTC）。基于通信技術的列車控制（CBTC）移動閉塞系統是一種采用先進的通信和計算機技術，連續控制、監測列車運行的移動閉塞方式。它擺脫了用軌道電路判別對閉塞分區占用與否，突破了固定（或準移動）閉塞的局限性，較以往系統具有更大的技術優越性。

1.2 ATC系統有線傳輸網絡

目前，一般推薦組建信號專用的傳輸網絡方案。同時，考慮到ATP 子系統及計算機聯鎖設備作為ATC 系統中安全相關的子系統，在推薦方案基礎上建議聯鎖、ATP 應采用獨立的傳輸通道實現信息交換。

1.3 ATC系統無線車地通信方案

1.3.1 車地通信傳輸方式

無論采用何種傳輸技術或何種傳輸媒介，均有其各自的優缺點，各供貨商的信號系統設備都有其配套的車地通信場強覆蓋方式，各種傳輸媒介的CBTC 系統均可滿足信號系統的要求。因此，信號系統可通過系統招標，選擇成熟的基于通信的CBTC 列車自動控制系統。另外，目前由于無線通信技術（如5G 等）的發展，車-車通信的發展已進入試驗階段，未來將成為發展趨勢。

1.3.2 車地通信傳輸頻率

WLAN 技術和TD-LTE 技術均可以滿足車-地無線通信的需要，LTE 技術優勢更為明顯，故目前LTE 技術運用較多，已成為發展趨勢。TD-LTE 技術方案TD-LTE 網絡按工作在1.8G 頻段(1785～1805MHz)考慮，但需要項目所在省無線電管理機構進行批復。依據CBTC 車地傳輸信息需求分析，信號系統TD-LTE 車地無線網采用A/B 雙網冗余設計，A 網和B 網各自獨立承載；A、B 網絡各采用至少3M 帶寬組網。

1.4 正線降級運行模式

正線降級運行模式目前有：基于點式ATP 的降級運行模式、基于聯鎖級降級運行模式。目前，大多采用基于點式ATP和聯鎖級兩種降級運行模式。

1.5 正線車站及軌旁設備

在正線設備集中站信號設備及電源室主要設置的設備有：正線聯鎖設備、區域控制器機柜、計軸室內機柜、LEU 設備、接口柜、繼電器柜、防雷分線柜、數據通信網交換機、無線通信室內機柜、維護工作站、智能電源屏、UPS、蓄電池等。

在正線非設備集中站信號設備及電源室主要設置防雷分線柜、接口設備、數據通信網交換機、智能電源屏、UPS、蓄電池等。

在正線設備集中站車站控制室內聯鎖工作站和ATS 監視工作站合并設置為現地控制工作站，在非設備集中站車站控制室內設置ATS 監視工作站；在由綜合監控專業提供的綜合后備盤上設置“扣車/取消扣車”“緊急停車/取消緊停”、試燈等按鈕及相應表示燈，用于在車站值班員認為必要的情況下，通過按壓綜合后備盤上的有關按鈕，對停于本車站股道上的列車實施“扣車”“取消扣車”操作，同時在該盤上還可進行緊急停車/緊急停車恢復的操作。

正線車站站臺設備包括發車指示器、緊急停車按鈕。在運行交路的折返站及具有折返條件的車站站臺設置無人自動折返按鈕，實現列車折返和車載設備駕駛端的自動轉換。

正線車站軌旁設備包括轉轍機、信號機、計軸軌旁設備、車-地通信設備（含無線通信和點式通信設備）、各類箱盒、光電纜。

正線僅在道岔區段、車站正方向發車位置、盡頭線終點、折返進路終點、進入正線的入口及其他需要防護的特殊位置設地面信號機，其余均不設地面信號機[1]。

2 控制中心信號系統

信號系統在控制中心內設置的信號設備主要包括：（1）中央控制室一般設置行調工作站、值班主任調度工作站、中央聯鎖工作站以及黑白、彩色激光打印機等。工作站采用液晶顯示器，調度員工作站采用多屏配置；（2）在信號設備及電源室設置ATS 系統應用服務器、通信服務器、數據庫服務器、維護服務器、網絡管理服務器、前端處理機（FEP）、網絡交換機、維護工作站、網絡管理工作站、大屏接口計算機、UPS 設備、蓄電池、智能電源屏等；（3）在運行圖編輯室設置運行圖編輯工作站和運行圖編輯打印機；（4）在培訓室設置培訓服務器、教員工作站、學員工作站和打印機，回放列車在線運行及各種異常情況，及供參觀演示和平時調度人員的培訓。

3 車輛段及停車場信號系統

車輛段及停車場的設備包括ATS 設備、計算機聯鎖及微機監測設備。其中，ATS 設備主要設置在信號控制室及派班室。信號控制室設置ATS 工作站，通過ATS 工作站可監視出入段線和正線部分的列車運行情況；在庫內派班室內設置ATS 派班工作站，用于輔助車輛調度人員安排用車計劃和派班計劃。計算機聯鎖系統室內設備主要包括聯鎖機柜、微機監測機柜、微機監測工作站、接口柜、繼電器柜、防雷分線柜等。

信號電源室設有智能電源屏、UPS 和蓄電池；信號控制室設有計算機聯鎖控顯終端設備，操作采用鼠標、鍵盤方式；計算機聯鎖系統室外設備主要有信號機、道岔轉轍機、計軸及電纜箱盒等設備。

4 車載信號系統

列車配置的ATP/ATO 計算單元及其外圍設備采用冗余配置，切換時不能影響列車的正常運營。外圍設備包括但不限于車載HMI、連續式通信天線、信標天線、測速傳感器及測速雷達等。

5 試車線信號系統

在試車線旁設置信號設備及電源室和試車控制室，裝設與正線相同的一套設備集中站設備，包括ATP、ATO 室內設備，軌旁設備以及相應的試驗設備。試車設備室包括：ATP/ATO 線路計算機設備、計軸室內設備、車地通信室內設備、繼電器柜、防雷分線柜、與屏蔽門/安全門接口的模擬計算機設備；電源室包括電源屏、UPS 和蓄電池；試車控制室包括試車線工作站和控制盤；室外設備包括計軸室外設備、車地通信設備（含無線通信設備和點式通信設備）、信號機、各類箱盒等；試車線信號系統應按試車及正線系統功能要求進行閉塞分區的劃分；試車線上的道岔和道岔防護信號機均由車輛段聯鎖系統控制。

6 培訓系統

培訓系統根據正線系統制式選型，本著經濟、實用原則設置ATC 室內模擬培訓設備和室外培訓設備。信號系統在車輛段培訓中心內配置一套能體現與正線聯鎖區內設備相同的現場培訓設備，包括室外道岔、信號機和計軸等軌旁設備和室內ATP/ATO 等設備。培訓設備應能至少體現正線區段內一個集中聯鎖區內的主要設備工作狀態及一個ATP/ATO 車載系統的工作狀態，并使培訓系統設備的工作狀況最大限度接近ATC系統實際工作狀況。

7 維修系統構成

正線系統配置的ATS 維修診斷工作站、電源屏和UPS 監測工作站、車輛段的微機監測系統，都是為系統設備得到良好的維護、維修提供的輔助措施。除此之外，還應為信號維修機構配置必要的常用工具、儀器儀表、信號設備通用檢修設備、ATC 系統專用檢修測試設備、ATC 系統專用維修工具等。維修設備的配置應滿足維修體制和維修能力的要求。