深圳地鐵5號線信號系統的基線升級

龍競航

(1.上海軌道交通無人駕駛列控系統工程技術研究中心，200071，上海；2.卡斯柯信號有限公司,200071,上海 ∥ 工程師)

隨著城市發展的日新月異，舊有城市軌道交通信號系統不可避免地面臨著時間與效率的挑戰。為保證線路安全高效運營，舊有信號系統的更新升級是必不可少的。深圳地鐵5號線(以下簡為“5號線”)一期工程于2011年6月28日通車運營。該線總長47.651 km，共有27座車站。經多年持續運行，如今日均客流量已破百萬。5號線二期工程也于2019年9月底正式開通運營，全線客流量大幅增長。對于這種大客流既有干線而言，簡單粗暴地將其舊有系統全部推倒重來顯然會對城市交通及經濟發展造成巨大影響。經分析，通過升級信號系統來提升既有線路的運營能力，進而增強線路的穩定性及可靠性，是提升乘客滿意度的最佳方案。

1 既有信號系統概況

卡斯柯Urbalis 888系統在國內外擁有眾多良好運營案例，其技術已十分成熟。5號線一期工程采用Urbalis 888系統平臺170基線，5號線二期工程采用了Urbalis 888系統平臺192基線。為保證全線信號系統的正常運行，既有信號系統須與二期工程信號系統對接。經綜合考慮，選擇將5號線一期工程原先的170基線升級至192基線。192基線是目前卡斯柯Urbalis 888系統平臺的最新基線，其功能與穩定性都較170基線有較大提升，已經在眾多項目上廣泛應用。深圳地鐵11號線和升級后的深圳地鐵2號線都使用了192基線。

2 新基線的信號系統功能提升

卡斯柯Urbalis 888系統包含ATC(自動列車控制)子系統、CBI(計算機聯鎖)子系統、ATS(列車自動監控)子系統、MSS(維護支持子系統)及DCS(數據通信子系統)等。此次5號線一期工程信號系統基線升級改造涵蓋全部5個子系統。

2.1 ATC子系統

ATC子系統的升級改造主要是車載軟件的升級。

在新基線下，所有列車在AMC(自適應調制編碼)模式下按照速度碼推薦速度運行，即所有車型在區間均采用最高允許運行速度運行。此舉解決了170基線下二期工程新增列車與5號線借調的深圳地鐵2號線列車在5號線一期工程區域無法達到速度碼推薦的最高速度問題，從而優化了行車能力。

改造后的ATC子系統實現了二期工程的接入，為5號線二期工程的開通運營提供了保障。

2.2 CBI子系統

CBI子系統的升級主要體現在：在新基線下CBTC(基于通信的列車控制)進路建立條件檢查中，無需檢查第一區段的空閑情況；在新基線下CBTC折返進路建立后信號開放條件檢查中，不檢查區段占用狀態；在新基線下，為進路方向配置了箭頭顯示。升級后，overlap延時解鎖均采用分計時，在CBTC模式下顯示“XXX-CI解鎖”以及“XXX-ATC解鎖”等；在BM(后備模式)下顯示“XXX-BM下CI解鎖”以及“XXX-BM下ATC解鎖”等。

在192基線下，進路和自動折返的狀態顯示中添加了進路名稱，以便檢查核對進路信息。

新基線基于原來運營中的諸多經驗做出改進，優化了諸多操作步驟，有效地提高了運營效率。

2.3 ATS子系統

192基線ATS子系統界面的信號機顯示如圖1所示。信號機增加了可接近標志“(A)”及引導標志“(C)”。

圖1 192基線ATS界面的信號機顯示

新基線的ATS子系統顯示有如下改進：進路方向顯示箭頭標志；進路排列并鎖閉后，進路方向表示燈點亮，其用綠色箭頭表示下行方向進路，用黃色箭頭表示上行方向進路；站臺DTI(發車顯示器)的倒計時在HMI(人機接口界面)上顯示；當道岔定反位時，道岔字體顏色變更。

新基線的ATS子系統在MMI(終端人機操作界面)增加了部分HMI的操作權限。具體的新增權限有：道岔鎖閉及解鎖全線，道岔、區段及信號機的封鎖及解封權限，道岔及區段的區域故障解鎖，信號機的人工解除進路、重開信號機及引導權限。

新基線ATS子系統的新增功能有：進路預覽顯示功能，使用使能模式順序檢查以實現交替折返的功能，信號機的人工控制或自動控制功能、扣車及取消扣車功能、取消提前發車及提前發車批處理功能，鄰站界面的顯示功能，HMI的顯示功能，組計軸確認功能，增加及刪除賬號等賬號管理功能、賬號排序功能，增加了區段封鎖的功能。

新基線ATS子系統的接口和接口接線方式也有改進。PA(公共廣播)、PIS(乘客信息系統)、CLOCK(時鐘)的接口方式均升級為網口接口方式；所有PA、PIS、CLOCK、ISCS(綜合監控系統)及大顯示屏等子系統與外部相連的網絡接口都設置了防火墻，以保證數據安全。

新基線ATS子系統不僅在人機互動方面做出了諸多改良，有效提高了運營效率；而且在接口方面進行了升級，大幅提高了ATS子系統的安全性，為應對網絡安全方面的挑戰做好了準備。

2.4 MSS

新基線的MSS增加了設備圖形化狀態顯示功能，如圖2所示。

圖2 新基線MSS的界面顯示

新基線MSS還增加了車站道岔報警智能分析功能。通過在既有線增加燈絲報警儀接口，以實現燈絲報警定位功能。

2.5 DCS

新基線DCS在網絡配置方面進行了如下變更：

在一期工程所有集中站及塘朗車輛段，二層交換機的子網掩碼范圍由255.255.240.0增加至255.255.224.0，從而實現了二期車站接入的通信。

OCC(控制中心)所有交換機的子網掩碼范圍由255.255.240.0增加至255.255.224.0，可實現二期車站接入后的通信。主交換機增加了車地通信路由，通信列車數量增至99列。

新基線下，5號線正線所有交換機的密碼均統一更新。

對全線所有AP(無線接入點)升級，并對一期工程的車載調制解調器DT30固件版本進行升級，實現一期工程與二期工程不同版本的調制解調器共同工作。

3 基線升級調試期間的問題及處理

1) 軟件數據方面。受電腦系統環境影響，軟件版本或數據有可能會顯示錯誤。5號線升級DTI(發車計時器)接口機時曾出現此類情況。遇到這種情況，應先進行軟件的升級測試，再進行硬件升級或軟件系統的維護。此外，還應做好新舊軟件版本的配置管理工作。在升級調試中，軟件的配置變更應及時更新發布。

2) 硬件方面。在新基線測試中，最初曾經使用單機版數據庫進行測試。而Windows 10系統的自動更新導致該單機版數據庫崩潰，進而使測試未能成功。在后續的升級作業中，改為使用服務器類數據庫，并將單機版數據庫作為備用。之后未發生過類似情況。此外，備品備件應確保充足，以應對突發狀況下的設備更換與故障處理。

3) 現場管理方面。測試人員較多且流動性大。在測試前期，SDM(診斷與維護子系統)、HMI現場硬件及軟件升級人員，以及運營單位配合人員對操作步驟不夠熟悉，降低了升級測試效率。在測試后期，細化了技術方案的升級回退操作步驟，并加強了對操作人員的培訓，及時交底現場的升級情況、運營設備情況、升級軟件與運營軟件的情況，使得后期升級調試作業效率顯著提升。由于調試工作基本上都在夜間展開，且調試作業時間較為緊張，因此做好升級調試方案與應急預案也尤為重要。

4 結語

5號線信號系統涉及55列列車、27座車站、1個控制中心、1個車輛段、1條試車線及152個軌旁AP(接入點)。歷時10個月的升級工作后，5號線信號系統于在2019年6月15日凌晨升級成功。

升級后的5號線信號系統穩定性獲得了大幅提升，還具備了更短行車間隔、更方便的設備運維以及更人性化的監測管理能力。這為5號線二期工程與一期工程的順利對接打下了堅實的基礎。