廣州地鐵1 號線軌道電路過渡倒接方案

張文洲

廣州地鐵1 號線于1999 年全線開通運營，信號系統采用德國西門子公司基于無絕緣數字音頻軌道電路的LZB700M 型ATP/ATO 系統。目前，該信號系統的更新改造工程正處于實施階段，改造范圍包括中央ATS 系統、軌旁正線信號系統和車載ATP/ATO 系統，改造方案采用維持既有準移動閉塞制式，仍以軌道電路作為軌道占用檢測的安全設備。為保證在改造期間線路安全、穩定運營的同時，開展新系統的調試，需要對新、舊信號系統共用的軌道電路進行安全、快速地倒接。

1 既有FTGS-917 型軌道電路簡介

廣州地鐵1號線采用FTGS-917型軌道電路，由室內軌道電路組合架（包括電源模塊、解調板、放大濾波板、發送/接收板、繼電器板、報文轉換板、代碼板、中間饋電轉換板、方向轉換板等）和室外設備（包括各類電氣絕緣節和軌旁盒）組成。在此次改造過程中，將對室內軌道電路設備進行升級，對室外軌旁盒進行更新，并對各類電氣絕緣節做利舊處理。

FTGS-917型軌道電路除了檢測軌道區段狀態，將區段狀態信息（空閑/占用）傳給聯鎖系統外，還需向列車傳送ATP（列車超速防護）系統產生的安全信息。這些安全信息包括當前軌道電路編碼信息、下一個軌道電路的編碼信息，以及制動曲線、列車運行方向、入口速度、限速、目標速度、安全距離等內容。

廣州地鐵1號線共有6個聯鎖站，每個聯鎖站室內軌道電路設備都是通過電纜分線架和電纜終端架，分別與室內聯鎖設備及室外設備連接，并通過線纜與室內ATP系統連接。室內軌道電路設備與其他系統/設備連接示意見圖1。

2 FTGS-917 型軌道電路倒接方案

圖1 室內軌道電路設備與其他系統/設備連接示意

為了降低更新改造項目實施的風險，盡早實現新系統的投用，根據軌道電路的功能及倒接影響范圍，將此次倒接工程劃分為3 個階段。

第1 階段，軌道電路區段狀態信息檢測功能的倒接，配合新聯鎖系統調試。

第2 階段，軌道電路傳送ATP 系統安全數據信息倒接，配合新ATP 系統調試。

第3 階段，在新聯鎖系統、新ATP 系統正式投用后，開展室內軌道電路設備的升級倒接，并同步進行室外軌道電路軌旁盒的更新。

軌道區段狀態信息檢測功能倒接時，需要使用專用倒接裝置，下面進行簡要介紹。

2.1 倒接裝置的基本原理

為滿足新、舊系統共用的設備/接口能夠在2套系統間安全、快速地倒接，并且確保其在2套系統間完全隔離，互不影響，本次工程采用德國DOLD安全繼電器作為專用倒接裝置。它具有強制導向接觸點，且內部多個接觸點不會同時處于導通狀態，可保證2套系統對共用設備或接口的唯一控制輸出，實現既有系統與新系統控制電路的隔離，且確保彼此之間互不影響。

如圖2 所示，既有系統與新系統分別通過常閉接觸點（SSI 至SS4）、常開接觸點（SICAS_1 至SICAS_4）與倒接裝置連接，2 套系統共用設備/接口的“開關量”，通過Out_1 至Out_4 接點與倒接裝置連接。

圖2 倒接裝置內部電路圖

在運營期間，繼電器失電閉合，得電（勵磁）斷開時，既有系統通過“SSI”常閉接觸點至“Out”端子，實現對新、舊系統共用設備或接口的控制。

在新系統調試期間，繼電器失電斷開、得電閉合時，新系統通過“SICAS”的常開接觸點至“Out”端子，實現對2套系統共用設備或接口的控制。

如果在新系統與既有系統倒接時，倒接裝置內部任意1 個或多個接觸點故障，則無法完成系統倒接。此時，系統會產生控制電路中斷的報警信息，只有更換故障倒接裝置后，系統才能恢復正常。

2.2 軌道區段狀態信息檢測功能倒接

1）在倒接裝置接入既有系統前，需要確定室內提供軌道區段狀態（占用/空閑）信息的線纜是否已連接倒接裝置。現場需完成線纜切換（帶有插頭/插座的線纜），以及倒接裝置至新聯鎖系統間的線纜敷設及配線工作。同時，完成倒接裝置的上電測試，確保倒接裝置狀態良好。

2）在倒接裝置接入既有系統期間，需要斷開室內至既有聯鎖系統的連接線纜，用新敷設的切換電纜分別與室內軌道電路設備的相應插頭及插槽連接，如圖3 所示。室內設備通過倒接裝置實現在新舊聯鎖系統之間的倒接。

圖3 室內軌道電路設備至聯鎖系統的信息倒接示意

3）在倒接裝置接入既有系統后，因為室內至室外部分的設備電路未做任何改變，則不需要測試室內外設備電路的一致性，只需在室內軌道電路設備上模擬軌道區段占用/出清，完成一致性調試后，即可投入次日的載客運行。

2.3 傳送ATP 系統安全數據信息功能倒接方案

為滿足數據信息傳輸要求，避免倒接裝置對其造成干擾，采用人工方式，實現軌道電路傳送ATP系統安全數據信息功能的倒接。考慮到新系統只能在夜間作業點內進行調試，且每個作業點內新系統有效調試時間僅約1.5 h，導致測試持續時間長，人工頻繁插拔室內設備與既有ATP系統連接插頭，還易造成插頭/插槽損壞。為降低此類風險，將軌道電路傳送ATP系統安全數據信息功能倒接分2步實施。

第1步，新ATP 系統硬件替換既有ATP 系統硬件。硬件替換需要進行現場測試，整個測試及替換過程持續時間約1.5個月。由于廣州地鐵1號線新ATP系統硬件可兼容既有信號系統，因此室內軌道電路設備可與ATP系統直接連接，通過人工插拔線纜完成硬件倒接調試。在運營期間，新ATP系統硬件中裝載既有ATP系統軟件運行。

1）在系統硬件替換前，需確定傳送ATP 安全數據信息的線纜插頭，現場應完成新ATP 系統硬件的安裝，以及所有相關線纜的敷設及配線工作。同時，應完成新ATP 系統硬件的上電及單體調試，確保其狀態良好。

2）在系統硬件替換期間，如圖4 所示，需要先斷開室內軌道電路設備至既有ATP 系統連接線纜，并通過新敷設的線纜連接至新ATP 系統硬件。除此以外，在系統硬件正式替換前，還需要完成新ATP 系統硬件（裝載既有ATP 系統軟件）的現場靜、動態驗證測試，并獲得系統供應商提供的準許替換的第三方安全認證。

圖4 室內軌道電路設備至ATP 系統的信息倒接示意圖

3） 在系統硬件替換后，新ATP 系統硬件即納入運營管理，按規章要求，開展檢修維護作業。

第2 步，在新ATP 系統硬件上進行軟件倒接。現場可人工更換帶有新軟件的板件（處理板和存儲板），手動修改新ATP 系統硬件到新聯鎖系統通信地址，配合新系統調試；當新系統調試作業完成，再人工更換回既有軟件的板件，手動修改新ATP系統硬件到既有聯鎖系統的通信地址，以保障線路正常運營。

通過人工更換核心板件，不僅實現傳送ATP 系統安全數據信息功能的倒接，還有效避免頻繁插拔已長年使用線纜（含插頭/插槽） 的風險；同時，可縮短系統倒接時間，為新系統調試創造有利條件。

2.4 室內軌道電路設備的升級倒接

根據軌道電路的工作原理，室內外軌道電路設備的升級及更新工作，都需要對室外軌道電路發送/接收的諧振電壓進行調試，并且完成相應軌道電路狀態一致性調試及數據讀取工作。由于室內設備到ATP 系統的每個插頭負責傳送2 個軌道區段的安全數據信息，因此室內電路設備升級倒接調試應按2 個軌道區段為最小單元，逐步開展，直至所有軌道區段軌旁盒完成更新。

3 結束語

目前，廣州地鐵1 號線中央ATS 系統已完成更新改造，軌旁正線信號系統新室內外設備已完成安裝，倒接裝置已接入既有系統，新ATP 系統硬件已完成現場調試，且已完成替換既有ATP 系統硬件工作。當新系統完成調試及系統壓力測試，并正式投入運營后，其可靠性和穩定性較既有系統將獲得極大提升。對于國內開通運營較早基于軌道電路的信號系統，且有計劃更新改造的軌道交通線路（如廣州地鐵2 號線、8 號線等），本文提出的軌道電路過渡倒接方案具有一定的參考價值。