全自動運行系統中聯鎖功能的新變化

李兆齡

隨著城市軌道交通系統承載功能復雜度的不斷增加,運營壓力也隨著客流增長不斷增大,操作人員由于各種原因造成判斷失誤、錯誤操作、違章作業的情況時有發生。全自動運行系統（FAO）通過現代信息及自動化技術提升運營服務水平,由設備代替司機或運營人員的操作,可減少人員操作失誤和人工確認時間,為乘客提供更安全、更快捷的出行服務保障,進一步提升軌道交通的安全與效率。

FAO系統在既有CBTC系統的基礎上增加了列車休眠/喚醒、自動發車、自動折返、自動進出段/場、自動停車、自動開/關車門,以及車門與站臺門間隙探測、車輛段/停車場自動洗車作業等相關功能,實現了運營全過程的全自動［1］。

城軌列控系統由CBTC系統升級為FAO系統后,作為城軌信號系統基礎的計算機聯鎖系統（簡稱聯鎖）也新增了適配FAO的功能和接口,包括:跳躍功能、站臺門間隙探測功能、車庫門和洗車機接口以及SPKS功能。本文將對以上新增功能及接口做詳細闡述。

1 跳躍功能

跳躍功能是全自動運行系統控制列車以低速、短距離運行的功能要求,應用于喚醒場景下的動態測試及車輛未精確停車情況下再次精確對標停車。當列車進行動態測試時、或者列車在站臺未停準的情況下,車載向ZC發起跳躍請求,跳躍功能啟動。聯鎖收到來自ZC的跳躍請求,判斷滿足跳躍條件則回復ZC能夠跳躍；否則,回復無法跳躍。

聯鎖在進行進路選排檢查時,應判斷進路路徑內是否存在執行跳躍作業的區域（簡稱跳躍區域）,存在跳躍區域的進路不應辦理,保證列車的運行安全。

1.1 控制邏輯

1）聯鎖在執行跳躍業務時需要滿足:跳躍區域內區段空閑；跳躍區域SPKS未處于防護位；跳躍區域內區段無超限情況。

2）進路辦理過程中應檢查跳躍條件:當區段設置了跳躍標志時,不得排列、鎖閉、開放與跳躍方向相反且途經該區段的列車進路或調車進路；與跳躍方向相反且途經該區段的列車進路或調車進路,如果已經開放應立即關閉；與跳躍方向相反且途經該區段的保護進路不能觸發辦理和鎖閉,并應置為無效；因跳躍條件不滿足而關閉的信號機應人工重開信號（其他條件滿足時）。

1.2 與其他系統信息交互

當ZC收到來自ATP的向前/向后跳躍請求后,向聯鎖發送向前/向后跳躍請求,直到ZC不再收到來自ATP的向前/向后跳躍請求,ZC停止向聯鎖發送對應信息；聯鎖收到來自ZC的向前/向后跳躍請求后,應周期性向ZC發送跳躍狀態信息,同時也周期性地向ATS發送跳躍狀態。

2 站臺門間隙探測功能

站臺門間隙探測功能是用于檢測站臺門與車門之間是否存在人員或物品。探測設備獨立于信號設備之外,與聯鎖設備采用繼電接口。

當列車在站臺完成乘客上下作業,站臺門和車門關閉后,車載ATP向地面聯鎖發送間隙探測啟動命令；聯鎖收到該命令,檢查相關條件滿足后,驅動間隙探測繼電器動作,通知間隙探測系統啟動間隙探測；間隙探測系統通過繼電接口回復間隙探測狀態給聯鎖；聯鎖再將采集到的間隙探測狀態發送給車載ATP；車載ATP檢測條件滿足后,發車離開站臺區,停站作業完成［2］。

當間隙探測結果為不滿足,列車不能發車；當人工判斷站臺門與車門之間無人員或物品,可以通過人工旁路間隙探測來實現站臺發車作業。

2.1 控制邏輯

1）聯鎖收到間隙探測命令后,檢查以下條件滿足后驅動間隙探測繼電器:列車在站臺區停穩；站臺門已經關閉且鎖緊；收到處于站臺軌列車向聯鎖發送的間隙探測命令。

2）聯鎖檢查以下條件滿足后,終止間隙探測:聯鎖與車載ATP通信中斷,聯鎖停止驅動間隙探測繼電器；聯鎖收到車載ATP的間隙探測終止命令,聯鎖停止驅動間隙探測繼電器。

3）間隙探測不作為進路選排、鎖閉、開放的檢查條件。

2.2 與其他系統信息交互

車載ATP向聯鎖發送間隙探測命令；聯鎖向車載ATP發送間隙探測狀態。聯鎖周期性地向ATS發送間隙探測的相關信息。

3 車庫門接口

聯鎖通過與車庫門接口,控制車庫門打開和關閉；采集車庫門狀態,并將車庫門狀態納入進路選排條件。

3.1 控制邏輯

1）車庫門開門為無條件執行,聯鎖收到來自ATS的開門命令,立即執行。

2）車庫門關門條件判斷:聯鎖判斷車庫門相關區段均為空閑且未鎖閉狀態,則允許關閉車庫門；聯鎖判斷車庫門相關區段存在降級車占用,則不允許關閉車庫門；聯鎖判斷車庫門相關區段存在升級車占用,且不存在降級車占用,則向ZC發送車庫門關閉請求,是否允許關閉車庫門根據ZC的反饋信息決定。

3）進路辦理過程中應檢查車庫門狀態。當車庫門未處于“打開且鎖閉狀態”時,應不得排列、鎖閉、開放途經車庫門相關區段的列車進路或調車進路；途經車庫門相關區段的列車進路或調車進路如果已經開放應立即關閉；途經車庫門相關區段的保護進路不能觸發辦理和鎖閉,并應置為無效；因車庫門條件不滿足而關閉的信號機應人工重開信號（其他條件滿足時）。

3.2 車庫門控制過程的信息交互

1）聯鎖以繼電接口向車庫門設備發送開門、關門命令,接收來自車庫門的門開且鎖閉、門關、旁路狀態以及模式狀態信息。

2）聯鎖向ZC發送車庫門狀態信息,包括打開且鎖閉、關閉、旁路；聯鎖向ZC發送車庫門關門請求；聯鎖接收來自ZC的車庫門允許關門或不允許關門。

3）聯鎖接收來自ATS的車庫門開門和關門命令；聯鎖向ATS發送車庫門狀態信息,包括車庫門開閉狀態、車庫門旁路狀態、車庫門控制模式,以及相應的報警信息。

4 洗車機接口

車輛段洗車功能,是車輛段作業過程中的重要環節,通過洗車功能實現車列外部清潔。自動洗車功能包含了信號系統配合洗車機設備實現自動洗車的整個過程,從車輛在洗車停車點停穩開始,經過升降弓、前端洗車、后端洗車、列車完成洗車、控制洗車臂抬起,一直到自動調度列車駛出洗車線［3］。洗車線路設置定位裝置,用于確認洗車過程中各個環節的列車位置,洗車線路定位裝置設置示意見圖1。

圖1 洗車線路定位裝置設置示意

洗車機實時將設備狀態傳送給聯鎖,聯鎖與VOBC建立通信后,實時交互狀態信息。

4.1 洗車機控制邏輯

1）在洗車機整個工作過程中,聯鎖作為車載ATP與洗車機之間的交流通道,聯鎖邏輯不參與洗車的整個過程。

2）進路辦理過程中應檢查洗車機條件（洗車就緒或洗車通過允許）。當洗車機條件不滿足時:應不得排列、鎖閉、開放與洗車機相關的列車進路或調車進路；與洗車機相關的列車進路或調車進路如果已經開放應立即關閉；與洗車機相關的保護進路不能觸發辦理和鎖閉,并應置為無效［4］。

3）因洗車機條件不滿足而關閉的信號機應人工重開信號（其他條件滿足時）。

4.2 洗車機進行洗車作業過程的信息交互

1）與洗車機的繼電接口。聯鎖發送洗車請求、暫停洗車、頭洗車停穩、尾洗車停穩等信息；洗車機發送洗車就緒、洗車請求確認、頭洗車完成、尾洗車完成、緊停、洗車臂收回等信息［5?6］。

2）與ATS接口。聯鎖向ATS發送洗車機狀態信息。

3）與車載ATP接口。聯鎖接收來自車載ATP的洗車請求、洗車停穩、暫停洗車、洗車臂收回請求等信息；聯鎖發送洗車請求確認、允許通過、洗車臂收回確認、緊停等信息。

5 人員防護開關功能

在正線各站車站控制室IBP盤及車輛段設置人員防護開關（SPKS）及相應表示燈,作為人員進行軌旁作業或列車發生故障進行乘客疏散時的防護手段。

進行軌旁作業或乘客疏散時,操作員通過使SPKS處于防護位建立起相應封鎖區域,等待確定時間后,方可進行軌旁作業或乘客疏散。封鎖區域外的列車禁止進入該區域,封鎖區域內的列車制動停車或保持停止狀態不發生移動［7］。

正線SPKS防護范圍如下:出站SPKS,防護本站出站信號機處計軸點至下一站站臺入口處計軸點之間的區段；進站SPKS,防護上一站出站信號機處計軸點至本站出站信號機處計軸點之間的區段；停車線根據區間隧道結構,劃分至相應上行或下行的SPKS防護范圍；正線與車輛段/停車場間的SPKS,防護分界為出段/場信號機處計軸點。

車輛段SPKS防護范圍如下:停車列檢庫SPKS,防護停車列檢庫對應的停車列檢線；洗車庫SPKS,防護洗車庫前后牽出線車擋之間的所有股道；停車列檢庫和洗車庫外咽喉區的SPKS,防護咽喉區自動控制區域（停車列檢庫和洗車庫的SPKS防護范圍除外的所有區段）。

停車列檢庫和咽喉區的防護分界為出庫信號機處計軸點；洗車庫和咽喉區的防護分界為洗車庫兩端牽出線至庫外咽喉區道岔區段邊界的計軸點；咽喉區SPKS與正線的防護分界為出段/場信號機處計軸點。

5.1 控制邏輯

1）聯鎖通過繼電接口采集SPKS開關的狀態,繼電器落下設置為SPKS防護位時,SPKS激活。

2）SPKS防護區域內的道岔應具備單操功能。

3）進路辦理過程應檢查SPKS條件。當SPKS開關處于防護狀態時:應不得排列、鎖閉、開放途經SPKS防護區域的進路；途經SPKS防護區域的列車進路或調車進路,如果已經開放應立即關閉；途經SPKS防護區域的保護進路,不得觸發辦理和鎖閉,并應置為無效。當SPKS開關未處于防護狀態或旁路時,因SPKS開關激活而關閉的信號機應人工重開信號（其他條件滿足時）。

4）聯鎖執行跳躍時,應檢查跳躍區域所屬SPKS未激活。

5）當SPKS開關由鄰站聯鎖控制,并防護本站相關區域時,相鄰聯鎖應能交互SPKS開關狀態；聯鎖間通信中斷后,聯鎖具備對來自鄰站的SPKS設置旁路的功能；聯鎖對來自鄰站的SPKS設置旁路應確認鄰站實體SPKS未激活。

5.2 與其他子系統的交互

1）聯鎖應周期性向ZC發送SPKS開關的激活狀態,SPKS開關激活狀態作為安全防護點是ZC計算MA的相關條件。

2）聯鎖周期性向ATS發送SPKS開關的激活狀態,ATS根據此信息在電調和行調界面上顯示,提醒操作員有人員進入SPKS防護區域。

6 結語

目前,越來越多的城軌項目采用全自動運行系統,與傳統項目相比,作為信號基礎設備的計算機聯鎖系統增加了SPKS、洗車機、車庫門、間隙探測、跳躍等功能,拓展了系統的安全防護范圍,有效保證了FAO系統功能的正常實現,這些均為后續信號系統的發展提供了良好的基礎。