城市軌道交通聯絡線長度較短時的計軸點設置方法

黃柒光

(卡斯柯信號有限公司，200072，上海∥高級工程師)

城市軌道交通聯絡線指將線路與線路銜接起來的線路。線路的土建工程完成后，聯絡線處的道岔、分界點等都已確定，此時進行線路的信號系統設計。區段設計是信號系統設計重要組成部分，聯絡線區段設計的好壞直接影響運行安全和運營效率。

在實際工程中，因為土建原因可能存在聯絡線距離較短的情況，例如鄭州地鐵4號線與預留的鄭州地鐵16號線之間的聯絡線的距離就較短，僅長125 m(岔尖到岔尖)。若按信號系統常規的區段設計方法，將區段分界點設置在聯絡線中間，如聯絡線邊界計軸受擾則會影響正線正常運營。比如，當有金屬物劃過安裝在軌旁的計軸設備時，將會影響正線正常運營，導致正線列車晚點等情況發生。本文探討長度較短聯絡線的計軸點設置方法。

1 長度較短聯絡線計軸點設置方法研究

1.1 列車檢測及計軸旁路規則

CBTC(基于通信的列車控制)信號系統主要包含ATC(列車自動控制)、CI(聯鎖)、ATS(列車自動監控),以及MSS(維護支持系統)、DCS(數據通信系統)等子系統。ATC子系統由車載ATC設備與軌旁ATC設備組成。CI所需軌道占用信息，由車載ATC設備通過車地無線網絡傳遞給軌旁ATC區域控制器，再傳遞給CI；輔助軌道占用信息則由CI通過安全型繼電器采集計軸系統檢測的區段占用出清信息；CI系統根據上述兩種方式獲取到的占用出清狀態計算區段的占用出清信息。

軌旁ATC區域控制器，一方面通過車載ATC設備獲取車地無線網絡傳遞的位置信息，一方面接收CI從安全繼電器采集的計軸檢測系統獲取的列車占用信息，通過比較兩邊信息，判斷計軸是否有效。如軌旁ATC區域控制器接收到CI從計軸系統獲取的是區段占用信息，但通過車地無線網絡獲取的位置信息是區段沒有占用，此時軌旁ATC區域控制器會旁路(切除)該區段計軸，不采納該區段計軸信息，認為該區段計軸可能受擾。

對于一般情況下的計軸受擾情況，軌旁ATC區域控制器會旁路該區段計軸，但對于聯絡線邊界區段，由于其是線路入口，因此不允許旁路邊界區段計軸。主要原因是：對于非通信列車(未安裝車載ATC設備或車地無線通信無法正常工作的列車)，軌旁ATC區域控制器無法通過車地無線網絡獲知列車位置報告，只能通過CI從計軸系統獲取占用信息，因此不允許旁路邊界區段計軸。

1.2 典型聯絡線計軸點布置方案

1.2.1 典型聯絡線計軸點設計

一般情況下，聯絡線邊界點與正線通過道岔連接，線路分界點在聯絡線中間點，由3個計軸點組成的道岔區段設計為邊界區段，如圖1所示的道岔區段的3個計軸點(JZ01、JZ02、JZ03)中任意一個受擾，將會導致計軸系統輸出道岔區段占用。該區段為聯絡線邊界，軌旁ATC區域控制器無法旁路該計軸，因此CI從計軸系統獲取信息是區段占用。道岔區段占用將導致道岔無法轉動。計軸受擾故障后，須在運營期間進行計軸復位的相關操作，這將嚴重影響線路正常運營，影響列車運行間隔，導致列車晚點。

圖1 典型聯絡線區段計軸點布置方案

1.2.2 典型聯絡線增加無岔區段計軸點設計

一般情況下，通過在聯絡線增加1個計軸點而劃分出1個無岔區段進行優化。該無岔區段為聯絡線邊界，與道岔區段相連。該無岔區段由2個計軸點組成，道岔區段由3個計軸點組成。如圖2所示，在聯絡線增加計軸點JZ04，邊界區段由計軸點JZ03和JZ04組成，分界點在聯絡線渡線中間。列車車輪經過計軸傳感器時，計軸傳感器將采集到的信息傳送到計軸系統處理器，計軸系統計算完后將信息傳送到安全型繼電器，安全型繼電器將信息傳送到CI，CI通過車地無線網絡將信息傳送到軌旁ATC區域控制器。由此可見，列車實際占用出清狀態傳遞到CI和軌旁ATC區域控制器存在一定的延時。計軸檢測列車占用到聯鎖計算占用情況需一定時間，再結合車輛和信號系統一些參數可知，兩個計軸點布置必須滿足一定距離要求。根據鄭州地鐵4號線車輛和信號系統相關參數，結合列車經過聯絡線最高允許速度，經計算得到的最小區段長度必須大于30 m。由于有該限制要求，計軸點JZ04設在警沖標外方，造成侵限。計軸點JZ03和JZ04受擾后，計軸系統輸出邊界區段占用，而該區段為線路邊界區段，不可被軌旁ATC區域控制器旁路，因此CI計算結果為該區段占用；因計軸點JZ04在警沖標外方，無岔區段為侵限區段，因此邊界計軸受擾，導致無岔區段占用，影響經過該道岔的正線進路辦理。

圖2 典型聯絡線增加無岔區段后的聯絡線區段計軸點布置方案

1.3 長度較短聯絡線計軸點優化布置方案

將聯絡線處無岔區段劃分為共用區段，即該區段占用信息同時輸出給相關的兩條線路。如圖3所示，將計軸點JZ03和JZ04組成的無岔區段設置為共用區段，線路A的分界計軸點為JZ03，線路B的分界計軸點為JZ04。

圖3 長度較短聯絡線計軸點優化布置方案

為避免共線區段重復安裝計軸點，在聯絡線共用區段計軸點歸屬線路A，但計軸點JZ03和JZ04組成的區段信息輸出給線路A的同時也輸出給線路B。根據車輛、信號系統相關參數，在列車最高允許速度下計算出最小區段長度，計軸點JZ03和JZ04的布置大于最小區段長度。計軸點JZ04不在警沖標FoulingA外方，并且計軸點JZ04到警沖標FoulingA距離大于死鎖距離。死鎖距離是指：考慮到線路存在坡度，列車可能后溜并與正線運營列車發生側撞，因此計軸點設置位置須與警沖標隔開一段距離(長度為列車后溜距離和車輪到車頭距離，如考慮計軸系統允許丟失一副輪對，那么為第二車輪到車頭距離)，該距離即為死鎖距離。死鎖距離根據車輛參數、ATC參數及項目要求后溜觸發緊急制動距離等計算所得。列車在死鎖距離范圍內，不允許道岔轉動。即使計軸點JZ03和JZ04受擾，CI計算結果為該區段為占用，但優于計軸點JZ04不在警沖標外方，也不在道岔死鎖距離范圍內，因此無岔區段占用不影響經過道岔的正線進路辦理和信號開放。

采用優化后的計軸點設置方案，避免了侵限，同時聯絡線邊界計軸受擾不會影響到道岔區段。而由于道岔區段不是聯絡線邊界，如果其計軸受擾后被旁路，可在運營結束后進行計軸復位的相關操作，不會影響正線的正常運營。

2 結語

當聯絡線的長度較短時，將一部分無岔區段設置為共用區段，可避免侵限，避免聯絡線計軸點受擾影響正線運營；可減少故障搶修時間，降低對運營的影響；可提高信號系統可用性，提高運營效率。本文介紹的方法已應用于鄭州地鐵4號線的聯絡線設計中，可推廣到聯絡長度較短的其他線路中。