長沙地鐵2號線信號系統改造期間非正常情況下行車組織研究

鄭偉濤、李錚錚、徐楚卓

（長沙市軌道交通運營有限公司，湖南 長沙410023）

1 現狀與背景介紹

長沙地鐵2號線首通段自2014年4月開通，至2025年將開通運營11年。2號線是長沙軌道交通線網東西向的骨干線路，是長沙市東西向客流量最大、公交壓力最大的交通走廊，串聯起沿線主要商貿中心、客運樞紐和核心景點。由于聯鎖計算機系統特性同一聯鎖區上下行同時只能觸發一條進路，當行車間隔壓縮至2至4分鐘時，可能造成列車信號通信丟失，導致列車緊急制動。新建線路2號線西延二期將于2025年后開通，新線客流的接入、公交線路優化等原因促使該線路客流量持續增長，但客運量與運能的匹配度會受到信號系統特性限制。借著2號線西延二期新線開通的時機，通過對2號線通車線路信號系統進行改造，進一步提升客運服務水平。在運營線路利用夜間施工時間進行信號系統改造，施工難度高、風險大。本文將介紹長沙地鐵信號系統改造期間，非正常情況下的行車組織。

2 非正常情況一：信號系統故障降級下的行車組織介紹

長沙地鐵2號線信號系統控制層級關系如圖1所示。依據長沙地鐵2號線信號系統控制權層級分析，信號系統控制權限分3個層級，中央應用服務器（自動控制/人工控制），車站本地服務器（自動控制）和車站分機“現地工作站ATS”（人工控制），WT聯鎖機LCP本地控制，五種控制模式由聯鎖本地控制到中央自動控制，可逐步壓縮行車間隔增加運能，此為控制權升級，反之則為降級。根據現場設備正常程度決定，正常程度越高行車間隔越小，人工的介入行車組織越少，自動化程度越高。

圖1 長沙地鐵2號線信號系統控制層級關系圖

其一，正常情況下根據所編制列車運行圖，由中央應用服務器依據移動閉塞的原理自動控制列車運行。如遇運行圖工作站等故障情況，可由中央行車調度通過ATS自動進路功能，實現對列車人工控制保障列車正常運行。

其二，當中央應用服務器設備出現故障，運行圖工作站正常時，車站自動控制模式將自動激活，本地服務器將代替中央應用服務器，實現全線自動列車跟蹤、自動進路辦理以及自動調整功能。

其三，當中央應用服務器及本地服務器功能均喪失、聯鎖車站ATS工作正常時，車站通過奪取控制權，在“現地工作站”上開始人工排列進路組織列車運行。同時，將不影響折返的進路設置成自動工作，折返車站啟用相應的折返模式，列車到站后自動觸發折返進路。

其四，當中央應用服務器、本地服務器功能，以及聯鎖車站ATS功能均喪失、聯鎖車站“聯鎖機”工作正常時，車站通過奪取控制權，人工排列進路組織列車運行。同時，將不影響折返的進路設置成自動工作，折返車站啟用相應的折返模式，列車到站后自動觸發折返進路。

其五，信號系統故障降級下回段（場）車站與車輛段（場）的行車組織，由回段（場）車站電話聯系車輛段（場）請求入段進路，同時可將列車組織運行至轉換軌，入段（場）進路開放后，列車司機根據地面開通信號正常入段（場）。車站級ATS手動控制權限時和車站級聯鎖控制權限入段（場）行車組織方式一樣。

3 非正常情況二（設備措施）：道岔應急盤功能介紹

信號系統改造期間，運營期間車站正常組織運營，當運營結束后信號系統調試時需來回倒切新、舊兩套信號設備。就當前現狀而言，如遇聯鎖癱瘓，車站與車站、車站與車輛段之間，只能采用電話聯系的方式辦理列車閉塞，加人工手搖道岔的方式組織列車折返。辦理一次列車折返，至少需要人工手搖2～6組道岔，加上軌行區行走及車站與司機之間的要道還道時間，組織首趟列車完成折返時間需要在18～24分鐘左右，非首趟列車折返時間在14分鐘以內。

在聯鎖癱瘓后道岔的操作方式、道岔位置監控及列車位置的顯示，成為決定快速準備進路、組織辦理列車折返、快速恢復通車的關鍵因素。針對這一行車組織難點，長沙地鐵2號線在大小交路上折返的車站控制室增設一套道岔應急盤（見圖2）。在聯鎖癱瘓情況下，通過道岔應急后備盤來達到快速轉換道岔辦理列車進路、免去人工手搖道岔及列車準確定位目的。從基礎設備入手，將非首趟列車折返時間及行車間隔壓縮至10分鐘以內，最大程度提升信號系統聯鎖癱瘓情況下的運能，確保乘客出行安全及出行質量。

圖2 道岔應急盤原理示意圖

道岔應急盤的任務主要是在聯鎖機癱瘓情況下，模擬聯鎖機向道岔控制電路給出啟動命令（SJ及DCJ/FCJ），從而啟動道岔控制電路，經道岔控制電路的邏輯檢查及動作，最終將380V交流電源送至軌旁轉轍機，轉轍機通電轉動，從而帶動道岔轉換。該情況下，道岔控制電路的檢查邏輯及動作過程與聯鎖控制時的電路保持一致，但對于道岔本身的控制已由聯鎖控制換成了道岔應急盤人工控制。

4 非正常情況三（行車組織）：操作應急盤的行車組織

在聯鎖癱瘓情況下，列車被迫停車之后，司機自行以25km/h速度運行至前方車站，遇道岔區段一度停車確認道岔位置正確后，以5km/h通過道岔區段（運營前已將非折返道岔鉤鎖至定位），此趟列車命名為“首趟車”。如遇道岔位置不正確，行調通知車站人員手搖道岔至所需位置。后續非首趟列車限速40km/h運行。車站與車站之間采用電話進行溝通辦理閉塞，用電話記錄號作為列車占用區間的憑證，并免去站務人員填寫及收發路票，以“好了”手信號為動車憑證。需組織列車折返車站，采用道岔應急盤確認道岔位置及列車位置，操作道岔辦理進路，組織列車折返，免去人工手搖道岔。司機與車站之間通過“要道還道”聯絡機制，按調車的方式出入折返線路。

與車輛段（場）之間的行車組織，同樣采用道岔應急盤操作道岔辦理站臺經折返線至車輛段（場）的列車進路，車站與車輛段（場）之間通過電話聯系辦理接發車作業。用電話記錄號作為占用區間的憑證并免去填寫及收發路票，以“好了”手信號為動車憑證，車站與司機確認好電話記錄號和接車線路。

運營期間出現全線聯鎖癱瘓時，入段車站將采用“折返一趟、下線一趟”列車的方式，將全線行車間隔控制在10分鐘左右，避免列車在折返車站因折返能力受限造成的列車擠壓、列車停在區間等現象出現，避免影響列車上的乘客乘車體驗。

在保障安全的前提下，通過提前將正線非折返道岔鉤鎖至定位、首趟列車的快速啟動、采用道岔應急盤免去人工手搖道岔、免去填寫及收發路票等一系列優化行車組織流程的措施。壓縮了信號系統癱瘓后首趟列車的啟動運行時間，采用道岔應急盤操作道岔的設備手段節省出人工手搖道岔時間，優化列車占用區間的行車憑證。再經過多次演練測試，行調、站務人員、司機等多部門聯動磨合優化行車流程，開發出一整套新的行車組織辦法，長沙地鐵將此行車組織辦法命名為《2號線信號系統改造期間站間電話聯系法/電話聯系法》《2號線信號系統改造期間按調車方式辦理折返》，使信號系統癱瘓情況下的運能和服務質量得以優質保障。

5 新站間電話聯系法培訓及課程設計

在2號線10個聯鎖車站、培訓室搭建ATS和聯鎖模擬操作平臺，有便捷的操作軟件基礎，起到了方便站務人員自主培訓，確保站務人員具備熟練操作信號設備的能力及行車組織能力，減少信號故障情況下站務人員行車作業風險隱患與列車晚點的概率。課程設計如圖3所示。

圖3 課程設計與開發

培訓對象主要是2號線值班站長、值班員總數為185人，由于站務人員基本只在運營前檢查及利用回段列車操作信號系統，可見站務人員對信號系統降級下放信號控制權至車站時行車組織經驗是較為缺乏的。而利用道岔應急盤操作道岔組織列車折返、新站間電話聯系法全都是新概念和新知識，由此讓2號線所有值班站長、值班員熟練掌握信號系統降級下的行車組織、道岔應急盤的操作及新站間電話聯系法，在信號系統故障或癱瘓時應急情況處置時的必備技能。

因此，課程開發主要圍繞既有信號系統特性、信號系統降級下的行車組織、道岔應急盤操作及功能介紹、新站間電話聯系法、實施案例與分析五部分培訓內容，理論與實操相結合。培訓完畢后，對值班站長、值班員進行理論與技能評估。

6 新行車組織辦法的演練與實施

演練實施分五個階段進行，第一階段為非折返站驗證新站間電話聯系法；第二階段為折返車站驗證，操作道岔應急盤按調車的方式組織列車折返；第三階段為全線跑車驗證兩種新行車組織辦法；第四階段為模擬運營期間聯鎖癱瘓，全線跑車驗證兩種新行車組織辦法，并組織列車以“折返一趟、下線一趟”方式回段；第五階段為按大小交路驗證兩種新行車組織辦法。

每個階段OCC、車站、司機之間收集所有問題并形成分析總結，不斷優化并修改規章制度，優化各崗位之間的作業流程。然后再實施演練，最終完善規章文本細節并發布實施。公司組織各部門形成周期性行車演練機制，確保行車調度、站務人員、司機之間對規章文本執行的熟練程度，盡最大努力保障信號系統改造期間聯鎖癱瘓情況下的行車組織。

7 新站間電話聯系法與電話閉塞法優勢分析

從表1中可以直觀看出，相較于電話閉塞法，新站間電話聯系法將聯鎖癱瘓下的首趟車折返時間由原先的18～24分鐘優化至10～15分鐘，使其行車效率提高了12%～16%，其主要原因在于利用設備手段，免去了站務人員手搖道岔所節約出來的時間。非折返車站站停（含上下客）時分由5～7分鐘壓縮至2分鐘左右，使其車站與車站之間辦理閉塞的效率提升了35%，其主要原因在于免去了填寫及收發路票所節約出來的時間。

表1 新舊閉塞法時間占用對比表

8 結論

綜上所述，長沙地鐵2號線信號系統改造期間非正常情況下的行車組織分為信號系統故障、聯鎖癱瘓兩大類，其中信號系統故障，有中央ATS自動故障當中央人工正常、中央ATS故障車站級ATS自動正常、只車站級ATS手動正常時、只車站級聯鎖正常時4種情況（中央級自動除外）。根據不同的信號系統故障的實際情況，使用該信號系統控制權限下，將實現最安全且有效率的功能組織行車，確保行車間隔及客運服務質量。在聯鎖信號系統癱瘓后，通過采用道岔應急盤設備，免去人工手搖道岔、免去路票等設備措施、管理措施優化行車組織工作，減少人工的操作設備，極大地壓縮列車折返時間、站停時間。

由此可以得出結論，新的行車組織辦法是在新增控制道岔設備的基礎之上，再建立起制度保障人員作業流程的有效性及規范性。而在設備存在故障的情況下，所有的作業流程的保障都是工作人員起關鍵性和決定性的作用。通過對新行車組織辦法的研究與實踐，探討出了新的行車組織辦法，以確保長沙地鐵2號線信號系統改造期間，出現各類信號系統故障情況及信號系統癱瘓時，都能保障市民出行安全和優質出行。