城市軌道交通信號系統分段開通調試的探究

摘要：在我國城市化進程快速發展的過程中，城市軌道事業也開始蓬勃發展，為人們的出行提供了極大的便利。為了更快地將城市軌道投入運營，通常采用分段開通模式。本文以城市軌道交通信號系統分段開通調試為主題進行分析探究，介紹并分析了城市軌道交通信號系統分段開通的特點和難點，然后以實際工程為案例，詳細分析了城市軌道交通信號系統分段開通調試技術，以期為城市軌道交通信號系統分段開通調試提供新的參考和建議。

關鍵詞：城市軌道交通；信號系統；分段開通；調試

一、引言

現階段，我國城市軌道交通包括了輕軌、地鐵、城際線、有軌電車等，無論哪一種軌道交通，都要將安全性和運輸有效性作為建設重點，這就需要由高技術含量的信號控制系統進行控制。城市軌道交通建設復雜，建設工期長且造價高，為了盡快使工程投入運行并緩解市政壓力，一些城市采取了分段建設的方式，而分段開通帶來的城市軌道交通信號系統也需要進行分段開通調試。在分段開通線路中，信號調試是一項艱巨、復雜、安全性要求高且非常重要的工作任務，因此，信號系統專業的分段開通調試技術對于整個城市軌道工程建設管理而言是至關重要的。

二、城市軌道交通信號系統分段開通介紹

城市軌道交通信號分段開通是指在城市軌道交通線路規劃施工中，根據相關政策要求和實際施工需求，將原本的工程分為2段或多段，逐段投入開通和試運營，這種方式還包括后期線路的延伸和開通。對于很多城市軌道交通信號系統建設來說，經常會有多種制式并存、多方主體并存的情況^[1]。本文研究的工程13號線包括了東、西、中3段，信號系統按照全線規模的方式進行設計施工，當東、西兩段線路開通時，需要進行貫通調試，而中段線的信號系統采用獨立或系統互聯方式，在調試過程中形成了2條線路的貫通運營。

三、城市軌道交通信號系統分段開通調試技術特點和難點介紹

（一）城市軌道交通信號系統分段開通調試技術特點介紹

在城市軌道交通信號系統分段開通技術中，最為明顯的特點就是實現了線路分段、功能分段，并且這種分段開通的方式在工程開始階段的工期緊張、壓力較大；而在后期的開通過程中，工期相對寬松，開通的環境和條件相對較好，但是調試貫通技術要求高，有效作業捯接作業時間短，既有線運營壓力大。常規CBTC系統在分段開通的前段通常采用“后備模式聯鎖級+點式ATP”開通的方式，但國內也有不少線路采用CBTC全功能開通的，即采用“聯鎖級+點式ATP”并結合CBTC模式為主的方式來進行后期階段的線路開通。

另外，在分段開通調試過程中，信號系統的調試工作比較緊張，主要是由于調試內容不僅需要對軌旁設備（包含但不限于ZC、信標、轉轍機、信號機、計軸、應答器、LEU等）進行調試，同時還需要對“車－地通信”、車載設備及與外專業的接口（包含但不限于綜合監控、站臺門、乘客信息系統、時鐘、廣播、無線通信等）進行調試。

在此過程中，“車－地通信”的調試至關重要，而與外專業的接口調試則較為復雜且需要較長時間。聯鎖調試要求嚴謹，ATS調試要求全面性，各子系統具有各自的調試特點，調試水平的高低將直接影響到后期線路的開通質量，因此，分段開通線路信號系統調試的時間會被壓縮，調試所用的時間也就相對較少。

此外，在信號系統分段調試的過程中，貫通性的調試相對復雜，對于軌道工程線路的開通也有較大影響^[2]。信號系統調試涉及聯鎖、ATS、車載設備靜動態、車地通信、點式ATP功能、微機監測、缺口監測、ATO功能、CBTC功能、聯合、試運營等方面的調試工作。同時，在進行聯合調試時，還需要將已經開通的線路進行聯接貫通的系統調試。此工作的范圍、工期、內容、后期的線路恢復等均需要進行系統地分析調試，并且嚴格按照運營標準和規范進行操作，以確保城市軌道交通線路的順利運行。

最后，城市軌道交通貫通調試會受到多種因素的影響和干擾。在調試過程中，除了會受到本專業安裝調試的影響，還會受到供電、軌道、通信等專業情況的影響，此外，運營請銷點、有效的調試時間、通信、綜合監控等各方面也會對調試工作產生制約和影響。在對信號系統進行調試分析之前，需要先與已經開通運營的線路進行貫通，滿足拆除臨時車擋、貫通預調接測試成功，并具備進行整個線路的送電的功能條件；還需要完成通信系統（尤其是綜合承載業務）的調試，確保全線傳輸系統的貫通，并在整個區域內覆蓋無線系統。

（二）城市軌道交通信號系統分段開通調試技術的難點分析

1.后續線路開通需要升級相關的軟件系統，并且電子地圖、線路數據、網絡、數據庫等都需要進行重載、調整和更新；

2.在升級各個系統之前，各種室內外的設備也需要進行調整、重新安裝、移動位置、卸載等；

3.調整列車、列車過軌和線路的分隔；

4.對信號系統調整、調試后的恢復、倒接等進行恢復保障；

5.在列車停運時和已經開通的線路進行貫通運行的調試和試驗；

6.制定關于貫通性試驗和相關的保護措施方案（回退方案、貫通捯接方案）。

在城市軌道交通信號系統分段開通調試過程中，貫通調試受到本段線路和已經開通運行線路中各項工作的影響^[3]。因此，需要協調的相關工作量較大，分段開通調試的工作難度和工作量也很大，需要解決許多實際問題。

四、城市軌道交通信號系統分段開通調試分析

（一）工程介紹

城市軌道交通線路分段開通的類型線路延伸包含四種，第一種是一端延長式的介入；第二種是中間段向兩端延長的方式；第三種是兩段獨立的線路；第四種是從兩端延長，在中間段貫通的方式。在城市軌道交通建設中，常用的方式為第一種、第三種和第四種。而在本次研究的城市軌道交通信號系統分段開通調試工程案例中，是以某市13號線的分段開通為研究對象，本工程中分3段開通運營，其中中段按照后備模式，采用“聯鎖級+點式ATP”開通方式；并按照信號系統的一般調試方式進行調試，即東段則按照“CBTC+點式ATP+聯鎖級”開通模式運營，西段采用全功能開通運營模式。

（二）準備階段

準備階段的主要任務包括以下幾點：

1.在中段施工時安裝信號系統CBTC相關設備（包含但不限于聯鎖機柜、組合柜、防雷分線柜、ATS機柜、MSS機柜、ATP機柜、ATO機柜、電源屏、UPS、電池、ZC、信標、轉轍機、信號機、計軸、應答器、LEU等）。在開通中段時，需要與CBTC中的室內外設備（如上述所說）和未完成的工作任務進行單體調試，調試時間可以選擇在夜間進行，并結合運營方的運營方案和管理規定開展調試作業。

2.借助臨時試驗線、廠內模擬設備或試車線來對信號系統進行調試。此過程采用的信號是CBTC調試方式，復雜性強，調試過程中可能會出現一些問題。因此，將各個設備系統向東段線路方向進行了3km（一般是一站一區間或兩站兩區間）左右的拓展，形成臨時性的信號系統試驗線，然后再對相關的系統功能進行調試分析。

在臨時試驗線調試時，室外設備需要按照施工圖紙來進行安裝，然而室內設備已經投入運營，無法繼續使用。因此，可以借助聯鎖仿真設備、模擬盤、ATS設備、ATP、ATO等設備構建一個模擬環境，通過信號設備室的分線柜、ODF柜和室外設備進行連接。

3.借助實驗室環境進行CBTC模式調試試驗，先以最小系統CBTC建立一個測試平臺，再進行驗證系統軟件功能和相關的子系統之間的連接。

（三）分段獨立調試階段

在對本信號系統進行調試過程中，為了保障調試的效率和質量，確保后期系統的正常運行，需要注意以下幾點：

1.需要從正常運營的列車中選擇2輛作為調試專用列車，并在2輛列車上安裝CBTC版本的車載系統；

2.將CPU數據板卡接入聯鎖系統中，以切換聯鎖系統的版本；

3.將ATS軟件安裝在ATS系統中，再進行該系統的切換調試。

（三）貫通調試階段

貫通調試階段是整個信號系統調試中的核心階段，不僅要調試信號系統，同時還要調整和分析列車運營、線路分隔、三權移交等，這也是整個工程中工作量最大的階段。

1.將東段線路和DCS骨干網絡進行連接，形成新的閉環網絡，并且該網絡中還應包括計算機聯鎖雙環網、ATS系統、ATS總線、FEP總線、ET-LAN、ATP-LAN網絡及監測的單網；

2.在第2段線路的兩個分界位置，對緊鄰的ATS接口和設備集中站聯鎖進行試驗測試；

3.對第2段線路兩個分界位置的ATP跨區控車進行測試；

4.測試開始前一晚可將測試列車調至東段，對車載軟件進行升級以備測試；

5.聯鎖區聯鎖、ATP、ATO軟件升級：用已經讀入新數據的聯鎖、ATP、ATO CF卡更換既有聯鎖、ATP、ATO CF卡，并重啟聯鎖、ATP、ATO主機；

6.在OCC將具有全線ATS配置的中央臨時服務器及HMI倒切接入正線并啟動；

7.在站臺新增信標去除屏蔽板、上電，測試列車線路數據讀取、各區段正向/反向ATP緊急停車、限速測試、站臺聯動測試等。

當東段線路的調試完成且可以正式投入運營后，可以在非運營階段來對后備模式和CBTC模式進行調試分析。

1.整理東段線路的CBTC試運營安全資料，并授權；

2.拆除移動式車擋、圍擋門、防溜枕木等分隔防護裝置；

3.對信號系統大交路的運行進行試驗測試分析。

第一階段：延伸線白天試運行。為了不影響既有線的正常運營，同時充分利用測試時間，延伸線可以在白天進行試運行，以驗證各系統的聯動工作。在測試期間，延伸線與既有線接口處于斷開狀態，進行列車試運行；

第二階段：既有線站點至延伸線夜間試運行。在此階段，每晚作業點批復后，需要將延伸線與既有線進行貫通連接，包括硬件和軟件兩方面，具體貫通連接和恢復方案與車載ATO貫通測試相同；

第三階段：既有線與延伸線全線夜間試運行。在此階段，每晚作業點批復后，需要將延伸線與既有線進行貫通連接，包括硬件和軟件兩方面，具體貫通連接和恢復方案與車載ATO貫通測試相同，列車運行采用大小交路套跑的方式進行。

在完成上述所有工作和安全授權工作后，按照圖紙進行大交路組織的試運行。其中，東段結合實際情況進行試運營，而中段可以進行載客運營。此外，在線路分界位置的折返線設置1列備用列車，以減少東段系統發生故障所帶來的影響。一旦東段線路出現故障，需要按照原來的小交路運營，這樣可以測試信號系統的有效性和穩定性。

五、城市軌道交通信號系統分段開通實施要點

在城市軌道交通信號系統分段開通過程中，信號設備供貨方、施工方、建設方和運營管理方等相關單位需要在調試時做好協調配合工作，這是分段開通調試成功的關鍵性因素。另外，信號系統首次開通調試的部分是分段調試的基礎，因此，需要保障首次開通運營段信號系統開通的質量和水平，并且要求較高。

其次，在整個線路系統中，臨時試驗線、試車線是分段開通調試的必要前提，需要確保試車線和臨時試驗線分段開通調試的效果。城市軌道信號系統分段開通調試過程涉及運營方、建設施工方、列車調試承包方、信號系統承包方等多方主體，但這些主體的工作目標各不相同，在管理方法和工作方式方面也有很大的差異^[4]。因此，需要加強各方在調試工作的配合度，以安全調試為基礎，盡可能地提高信號系統分段開通調試的效率和質量。

在本工程中，中段工程的目標是實現后備模式的開通運營，而其他的設備安裝和調試工作量也非常大，并且線路在運營后，相關的調試和安裝工作量也會大大增加，增加了后期線路開通運行的工作量和難度。

因此，在第一段開通之前，需要對相關的安裝工作進行施工完善，并確保各個系統功能的實現，以為后續工作做好充足的準備。在后期的線路施工安裝過程中，還要最大限度地利用試車線和已開通的線路進行提前調試。

六、結束語

城市軌道信號系統分段開通模式在緩解城市交通壓力工作中發揮著非常重要的作用和價值。但從整條城市軌道線路的建設施工完成后到開通運營的方式上來看，分段開通方式在建設、調試和運營方面都存在些問題，也面臨著許多困難。因此，在城市軌道交通信號系統分段建設開通調試過程中，應當重視上述問題，結合實際工程情況完善城市軌道交通信號系統分段開通調試技術和方法，從而提高城市軌道交通信號系統分段開通效率和質量，確保城市交通后期平穩運行。

作者單位：張平 南京恩瑞特實業有限公司

參? 考? 文? 獻

[1]張振.城市軌道交通信號系統安裝技術要點及調試[J].工業控制計算機，2021，34（10）：64-65.

[2]曹義斌.對城市軌道交通信號系統的探究[J].中文科技期刊數據庫（引文版）工程技術，2017（3）：129.

[3]范力群.城市軌道交通信號系統安裝與調試技術研究[J].交通科技與管理，2021（32）：51-52.

[4]潘良.淺談城市軌道交通延伸段信號系統施工及調試工作[J].交通科技與管理， 2021（1）：24.