復(fù)雜條件下地鐵CBTC信號(hào)系統(tǒng)接入既有線的解決方案

陳 通

（大連公共交通建設(shè)發(fā)展有限公司，遼寧大連 116000）

近年來，地鐵項(xiàng)目中分段建設(shè)及延伸線工程越來越多，極大地提高了信號(hào)系統(tǒng)的建設(shè)難度。以大連地鐵2 號(hào)線二期北段工程為例，由于2 號(hào)線一期、二期東段工程于2015 年先期開通試運(yùn)營(yíng)，在2 號(hào)線二期北段工程信號(hào)系統(tǒng)建設(shè)中，需要克服作業(yè)天窗期短、動(dòng)車調(diào)試難度高、協(xié)調(diào)配合范圍大及既有線實(shí)施限制條件多等不利因素，復(fù)雜條件下CBTC信號(hào)系統(tǒng)的接入工作是線路開通的關(guān)鍵。

1 信號(hào)系統(tǒng)接入既有線的特點(diǎn)分析

1.1 全線設(shè)備布局統(tǒng)一設(shè)計(jì)

分段及延伸線地鐵項(xiàng)目信號(hào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初要規(guī)劃全線設(shè)備位置的布局和余量，包括ZC、有線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布置，分段處相鄰聯(lián)鎖區(qū)計(jì)軸、信號(hào)機(jī)、信標(biāo)設(shè)計(jì)等，在設(shè)計(jì)平面布置圖和系統(tǒng)構(gòu)成圖時(shí)全線統(tǒng)籌考慮。尤其要考慮土建和軌道的分界點(diǎn)與信號(hào)聯(lián)鎖區(qū)分界點(diǎn)是否一致，減少后期施工時(shí)分界點(diǎn)設(shè)備位置的改動(dòng)。2 號(hào)線二期北段分界點(diǎn)如圖1 所示。

圖1 分界點(diǎn)平面布置Fig.1 Layout at boundary points

1.2 可有效利用工期短

涉及既有線的信號(hào)系統(tǒng)調(diào)試工作是工程實(shí)施的重點(diǎn)，但是調(diào)試總工期非常緊張。在2 號(hào)線二期北段項(xiàng)目的分界點(diǎn)聯(lián)鎖調(diào)試、全線貫通調(diào)試和系統(tǒng)接入期間，每日作業(yè)天窗期僅有3 h 左右。除去調(diào)試前后刷寫軟件、拆配線、恢復(fù)及驗(yàn)證時(shí)間，實(shí)際可有效利用的天窗期約為2 h。并且全線動(dòng)車調(diào)試時(shí)不能影響既有線正常運(yùn)營(yíng)和夜間天窗期線路、接觸網(wǎng)等專業(yè)的必要檢修工作，每周可用作業(yè)點(diǎn)最多3日。受此限制極大地增加了工期壓力。

1.3 接入調(diào)試復(fù)雜

全線貫通動(dòng)車調(diào)試前，需要完成既有線相鄰聯(lián)鎖集中站辛寨子的調(diào)試。由于土建分界點(diǎn)與信號(hào)聯(lián)鎖區(qū)分界點(diǎn)不同，聯(lián)鎖調(diào)試前首先需在非運(yùn)營(yíng)時(shí)段完成辛寨子站后未裝計(jì)軸、信號(hào)機(jī)和AP 設(shè)備的安裝和調(diào)試。同時(shí)注意運(yùn)用管理手段禁止在運(yùn)營(yíng)時(shí)段闖入信號(hào)分界面計(jì)軸，避免影響運(yùn)營(yíng)車輛進(jìn)入停車線的事件發(fā)生。延伸線接入還需要考慮DCS、ATS、車載ATP和ZC 的全線貫通調(diào)試，接入調(diào)試技術(shù)復(fù)雜。

1.4 制約因素多、協(xié)調(diào)難度大

各子系統(tǒng)調(diào)試尤其是相鄰聯(lián)鎖區(qū)和全線貫通動(dòng)車調(diào)試受制約因素多，包括前序?qū)I(yè)軌道、供電和通信的完成時(shí)間、既有線運(yùn)營(yíng)組織、分界面安全管理（車擋、道岔鉤鎖器、防護(hù)安全帶和警示燈等）和夜間天窗時(shí)間等。由于延伸線無(wú)車輛段/停車場(chǎng)，動(dòng)車調(diào)試電客車存放于既有線車輛段。全線貫通動(dòng)車調(diào)試協(xié)調(diào)工作量非常大，安全風(fēng)險(xiǎn)高。

2 大連地鐵2號(hào)線二期北段接入方案

2.1 大連地鐵2號(hào)線二期北段工程介紹

2 號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)全線核心設(shè)備供應(yīng)商為安薩爾多，2 號(hào)線二期北段共7 座車站（前革至大連北站），中革站、衛(wèi)生中心站、大連北站為設(shè)備集中站，其中大連北站設(shè)置1 套ZC，平面布置如圖2 所示。

圖2 平面布置Fig.2 Layout

為了便于動(dòng)車調(diào)試，減少設(shè)備軟件刷寫工作，在大連北站設(shè)置臨時(shí)ATS 服務(wù)器作為臨時(shí)控制中心，避免全線貫通調(diào)試前每日在已開通控制中心倒切；設(shè)置臨時(shí)ZC 設(shè)備模擬一期線路ZC 設(shè)備；設(shè)備臨時(shí)FRONTAM 設(shè)備作為全線數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

2.2 總體技術(shù)方案

2.2.1 既有線分界處聯(lián)鎖區(qū)調(diào)試

1）調(diào)試前準(zhǔn)備工作

分界點(diǎn)處辛寨子聯(lián)鎖區(qū)室外設(shè)備全部安裝完成，辛寨子聯(lián)鎖區(qū)平面布置如圖3 所示。

圖3 辛寨子聯(lián)鎖區(qū)Fig.3 Interlocking area of Xinzhaizi station

準(zhǔn)備4 塊聯(lián)鎖CPU 板，軟件刷寫為調(diào)試版本，調(diào)試完成后更換回運(yùn)營(yíng)版本CPU 板卡，減少板卡刷寫時(shí)間。調(diào)試期間辛寨子聯(lián)鎖區(qū)軌行區(qū)封鎖，ATS 控制權(quán)下放至站控。

2） 調(diào)試工作內(nèi)容

更換CPU 板卡。臨時(shí)拆除及恢復(fù)辛寨子聯(lián)鎖區(qū)信號(hào)設(shè)備室部分既有配線。臨時(shí)拆除及恢復(fù)辛寨子聯(lián)鎖區(qū)信號(hào)設(shè)備室計(jì)軸電阻。臨時(shí)閉合及斷開部分道岔動(dòng)作電源及表示電源斷路器。使用辛寨子站LCW 工作站排列進(jìn)路進(jìn)行聯(lián)鎖調(diào)試。調(diào)試完成后更新安全認(rèn)證相關(guān)限制條件。

2.2.2 系統(tǒng)調(diào)試

1）調(diào)試前準(zhǔn)備工作

系統(tǒng)調(diào)試期間辛寨子站聯(lián)鎖軟件升級(jí)為調(diào)試版本。

調(diào)試期間ATS 控制中心及車站ATS 升級(jí)為調(diào)試版本軟件，通過切換賬號(hào)方式進(jìn)行軟件倒切。既有線ZC 更換調(diào)試版本軟件板卡。調(diào)試電客車的車載軟件版本更換。調(diào)試期間2 號(hào)線二期DCS 網(wǎng)絡(luò)在控制中心臨時(shí)接入一期。

2） 調(diào)試工作內(nèi)容

接口部分回歸測(cè)試；點(diǎn)式系統(tǒng)集成測(cè)試；CBTC 系統(tǒng)集成測(cè)試。

2.3 系統(tǒng)接入方案

2.3.1 系統(tǒng)接入步驟

大連地鐵2 號(hào)線二期北段分兩步接入一期工程。

1）DCS 接入一期工程。完成與一期工程的接口測(cè)試和集成測(cè)試，DCS 正式接入一期測(cè)試，滿足一期載客運(yùn)營(yíng)條件。

2）CBTC 接入一期工程全線貫通運(yùn)營(yíng)。進(jìn)行一、二期接口位置CBTC 動(dòng)車測(cè)試，IATP 和CBTC 級(jí)的集成測(cè)試，取得CBTC 貫通運(yùn)營(yíng)的證書，完成CBTC級(jí)接入工作，滿足全線CBTC 貫通運(yùn)營(yíng)條件。

2.3.2 系統(tǒng)接入策略

1）第1 日夜間升級(jí)辛寨子站的聯(lián)鎖，既有線ATS、聯(lián)鎖、ZC、FTM，電客車車載ATP（升級(jí)數(shù)量為除去第2 日運(yùn)營(yíng)及預(yù)備外全部列車）。DCS正式割接至一期大環(huán)網(wǎng)中，測(cè)試完成后聯(lián)鎖、ATS、ZC、FTM 回退至運(yùn)營(yíng)版本，DCS 和車載ATP 不回退軟件。

2）第2 日夜間升級(jí)既有線ATS、聯(lián)鎖、ZC、FTM、剩余未升級(jí)電客車車載ATP，測(cè)試完成后所有子系統(tǒng)軟件均不回退，正式完成CBTC 接入。規(guī)定好升級(jí)成功的時(shí)間點(diǎn)，研判結(jié)果為失敗時(shí)，需按照流程回退各子系統(tǒng)軟件。

3 工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)和結(jié)論

延伸線的系統(tǒng)接入涉及建設(shè)公司、運(yùn)營(yíng)公司、集成商、施工單位和其他專業(yè)施工單位等，協(xié)調(diào)工作多、安全風(fēng)險(xiǎn)大，在較短的時(shí)間需要完成測(cè)試和驗(yàn)證工作，因此在技術(shù)上和管理上必須采取多種方式便于項(xiàng)目實(shí)施。技術(shù)上可以采取以模擬設(shè)備代替既有線設(shè)備、更換板卡減少設(shè)備軟件刷寫操作等措施降低安全風(fēng)險(xiǎn)和減少調(diào)試時(shí)間，也降低了對(duì)既有運(yùn)營(yíng)線路的影響。管理上提前與運(yùn)營(yíng)公司協(xié)調(diào)電客車、司機(jī)和作業(yè)點(diǎn)，了解分界面車擋、道岔鉤鎖器、防護(hù)安全帶和警示燈等設(shè)施，與前序施工專業(yè)多方配合，保證工作效率。