孙会勇

(长春市轨道交通集团有限公司 长春 130012)

FZL型“城市轨道交通列车自动超速防护(ATP)系统”是具有完全自主知识产权的国产化列控系统，由国家发展改革委员会和铁道部立项并与通号集团联合投资开发。该系统的开发从1999年7月开始，2002年10月通过了由铁道部组织的专家测试和技术审查。2003年8月—2004年5月，该系统在长春客车厂内的试车线上进行了现场试验，并通过了专家组的测试;2005年8月—2006年5月，在长春轻轨一期线路上建设了2站1区间的试验段，安装了一列车的车载ATP设备，并通过了技术审查和验收。2006年12月，系统首先在长春轻轨3号线二期工程上得到实际应用。目前，我国地铁的信号系统大多是从国外引进，国产化率低，造价较高。下面介绍FZL型信号系统在长春轻轨3号线的实施及应用情况，这对该系统在我国中小运量轨道交通线路上的推广应用具有一定的意义。

1 工程应用背景

根据2010年《长春市城市快速轨道交通建设规划修编》，长春线网由7条线路组成，其中轻轨2条、地铁5条。轻轨一期、二期都属于长春市轨道交通3号线，分别于2002年和2006年正式投入运营。

长春轻轨一期工程的信号系统由调度集中子系统(CTC)、车站6502继电联锁子系统和25 Hz相敏轨道电路等设备组成，没有配置列车自动防护子系统(ATP)，所有列车均以站间闭塞方式运行，不能实现在ATP防护下的追踪运行。

长春轻轨二期工程线路是一期工程的延续，从卫光街站至长影世纪城站全长17.4正线公里，区间有两条正线，其中地下线路1.2 km、高架线路8.8 km，其他为地面线线路。二期共设17座车站，其中有岔车站8座，无岔车站9座，设6个设备集中站。长春轻轨二期工程共装备37列车(一期17列，二期20列)，列车采用2辆编组，供电方式为接触网供电，走行轨回流，供电电压为DC 750 V，最大牵引回流为2500 A。轻轨二期工程采用了FZL型基于数字轨道电路的准移动闭塞信号系统，在其线路范围内可实现ATP防护下的追踪运行或以站间闭塞方式运行。

二期工程开通运营后，由于一期工程的信号系统配置较低，无ATP轨旁设备，给列车的贯通运营带来了不便。2009年12月，一期工程信号系统改造工程的初步设计通过专家评审。改造工程采用与二期工程相同的FZL型基于数字轨道电路的准移动闭塞信号系统，预计于2012年年底完工。届时，3号线的一、二期将统一信号系统制式，实现真正意义上的贯通运营，保证行车安全，缩短行车间隔。

2 信号系统特点

FZL型信号系统完全由我国自主研发，是具有自主知识产权的、基于数字无绝缘轨道的准移动闭塞方式的系统，该系统具有以下特点:

1)具有自主知识产权，是国内唯一自主研制的准移动闭塞制式的系统;

2)满足城市轨道交通列车运行间隔2 min的要求;

3)适应交流和直流等不同的牵引供电方式;

4)采用数字化编码信息传输技术;

5)系统的主要设备均采用高可靠性的冗余技术;

6)采用具有自主知识产权的ATP系统，实现了100%国产化，维护及时，服务到位，备品备件充足，和国外同类准移动闭塞系统相比造价低30%左右。

3 信号系统构成

3号线的FZL型ATC信号系统设备按地域划分，可分为控制中心设备、正线车站及轨旁设备和车载设备。

3.1 控制中心设备

控制中心设备是ATC系统监控的核心部分，3号线控制中心设于朝阳桥，设备主要包括ATS中心设备、维护设备及电源设备。控制中心采用2台网络交换机组成的100 MB高速双局域网，所有设备都通过TCP/IP协议连接到该局域网，然后通过通信系统提供的独立网络接口与各子系统连接。控制中心设有2台并行运行的数据库服务器、2台互为热备冗余的通信/应用服务器，还有调度员工作站、调度长工作站、维护/网管工作站、运行图编辑工作站和网络交换机、打印机及电源等设备。工程控制中心配置有ATS设备，如图1所示。

3.2 正线车站及轨旁设备

工程的列车自动控制(ATC)系统设置了正线车站及轨旁设备，主要包括列车自动监控(ATS)车站设备、区域控制中心(含联锁)设备、维护监测设备、轨道电路设备及电源设备等。ATS车站设备主要用于采集车站的各种表示信息，传送中心的控制命令，存储由中心下载的时刻表，或根据列车识别号和目的地号进行控制，并实现车站进路的自动控制。区控中心设备是地铁列车控制系统中保障列车运行安全的关键设备:通过与现场信号设备的信息交互，实现了联锁功能;通过和数字轨道电路的信息交互，实现了轨旁ATP(列车超速防护)的功能。

工程的正线轨旁设备采用了区域集中设置的方式。综合考虑设备的控制要求，根据系统运营维护的便利性原则和系统接口的有利性原则，全线34个车站设10个设备集中站，其中一期工程4个、二期工程6个。下面以正线设备集中站为例，具体说明其管辖区车站及轨旁设备的配置情况，如图2所示。

1)设备集中站包括:1套区域控制中心设备、1套冗余的车站ATS分机和远程接口单元、1套冗余车站现地控制工作站、1套维护工作站及A3激光打印机、若干轨道电路设备、1套微机监测设备、若干网络交换设备、1套电源设备、若干机柜、2个发车计时器、若干轨旁设备和配套缆线。

2)非设备集中站包括:若干轨道电路设备、2个发车计时器、若干轨旁设备和配套缆线。

3.3 车载设备

车载ATP设备用于保障列车运行安全，实现列车运行间隔控制。工程采用通号集团的纯国产FZL.Z20型车载ATP设备，在每列列车的头、尾车各设一套车载ATP设备，每套车载ATP设备包括“2乘2取2”冗余结构的ATP计算机、人机接口单元、ATP天线、测速设备等，ATP设备的系统结构如图3所示。

4 信号系统应用

图1 控制中心设备配置

图3 FZL.Z20型车载ATP系统结构

FZL型信号系统率先应用在长春轻轨3号线的二期工程中，自2006年投入运营以来，设备运营情况总体稳定，系统维护方便，故障检测较完备，设备整体工作稳定可靠。“安全、可靠”的原则贯穿于整个信号系统的设计和开发过程中，这使其在可靠性、安全性、可用性、可维护性、行车间隔、停车精度以及可扩展性能等方面都能达到信号系统的相关要求。

长春轻轨二期工程是长春轻轨一期工程的延续，其信号系统要保持一致，既要满足没有装配车载设备列车(目前在一期运营的列车)的行车要求，又要满足装配了超速防护系统车载列车的行车要求，因此系统具有2种模式。

4.1 模式1:带超速防护的自动站间闭塞模式

在该模式下，信号显示方式与长春信号一期工程的方式相同。装备ATP车载及未装配ATP车载的列车均可在正线上运行:装备ATP车载的列车按车载设备指示行车，车载设备可以保证在线列车的行车安全;未装配ATP车载的列车按信号机的显示行车，这与一期工程的方式相同。

4.2 模式 2:列车追踪的超速防护模式

在该模式下，装备车载ATP的列车可以实现列车追踪，信号显示方式与一期工程的方式基本相同。

在该模式下，一个站间走行多个列车。后续列车根据车载设备来保证其行车安全，车载速度监控方式与模式1基本相同。

在一期改造工程实施完毕后，一、二期工程的信号系统制式将得到统一，可真正实现一体化的贯通运营。FZL型信号系统将提供全线在模式2下的3种驾驶方式:ATP模式(ATP速度监控下的人工驾驶模式)、限制人工驾驶模式(ATP限速人工驾驶模式)、非限制人工驾驶模式(ATP切除模式)。当列车在正线、折返线按正常运行方向进行追踪或折返作业时，应以ATP模式为正常运行模式，而限制人工驾驶模式和非限制人工驾驶模式均为非正常运行模式。

4.2.1 ATP 模式

在该模式下，由司机根据列车目标速度、目标距离指示驾驶列车，ATP系统用来监督列车的实际运行速度。列车一旦超速将有报警，并会采取必要的安全制动措施，以保证列车运行的安全。根据运行方向不同，ATP模式分为两种不同的驾驶方式。

4.2.2 限制人工驾驶模式

该模式用于无ATP地面速度信息的地点(如停车场)及正线ATP地面设备故障时的超速防护，由司机人工驾驶列车，其运行速度不能超过规定的速度(长春轻轨定为15 km/h)。一旦超速，车载ATP将实施安全性停车控制，以便使列车停车。

4.2.3 非限制人工驾驶模式

按照社会契约理论，国家是由享有充分自然权利的个人为了自己的自由与安全以契约的形式建立的实体。国家有责任从多个渠道预防和阻止犯罪的发生、维护社会稳定，否则必须做出相应的补偿。刑事立法政策即是国家制定的一种政策，力求在刑法启动之前，抑或是其由政策转化为实体法律之后，综合运用国家财政、政治、文化等资源，系统地预防和控制犯罪，把犯罪发生的几率以及对社会造成的不良影响降到最低，以达到维护社会稳定的目的。

用于站间闭塞方式行车或其他特殊运营情况，该模式列车运行无超速防护功能，列车的运行安全由司机负责。

5 结语

FZL型信号系统作为一种国产化的、适合中小运量轨道交通线路的信号系统，经过长春轻轨3号线二期工程的实际运营检验，具有良好的稳定性和经济优势，适用于以下类型的中小运量轨道交通系统:特大城市主城区的辅助线路、卫星城内部的轨道交通线路、中小城市的轨道交通线路和旅游观光区内的轨道交通线路等。2008年以来，为了适应用户对安全的要求，对FZL系统进行了升级和完善。

1)列车自动驾驶(ATO)子系统已经研制成功，并在长春轻轨二期工程的3站2区间进行了1年多的现场试验，2009年11月通过国内专家的技术审查。

2)区控中心已经完成向采用“2乘2取2”取得SIL4级安全认证的DS6－60型计算机联锁系统平台的移植，并成功取得SIL4级安全认证。

3)车载ATP设备已经完成向采用“2乘2取2”取得SIL4级安全认证的GSSAP平台移植，并成功取得SIL4级安全认证。

升级后的FZL系统变得更加安全和完善，已经在长春轻轨4号线采用，目前正在工程实施，预计2012年年底开通运行。

［1］刘杰，邱宽民，迟男.我国地铁、轻轨信号系统的现状及国产化研究［J］.铁道通信信号，2000，36(9):6-8.

［2］王显民，王诚仁，姚洪伟.长春轻轨环线规划与建设中的一期工程［J］.地铁与轻轨，2001(2):4-6.

［3］王成.城市轨道交通信号系统国产化方案分析［J］.城市轨道交通研究，2010(6):75-80.

［4］何燕.第一套全国产化信号系统在大连快轨3号线中的应用［J］.城市轨道交通研究，2007(7):36.

［5］黄争艳，杨建国.我国城轨交通列车自控系统状况分析及展望［J］.电气化铁道，2003(1):40.

［6］北京全路通信信号研究设计院.长春市轻轨一期工程信号系统改造工程初步设计说明书［R］.北京，2009.

［7］北京全路通信信号研究设计院.FZL100型ATC系统介绍［R］.北京，2010.