地铁联络线的信号系统接口设计方案探讨

2019-09-26李焕利

商品与质量 2019年22期

李焕利

中铁九局集团电务工程有限公司辽宁沈阳 110001

列车存在送大修厂、跨线调车作业、新车运输等跨线运行作业需要，因此地铁线路间就需要在本线和其他线路之间设置联络线。联络线上两线分界信号机设置方式一般分以下两种情况：实体信号机；虚拟信号机。联络线分界处应优先设置实体信号机，不具备设置实体信号机的情况（限界限制），可设置虚拟信号机。在信号系统设计过程中，我们对于不同线路之间的设置方式，分析其接口设计原则、以及不同的接口传递信息，以确保地铁线路间转线作业安全可靠。

1 工程概况

结合某市地铁1号线与6号线联络线的特点，对联络线的设计方案进行探讨。某市地铁1号线与6号线之间的进行转线作业时，列车的驾驶模式采用人工驾驶模式（RM）或非限制人工驾驶模式（NRM），同时司机按照接发车进路始端信号机的显示行车，信号机的显示须遵守联络线接口设计的联锁关系。

传统的设计方案。在传统的设计方案中，1号线与6号线的分界点为联络线中间位置，1号线与6号线的终端计轴交叉布置，保证联络线上的轨道区段无盲区；信号机为并置设计。图1中接口处的信号设备轨道区段L1DG，信号机XL1以及道岔W1属于1号线联锁控制范围；轨道区段L6DG，信号机XL6以及道岔W2属于6号线联锁控制的范围。此方案在目前国内大部分地铁项目得到了应用[1]。

图1 传统接口信号设备设计

该方案已经在全国大部分地铁线路上得到了应用，安全性得到可靠验证。但在具体施工过程中还存在不足，由于L1DG（L6DG）是有三个计轴点组成的计轴区段，不管道岔W1（W2）处在定位还是反位，只要L1DG（L6DG）有车占用，就会将L1DG（L6DG）GJ落下状态传递给6号线（1号线），此时会对运营造成以下问题，以1号线为例：当1号线的轨道区段L1DG故障时，1号线会将轨道区段L1DG设置为ARB，此时不会影响1号线CBTC列车的正常运行，但是当6号线正常运营的列车运行到L6DG处时，1号线收到L6DGGJ落下的状态，将L6DG设置为非CTC占用，根据CBTC信号系统故障导向安全原则，当L1DGARB时，相邻的轨道L6DG为非CBTC占用时，L1DG也会被置为非CBTC占用的状态，此时将会影响1号线CBTC列车的正常运营，导致故障扩大化。

2 地铁联络线的信号系统接口设计方案

2.1 设置实体信号机分隔的站联

（1）转线进路的办理。当一列车因作业需要准备从6号线进入1号线时，在1号线操作人员办理完成接车进路，锁闭道岔W0801并且开放X0803接车信号后，6号线操作人员才能办理6号线向1号线的发车进路和开放信号机。反之亦然。

（2）转线进路的解锁当接车和发车进路都锁闭后，1号线的接车进路不可随意解锁，必须确保6号线的发车进路先行解锁，1号线的接车进路才能随之解锁，反之亦然。正常情况下，接车和发车进路跟随列车经过顺序解锁。当接近区段没有被列车占用时，此时取消发车进路，可立即解锁。当接近区段被列车占用时，此时取消发车进路，需进行延时才能解锁[2]。

2.2 设置虚拟信号机分隔的站联

（1）转线进路的办理．未有列车转线作业需求时，双方禁止办理经道岔反位的进路，并且需要把联络线道岔单锁在定位。当1号线向6号线办理转线作业时。6号线操作人员办理接车进路，接车进路锁闭后，6号线人机界面上的虚拟信号机X6803显示黄灯，6号线联锁向1号线联锁输出同意转线信息。1号线操作人员在收到6号线同意接车信息后，才能办理至联络线的发车进路。反之亦然。如果发车方判断接车方的同意转线信息丢失，则立即关闭发车信号。当需要单操W0604道岔至反位时，1号线必须得到6号线值班员同意并办理接车进路后，方可单操（含办理进路）道岔至反位。当道岔在解锁状态时，如需操作道岔至定位位置时，此时不需经对方同意。当双方在各自的正线上进行经由道岔定位的作业时，应不间断检查对方道岔在定位。

（2）转线进路的解锁。转线进路的解锁方式与设置实体信号机的情况一样。待发车进路先解锁后，随即可以取消解锁接车进路。进路解锁后，双方监控范围内的道岔由各自操作人员分别人工操控道岔至定位位置。

2.3 取消非集中站信号设备房

根据对既有地铁信号系统设备调查，在非集中站设备房设立的设备有电源设备、分线柜等，设备较少，设备房有很大的闲置。电源设备的作用是为光电转换器、ATS工作站、列车发车指示器和其他非安全设备提供稳定的不间断电源，对设备的利用率不高；分线柜的作用是为光电转换器提供安装位置和为非集中站的屏蔽门、紧急停车按钮、列车发车指示器等设备进行分、配线，柜内需要配置的配线端子很少，对分线柜的利用率极低，存在着极大的浪费。取消非集中站设备房后，根据设备需求可以与通信专业协议所需电源需求；光电转化器可以整合在IBP盘柜下方；同时在IBP盘增加配线端子可以满足站台设备的分、配线。

2.4 屏蔽门系统和地铁信号系统接口设计

地铁运行信号系统与屏蔽门构成方面，一般而言，尤其是程序与运行细节方面，有很大的抽象性，一旦出现问题，乃至是简单的维修方面，都有着很大的难度以及很高的门槛，我们只是通过文字表述很难清楚阐述，故而解决方式并不在此处，而是需要彻底化的舍弃此种方式，运用智能化的技术全盘处理。

屏蔽门以及信号系统的应用，目的是为了服务乘客，提高效率降低人力成本的，但是完成以上方面，需要遵守一个共同的前提，即是安全，这就是屏蔽门以及信号系统的本质要求。首先应该是对于屏蔽门的要求，在地铁车辆还未进入站台之时，屏蔽门需要处于关闭状态，当地铁列车进入站台的时候，屏蔽门依然要处于关闭的状态。同理，当地铁列车进入站台之后，确保地铁列车平稳停下之后，列车的屏蔽门也需要保持站台乘客的安全之后，方可进行开门处理，而开门直到乘客全部进入车厢，或者是并无乘客站在车门口处，方可进行车厢门关闭。在这个过程中，列车门的关闭主要依靠感应器的感应，在许多大城市（一线城市居多）的早晚高峰期，乘客人员极为多，因此只有将乘客安全确保无误之后，方可进行关闭地铁列车的车门[3]。列车的车厢门开关控制必须要和屏蔽门进程相结合，这便是信号系统在其中相协调作用，只有在屏蔽门打开之后，地铁列车的车厢门方可以打开，若是地铁列车的车厢门关闭之后，屏蔽门在信号系统接受的指令，必然是关闭屏蔽门的信号。所以在这方面来看，列车的车厢门与地铁站台的屏蔽门，在开关之时应该是处于同步进行的（只能说是相对同步），而列车在后期的开动，务必需要确保屏蔽门处于关闭状态之后，命令指令信号方可传达至即将开动的地铁列车，允许列车可以开行。

2.5 多通道信号检测系统在地铁列车上的应用

节点电路在列车运营过程中用于车辆命令的传输及反馈，其性能的好坏直接影响地铁运行的稳定性。为了提高地铁的运营质量，对地铁车辆节点电路进行监测是必不可少的环节。在对地铁检修维护过程中，传统上仅是对节点电路连接线缆紧固性、外观等情况进行检查，且节点电路根据不同的用途，采用压接工艺及端子也有所不同，车辆在抖动状态下连接可靠性不能持续跟踪判定。列车运行中，若出现节点信号丢失的偶发故障，会对列车运行可靠性带来很大的影响。对于不同节点电路的性能检测和数据记录，目前并没有任何的检修手段。地铁列车上所运用的节点电路会因为所处的位置不同而存在连接差异，给地铁运营造成一定的安全隐患，所以，设计一个能够实时跟踪检测不同状态下的节点电路信号监测系统是十分必要的。

该系统采用多通道检测记录，可以作为装车在线监测设备，实时分析节点电路数据状态以及设定的报警参数等，并通过RS485总线传输给各个主控单元，在SD卡记录各个通道的数据值。再由RS485总线传输各通道数据值到主机主控ARM电路，在彩色触摸显示屏上进行呈现各个通道数值曲线图以及报警状态值。将记录有通道数据的SD卡取出，可以通过PC端自主开发的解析软件进行离线数据分析，选择时间段加载对应的数据，呈现出整体的数据曲线图，也可进行单点位选择呈现某时刻的曲线状态。