张静 鲁涛 唐丽萍

摘 要：截至2017年底，国内城市地铁运营单位30余家，运营线路150条，运营里程近5000公里，运营线路基本上使用基于无线通信的列车自动控制系统，最小行车间隔可达2分钟。高密度行车间隔对设备可靠度提出了更高的要求，当信号系统停用或联锁设备发生故障时，通常为最大限度维持运营，列车定位、进路准备、闭塞办理、凭证交付、日志填写等流程过于繁琐且安全风险点较多，稍有不慎将造成严重事故。本文就信号系统故障情况下，便捷性行车监控冗余系统的功能作用进行介绍。

关键词：信号系统;电话闭塞;降级模式;冗余系统

1.成都地铁信号系统现状

成都地铁2010年9月27日首条线路开通，截至目前已陆续开通6条线，信号系统主要采用浙大网新、卡斯柯信号、北京交控信号系统，信号系统稳定性详情见下表：

当发生以上信号故障时，将造成进路无法触发、信号机无法开放、列车迫停区间、联锁区内运行列车位置无法监控等情况，直接导致运力及服务质量降低，对乘客出行甚至城市交通造成严重影响，降低服务可靠度，影响公司形象。

2.国内典型信号故障案例及影响

2011年9月27日上海地铁因施工造成信号故障，采用电话闭塞法组织行车造成列车追尾事故;2012年5月31日，西安地铁信号系统因电源运行不穩定，突发故障引起 ATS 短时失电，导致信号系统灰显，造成早高峰期间2号线列车最大晚点近40分钟，引起社会舆论;2012年12月9日，北京地铁13号线因信号故障，西二旗至上地站改为电话闭塞法行车，影响部分列车晚点，列车间隔加大。从以上案例可以看出，信号故障问题在各个城市地铁都有发生且影响程度各有不同。亟需一套基于自动站间闭塞原理的便捷性行车监控冗余系统，在主系统故障的情况倒切至备用系统，减少故障影响，以下就其原理、功能以及优缺点进行阐述。

3.行车监控冗余系统组成及功能

3.1系统组成

中央服务器设置在控制中心，设置值班主任工作站及行调工作站，提供全线列车位置监控、运行图铺画、联锁区列车数计算等功能，协调全线车站终端，应急指挥中心复式控制中心显示，具备只监不控功能。车站终端设置在线路各车站，提供本站及相邻车站、区间轨道线路占用显示、发车表示器状态监控、行车日志记录、设备状态故障报警等功能，车站终端将各站点信息发送到中央终端，中央服务终端对信息进行计算、整合，并下发到各车站终端，实现数据互通共享。

3.2闭塞方式

系统将线路划分为若干个闭塞分区，按照一站一区间方式划分闭塞分区，每个闭塞分区=前方区间+前方站线，单程闭塞分区数量=车站数-1。当前方区间及站线空闲时，发车表示显示允许信号，列车凭发车标示器显示的允许信号占用区间，占用闭塞分区后，发车表示器显示禁止信号。当列车出清占用闭塞分区后，该闭塞分区发车表示器由红灯恢复绿灯显示。

3.3功能模块介绍

行车监控冗余系统主要具备接发列车、列车定位、车次编辑、自动报点、参数计算等8个功能模块，根据岗位需求及职责不同，控制中心、车站功能分为两级设置，具体见下图：

1）接发列车模块

接发列车模块主要包括：发车进路准备卡控、信号表示器强开/关、轨道界面刷新等功能，发车进路准备卡控，当人员确认进路准备妥当后，可点击相应方向的发车进路妥当按钮，提供在降级模式下的行车凭证;发车表示器强开/关功能，可对表示器状态进行人工操作;轨道界面刷新，是当出现界面卡滞、延时或中央对列车车次进行更新后无法及时显示时，可采用该按钮进行刷新。

2）列车定位模块

列车定位模块，除包括全线列车准确定位显示外，还具备列车数量计算功能，用于计算联锁区内及外部区域列车数量之和是否与今日总上线数量之和一致，协助调度员进行辅助决策。

3）车次编辑模块

由于车号识别器只能对列车车体上的车体号进行识别，并在系统中生成在相应列车车体上，行调可在系统上将车体号手动编辑为车次号。

4）行车日志模块

通常在降级模式下，需采取人工报点及记点方式，行车日志模块具备将列车在本站出清、到达情况，通过光感探测仪进行识别，并传输到系统进行自动记录，同时将到达、出清时间自动报送至后、前方站。

5）运行图铺画功能

列车运行图根据列车在各站的到达、出清点自动生成，当日铺画实际运行图，铺画结束后自动转存为历史运行图，方便后期调取、查看。

6）参数计算模块

该模块主要提供故障情况辅助决策数据，包括计算故障区段内的行车间隔、运力、旅行速度等基础行车指标，结合故障区域、持续时间等因素。

7）录屏/回放模块

当两套信号系统出现灰显、宕机等均无法对列车位置进行监控的故障时，可通过实时回放功能，将画面定格在故障发生时刻，对灰显区域列车进行可视化定位，提高列车定位的准确性及效率，避免定位遗漏，造成列车追尾事故的发生。

8）故障报警模块

当系统出现故障时，比如某些车站级终端在运营期间与服务器断开连接，读写数据库错误等，将会弹出一个信息框，点击确认后报警信息确认框消失，在故障信息栏中显示详细的故障信息，同时提供历史及优先级故障信息查询功能。

4. 结论

便捷性行车监控冗余系统是一套基于自动站间闭塞原理的简易备用系统，主要在CBTC信号系统故障情况下使用，以减少主信号系统故障时对运营造成的影响，目前市面各信号系统稳定性存在一定差异，可能因系统升级、外部环境、施工破坏等因设备本身和外部因素降低设备的可靠性。若能在新线筹备期，要求供应商提供一套独立内外部设备的简易备用系统，类似北京地铁1号线信号系统改造工程实现主备倒切功能，在主系统故障时，备用系统投入使用，可一定程度上降低故障影响。本文只是在理论上对可行性进行了研究，国内暂无可借鉴地铁，因此在功能上还需进一步探索，例如光电传感定位过于单一，可结合多种定位技术，采用新技术提高其准确性及稳定性。

参考文献：

[1]市轨道交通运营企业运营数据报告

[2]城市轨道交通信号系统改造倒接方案设计[J].马永恒.微型机与应用.2015（19）

[3]网络闭塞法行车调度辅助系统[D]. 刘凤凤.华南理工大学 2013

[4]浅析光电传感器技术在地铁中的应用[J]. 谭文杰，崔日婷.科技风. 2012（11）