罗 蓉，武志刚

（北京城建设计发展集团股份有限公司，北京 100032）

1 概述

当前，非自动化车辆段信号系统仅配置计算机联锁系统，车辆段内试车线是配置完整独立的ATC信号设备，在设备组成和接口通信等方面与车辆段、正线完全物理隔离。车辆段设置调车进路将列车调入试车线，试车线与车辆段之间经过申请、允许和取消、确认等操作，完成试车线控制权交接。

而全自动运行线路的自动化车辆段配备与正线一致的信号系统，自动化车辆段即可视作一个联锁区集中站，试车线理论上可视作该联锁区下的非集中站，试车线与车辆段可归属同一系统控制（即车辆段信号系统），不再对试车线与车辆段物理隔离，可从软件层面增加隔离措施、工作站划分控制权限等手段实现业务功能，从而达到节省投资、降低维护成本、节约安装空间、减少施工量的目的。但试车线与车辆段信号系统合用是否可以满足传统试车线信号系统的全部功能及场景实现，目前鲜有文献论述，基于此，本文对自动化车辆段试车线与车辆段信号设备合用方案的适用范围及与传统试车线信号系统的差异进行分析。

2 设备合用方案

2.1 系统架构

试车线设备包含室内和室外两部分。试车线与车辆段室内设备合设，仅在车辆段控制中心（Depot Control Center，DCC）内设置1台试车线列车自动监控（Automatic Train Supervision，ATS）工作站。室内合用设备包括：联锁设备及维护设备、ATS分机、现地控制工作站设备、列车自动防护系统（Automatic Train Protection，ATP）/列车自动驾驶系统（Automatic Train Operation，ATO）计算机设备及维护设备、数据通信系统（Data Communication System，DCS）设备及网络管理设备、智能电源屏设备；室外设备包括：计轴、信标、信号机、人员防护开关（Staff Protection Key Switch，SPKS）、紧急停车按钮（虚拟）、站台门（虚拟）、清客按钮（虚拟）、关门按钮（虚拟）、开门按钮（虚拟）、射频拉远单元（Remote Radio Unit，RRU）及天线。

车辆段按照采集、驱动段内设备的方式，对试车线室外设备进行控制，并将其状态实时发送至车辆段区域控制器（Zone Control，ZC）等设备；试车线设置试车线ATS工作站，与车辆段ATS工作站划分不同控制权限和范围，其工作界面与控制权限对应，均连接至车辆段 ATS分机，与正线 ATC网连接，可以实现与车辆段各系统设备交互，完成试车、调试功能。系统架构如图1所示。

图1 试车线与车辆段信号系统合用系统架构示意Fig.1 Schematic diagram of integrated signal system of depot and test line

2.2 系统实现原理

2.2.1 联锁实现原理

硬件层面：试车线与车辆段共用一套联锁室内设备，为实现更好的隔离，试车线相关的采集和驱动板卡可采用独立板卡，并设置独立的试车线专用联锁机笼，可实现在驱采和分布总线层面，车辆段和试车线硬件完全独立。

软件层面：试车线在联锁内部逻辑层面被划分成两个独立的控制区域，区域1为车辆段管辖范围，完成车辆段联锁操作控制功能；区域2为试车线管辖范围，完成试车线联锁控制功能。车辆段与试车线要完成控制权的交接才能实现区域1和区域2的控制权转换。具体在轨旁设备的划分上，试车线上的计轴、列车信号机由区域2管辖，车辆段复示试车线计轴区段状态；试车线上的道岔、调车信号机、尽头式阻挡信号机归区域1管辖，试车线复示车辆段的道岔状态。

2.2.2 ATS实现原理

硬件层面：试车线和车辆段共用一套ATS分机，试车线ATS工作站和车辆段ATS工作站分设。

控制区域划分：试车线、车辆段管理区域在ATS软件内部可设置不同站号进行逻辑区分。

工作站界面划分：试车线ATS工作站仅显示试车线站场图，该站场图复示道岔状态，但不显示车辆段控制的调车信号机、尽头终端信号机元素；车辆段ATS工作站同时显示车辆段、试车线站场图，试车线区域内仅显示车辆段控制的道岔、调车信号机、终端信号机状态，并复示试车线上计轴区段的占用出清状态，不显示试车线区域内的列车信号机、站台相关元素。

故障隔离措施：根据不同的站号，试车线、车辆段轨旁设备产生的告警仅在各自ATS工作站上显示；对于在试车线上进行试车的车载报警，ATS可采用列车位置信息及关联的列车ID对报警进行屏蔽，使控制中心不会接收试车线车载报警。

2.2.3 MSS实现原理

对于列车在试车线屏蔽相关车载报警，可在维护监测的服务端上通过识别列车进入试车线的轨道及方向，判断出列车是否进入试车线，从而将处于试车线的车载报警进行屏蔽。

2.2.4 ATC实现原理

ZC涉及安全平台，软硬件均为一体化设计，对外接口也均为网络接口，整个车辆段和试车线被认为是同一控制区域，无法进行相关隔离。

2.2.5 无线接入实现原理

试车线不再单独设置室内外DCS设备，由车辆段DCS统一部署试车线轨旁RRU及天线设备，RRU与车辆段室内BBU连接，列车进入试车线时，通过试车线部署的RRU进行车-地通信。

2.2.6 计轴实现原理

一般计轴设备按区段模块化设计，各区段计轴电路独立工作，因此，试车线和车辆段计轴区段互不影响。只有车辆段与试车线分界计轴点故障时，才会导致试车线区段和车辆段边界的区段同时故障，但影响程度在可接受范围内。

2.2.7 工程设计

试车线纳入车辆段联锁和ZC控制范围，将试车线和车辆段均划为全自动区域。试车线与车辆段之间的道岔上设置专用列兼调信号机，以实现调车和试车进路显示。

3 方案分析

试车线用于线路信号系统、车辆各系统进行功能测试、设备调试、故障复现和维修确认等工作。可分为准备试车场景、开始试车场景、结束试车场景。

3.1 准备试车场景分析

试车线与车辆段所属同一管辖分区，为保证试车线和车辆段相关人员职责清晰，流程独立，试车线的控制权仍需要试车线和车辆段进行权限交接，按照双重控制设置。试车线人员根据调试内容，申请和控制试车。车辆段 DCC 负责段内运营控制和试车授权。

从软硬件的安全性、可用性和成熟度考虑，车辆段联锁和 ZC 设备同时设置两套应用软件和接口，各系统采集、驱动和处理都是兼顾车辆段和试车线的同一设备及软件逻辑，可保证联锁和 ZC 安全处理。同时实现试车线双重控制，且控制权明确，避免试车线在同一时间控制权限和范围重叠造成车辆段或试车线控制异常。

3.2 开始试车场景分析

信号系统试车：试车线获得车辆段下发的试车线控制权，开始试车，列车可以在试车线进行信号系统功能测试和调试。在任何时候，仅允许一辆列车在试车线上试验。试车线能够测试车载信号系统 ATP/ATO以及车载设备与车辆接口的功能，能对车载信号系统进行各种速度等级的列车自动休眠/唤醒、ATP 功能、全自动驾驶、ATO 自动驾驶、牵引和制动性能试验、站台自动发车、ATO 精确停车、模拟站间运行、自动折返（试车线两端都能自动折返）、车门及安全门的模拟控制、远程复位、车辆接口、车-地通信及驾驶模式间转换、联锁等功能的测试。

传统模式的试车线除具备正常功能验证外，同时具备对各子系统的故障模拟测试、故障复现实验、故障确认和软硬件升级验证等，均不会影响车辆段、正线的正常运营；但合用车辆段设备的试车线需要考虑测试的故障内容、测试故障影响范围，测试故障对车辆段日常运营的影响。测试受限功能主要包含以下内容。

1）无法单独实现信号系统室内设备故障复现和故障确认。

2）无法单独实现信号系统升/降级软硬件实验。因为试车线与车辆段为合用设备，软硬件测试可能会造成车辆段信号系统宕机，控制中心频繁报警，甚至直接影响车辆段旁的正线分区设备状态，从而导致全线中断，列车无法回库等问题。

3）试车线因各系统故障或安装等测试验证情况，造成采集和驱动逻辑、接口出现异常情况（如：采集与驱动反逻辑、丢失或异常接地）时，都有可能使车辆段的联锁、ZC 等设备判断异常，甚至设备宕机或烧坏，使整个车辆段中断运营，无法在短时间修复，保证继续运营。

4）系统改造时，试车线验证功能受限，新增接口、设备或系统没有单独确认符合上线条件的实验条件，新增内容无法完全保证满足车辆段和正线各设备要求或逻辑，线路对新增内容的核实有可能影响正线运营。

5）特殊的实验测试工作不能在合用车辆段设备的试车线上进行实验，包括系统替换、司机培训等。

所以合用车辆段的试车线调试为避免影响正线和车辆段运营，不能随时进行信号系统故障复现和软硬件升级验证功能，需要在调试时制定相应的应急计划、范围评估、运营合理计划等。各专业不能单独利用试车线进行软硬件正式升级前的验证和故障排查，需要各相关专业配合同意，以免干扰其他设备影响运营。

车辆试车：列车可以在试车线进行车辆专业的专项测试，能够测试车辆各系统与信号系统的联动功能。车辆在传统试车线进行自身系统调试时，可以无需信号系统配合，甚至信号系统设备可以直接断电，由车辆自身控制和防护试车调试。车辆通过合用车辆段信号设备的试车线进行试验时，需要信号系统支持和配合，试车线工作站必须为列车办理调试进路，或者设置封闭试车线范围，使列车在试车线内往复调试运行，否则可能造成异常故障，影响车辆段整套信号设备。

3.3 结束试车场景分析

在试车线工作站控制下，列车完成上述功能调试，停在试车线折出停车点。完成控制权交接，按照 DCC 折出回库进路，可以全自动折返回库，也可人工折返驾驶列车回库，从而完成试车线功能调试。而传统模式的试车线为非全自动区域，需要人工驾驶列车回库，回库过程中，逐步升级。

4 结束语

与车辆段合用设备的试车线相对于传统试车线，能够节省投资、降低维护成本，节约设备室安装空间，减少施工量，但是其对于各系统故障工况复现、排查、验证、演示和软硬件升降级替换测试有限制要求，甚至特殊升级、故障排查无法在试车线进行，会导致此类需求在全线及场段无测试验证，因此针对受限调试功能，需要充分评估对正线和车辆段影响范围和程度，制定对应的应急预案和防护措施，在各系统、各地点相关人员协同配合和同意情况下，才能进行相关功能调试。