王 輝 徐志華

（北京電鐵通信信號勘測設(shè)計院，北京 100036）

1 系統(tǒng)概述

重慶單軌3號線采用基于無線通信的列車控制系統(tǒng)（CBTC），CBTC系統(tǒng)的在線檢測是通過無線通信，實時地接收列車位置信息，從而掌握列車的在線位置。CBTC系統(tǒng)具有分別對應(yīng)不同系統(tǒng)控制級別的CBTC模式、后備模式等2種系統(tǒng)工作模式，可根據(jù)故障情況等手動選擇相應(yīng)的模式。此外，作為搭載了CBTC的列車運行模式，將提供正常情況下的常用模式及異常情況下的ATP切除模式。在常用運行模式內(nèi)又分為列車自動運行（ATO）模式、列車自動防護（ATP）模式、限制人工駕駛（SR）模式、調(diào)車模式等。根據(jù)列車運行位置(正線/車輛段等)以及故障發(fā)生等情況，自動或手動地切換至相宜的模式進行運行。

CBTC系統(tǒng)等級劃分如表1所示。

表1 CBTC系統(tǒng)等級劃分表

后備模式指當(dāng)CBTC系統(tǒng)無法使用的情況下所使用的控制模式。以運行于相應(yīng)線路的所有列車為對象，通過物體檢測方式進行列車檢測來實施信號控制。

后備系統(tǒng)實現(xiàn)CBTC故障時的后備模式控制。常用系統(tǒng)與后備系統(tǒng)是完全獨立的2個系統(tǒng)，而且可快速切換到后備系統(tǒng)。

重慶市單軌交通3號線后備系統(tǒng)的列車檢測使用與CI相連的計軸，在閉塞分區(qū)的邊界設(shè)置計軸，以檢測列車位置，判斷列車的運行方向，將進入或出清閉塞分區(qū)的信息傳給聯(lián)鎖。

后備系統(tǒng)的列車檢測單位是進路起點和終點，在道岔區(qū)間以及站間等位置安裝列車檢測設(shè)備，實施固定閉塞控制。

2 系統(tǒng)運營控制模式

2.1 控制中心調(diào)度指揮模式

通常列車的運行處于控制中心自動監(jiān)控狀態(tài)。在正常情況下，調(diào)度員僅監(jiān)督列車及設(shè)備的運轉(zhuǎn)，當(dāng)列車的實際運行與計劃運行圖之間發(fā)生一定偏差時，可對偏差進行自動或人工調(diào)整?？刂浦行恼{(diào)度指揮模式分為自動監(jiān)控模式（ATS）和調(diào)度員人工調(diào)整模式。

2.1.1 自動監(jiān)控模式（ATS）

在ATS模式下，控制中心ATS子系統(tǒng)主要完成以下功能。

1）根據(jù)聯(lián)鎖表、計劃運行圖及列車位置自動生成進路控制命令，傳送到車站聯(lián)鎖設(shè)備，設(shè)置進路。

2）控制中心根據(jù)列車計劃運行圖自動生成列車車次號（服務(wù)號、目的地）；車組號、乘務(wù)組號由當(dāng)天控制中心發(fā)往車輛調(diào)度終端的時刻表經(jīng)車輛派班室“填空”確認后送回生成。

3）自動完成正線區(qū)段內(nèi)列車車次號的跟蹤。當(dāng)列車從車輛段出發(fā)占用轉(zhuǎn)換區(qū)段時登記進入系統(tǒng)并開始跟蹤，列車返回車輛段后結(jié)束，車次號隨列車的運行而移動。通過車地通信實時校核車次號。由于某種原因車次號丟失或與時刻表車次號沖突，系統(tǒng)自動報警，行車調(diào)度人員可通過行車調(diào)度工作站對列車車次號進行修改。

4）系統(tǒng)具有列車計劃與實際運行的比較功能和計算機輔助調(diào)度的功能，即在發(fā)生列車計劃與實際運行超過一定偏差時，ATS子系統(tǒng)自動調(diào)整；超過限定偏差，發(fā)出偏差報警，并自動給出調(diào)整方案，供調(diào)度員人工調(diào)整。

2.1.2 調(diào)度員人工調(diào)整模式

調(diào)度員可在控制中心人工發(fā)出有關(guān)命令，對全線的列車運行進行人工干預(yù)。

1）調(diào)度員人工調(diào)整列車運行

在ATP/ATO設(shè)備（包括地面及車載設(shè)備）及聯(lián)鎖設(shè)備無故障狀態(tài)下，列車的實際運行與實施的計劃運行圖之間發(fā)生偏差，控制中心行車調(diào)度員可以根據(jù)顯示屏以及行車調(diào)度工作站顯示的列車運行狀態(tài)，在行車調(diào)度工作站上（無線配合）對列車運行進行人工調(diào)整。調(diào)度員人工調(diào)整列車運行包括以下內(nèi)容。

①對有關(guān)列車實施“扣車/終止站?！被颉疤！?。

②對計劃運行圖進行在線修改，包括“時間平移”、 增加或取消列車、改變列車的始發(fā)點及始發(fā)時間、調(diào)整列車的出、入段時間等。

2）人工進路控制

行車調(diào)度人員根據(jù)需要，可在ATS子系統(tǒng)行車調(diào)度工作站對車站聯(lián)鎖設(shè)備發(fā)送進路控制命令，經(jīng)聯(lián)鎖設(shè)備校核后排列進路。此外，可由車站值班員申請，行車調(diào)度人員由控制中心ATS子系統(tǒng)人工發(fā)出“授權(quán)”命令，并經(jīng)車站值班員“確認”后，將聯(lián)鎖子系統(tǒng)改由車站一級控制。

3）自動或人工設(shè)定列車的車次號

在車輛段轉(zhuǎn)換區(qū)段、車站股道及折返線上，控制中心可自動生成列車車次號，行車調(diào)度人員也可通過行車調(diào)度工作站對該列車的車次號進行重新設(shè)定、修正和刪除。

2.2 車站控制模式

2.2.1 車站自動控制模式

在車站自動控制的模式下，ATS自動根據(jù)時刻表向聯(lián)鎖設(shè)備發(fā)送排列進路命令，或車站值班員對常用的進路設(shè)定為自動追蹤狀態(tài)，當(dāng)列車進入防護該進路的信號所定義的接近區(qū)段時，將會自動排出一條固定的列車進路。

2.2.2 車站人工控制模式

在車站控制模式條件下，車站值班員將可以直接控制車站聯(lián)鎖設(shè)備。

1）聯(lián)鎖設(shè)備的人工控制

車站值班員在車站的操作員工作站上，在本聯(lián)鎖區(qū)控制范圍內(nèi)排列進路，并可對聯(lián)鎖控制范圍內(nèi)的進路、道岔和軌道區(qū)段做特殊的設(shè)置或操縱。

2）緊急停車按鈕的操縱

每側(cè)站臺及IBP盤應(yīng)設(shè)有緊急停車按鈕，它是在車站股道上發(fā)生突發(fā)事件情況下，為保護乘客及設(shè)備的安全，使列車緊急停車的裝置。按壓緊急停車按鈕后，ATP將對預(yù)先定義的一定范圍內(nèi)進、出站列車實施緊急制動。在故障已排除，允許解除列車緊急制動時，車站值班員操作IBP盤上的緊急停車恢復(fù)按鈕，恢復(fù)列車正常通行。

3）對信號元素的封鎖及軌道區(qū)段臨時限速的設(shè)置

在車站操作員工作站上，可對道岔、軌道區(qū)段等信號控制元素實施封鎖，以阻止列車通過該元素。當(dāng)因線路維修保養(yǎng)或其他原因需要對某段線路實施臨時限速時，車站值班員可根據(jù)OCC行車調(diào)度員指令在操作員工作站上對要求的限速區(qū)域設(shè)置臨時限速區(qū)以確保行車安全。故障排除后，車站值班員可解除設(shè)置的限制速度，但此操作必須慎重并需得到OCC行車調(diào)度員的授權(quán)。

4）對扣車、跳停、提前發(fā)車等的設(shè)置。

3 降級運營模式

3.1 地面設(shè)備故障

1）地面設(shè)備(ATP邏輯部、SM、APM、AP)故障時，區(qū)間內(nèi)的列車由于通信中斷而緊急停車。

2）ATP邏輯部故障時，聯(lián)鎖邏輯部收不到ATP邏輯部信息，檢測到ATP邏輯部故障，這時，CI就根據(jù)計軸的列車檢測信息控制信號機。

3）駕駛員通過無線電話通知地面調(diào)度員，列車由于通信中斷而緊急停車。

4）將地面設(shè)備的故障范圍設(shè)定為防護區(qū)間，具體情況如下。

*邏輯部故障時，相鄰的正常邏輯部生成停車點在故障邏輯部的外方。

* SM、APM故障時，通過本邏輯部完成相應(yīng)范圍內(nèi)的防護。

* AP連續(xù)故障時，通過本邏輯部完成相應(yīng)范圍內(nèi)的防護。

5）地面調(diào)度員根據(jù)所設(shè)定的防護區(qū)間向駕駛員發(fā)出指示，將車載駕駛模式切換到SR模式，并告知可運行的區(qū)間（至故障范圍的終端）。

6）駕駛員收到地面調(diào)度員的指示后，駕駛列車在SR模式下在指定的區(qū)間內(nèi)根據(jù)信號機（聯(lián)鎖控制）運行。

7）通過故障區(qū)間后，車-地通信恢復(fù)正常，條件成立后自動地過渡到ATP模式。

故障得到修復(fù)后，調(diào)度員辦理相應(yīng)手續(xù)，從而相應(yīng)區(qū)段恢復(fù)正常CBTC模式。

8）在故障恢復(fù)正常前，ATS中心自動控制功能停止，進行車站或人工調(diào)度，如圖1所示。

9）防護區(qū)間隨列車移動而移動。

3.2 車載設(shè)備故障時

1）車載無線設(shè)備故障時，該列車與地面的通信中斷時。

2）駕駛員通過無線電話向地面調(diào)度員報告列車由于無線通信中斷而緊急停車。

3）ATP將列車前后必要的范圍設(shè)定為防護區(qū)間。

4）地面調(diào)度員根據(jù)所設(shè)定的防護區(qū)間，向駕駛員指示將車載駕駛模式切換到SR模式，并通知司機在前方看信號機行車。

5）駕駛員收到地面調(diào)度員的命令后，轉(zhuǎn)換到SR模式后運行，或根據(jù)需要可在相應(yīng)信號機處開始按照站間閉塞行車，如圖2所示。

6）故障車從正線退出后，駕駛員報告給地面調(diào)度員。

7）防護區(qū)間的解除是經(jīng)人工確認后解除。地面調(diào)度員確認故障車從正線退出后，解除防護區(qū)間。故障車所在的防護區(qū)間按照大區(qū)間設(shè)置考慮，隨著故障車的移動，防護區(qū)間不斷向前推進，直到車輛段、車站、折返線為止，如圖3所示。

3.3 故障車的救援

1）正線上出現(xiàn)了無法繼續(xù)運行的列車。

2）駕駛員通過無線電話，向地面調(diào)度員報告列車故障。

3）ATP將列車前后必要的范圍設(shè)定為防護區(qū)間。

4）地面調(diào)度員設(shè)定防護區(qū)間后，發(fā)出救援列車的請求。

5）救援列車在CBTC防護下行至防護區(qū)間邊緣外暫時停車，然后向地面調(diào)度員報告。

6）地面調(diào)度員將防護區(qū)間的范圍延長到救援列車所在的在線位置。

7）地面調(diào)度員延長防護區(qū)間后，向救援列車的駕駛員發(fā)出轉(zhuǎn)換到SR模式的指示。

8）救援列車的駕駛員根據(jù)地面調(diào)度員發(fā)來的指示，將車載駕駛模式切換到SR模式，然后與故障車連掛，將故障車拖到正線以外，此過程均以SR運行。

9）故障車退出正線后，救援列車的駕駛員向地面調(diào)度員報告情況。

10）地面調(diào)度員確認故障車退出正線，解除防護區(qū)間。

3.4 CBTC與后備模式切換

夜間運營列車停運后，CBTC與后備模式進行切換，夜間作業(yè)工程車在后備模式下采用非限制人工駕駛模式運行，該模式為ATP切除狀態(tài)，列車運行無超速防護功能，列車的運行安全由司機負責(zé)。

4 結(jié)束語

通過對重慶單軌3號線信號系統(tǒng)運營模式的介紹，可以了解重慶單軌3號線信號系統(tǒng)的相關(guān)功能，尤其是信號系統(tǒng)應(yīng)對各種故障情況的靈活性、高效性，在以后類似的應(yīng)用領(lǐng)域有很好的借鑒作用。

[1]北京電鐵通信信號設(shè)計院．重慶市軌道交通三號線南延伸段初步設(shè)計說明文件[S]．

[2]中鐵電氣化局集團有限公司，株式會社日立制作所，中信國際合作公司等．重慶市軌道交通三號線一期工程信號系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)規(guī)格書[S]．

[3]傅世善．閉塞與列控概論第十講移動閉塞概述[J]．鐵路通信信號工程技術(shù)，2006，3（4）：61-63．