嚴(yán)建鵬

CBTC系統(tǒng)正線(xiàn)信號(hào)機(jī)顯示方案及邏輯實(shí)現(xiàn)分析

嚴(yán)建鵬

對(duì)城市軌道交通正線(xiàn)信號(hào)機(jī)不同顯示方案進(jìn)行分析，重點(diǎn)闡述每一種顯示方案對(duì)“CBTC列車(chē)”和“非CBTC列車(chē)”的邏輯處理過(guò)程。同時(shí)，比較各方案存在的優(yōu)勢(shì)、缺點(diǎn)以及對(duì)信號(hào)系統(tǒng)安全性和可用性的影響，以期為實(shí)際工程的設(shè)計(jì)和CBTC系統(tǒng)的進(jìn)一步完善提供有價(jià)值的參照。

城市軌道交通；信號(hào)機(jī)；顯示方案；CBTC系統(tǒng)；控制邏輯

1 CBTC系統(tǒng)控制方式簡(jiǎn)介

采用基于通信的列車(chē)控制（CBTC）系統(tǒng)是城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)提高運(yùn)營(yíng)效率、實(shí)現(xiàn)移動(dòng)閉塞的首選方案。CBTC系統(tǒng)一般將連續(xù)式列車(chē)控制模式（CBTC模式）作為常用的運(yùn)營(yíng)控制模式，將點(diǎn)式ATP（列車(chē)自動(dòng)防護(hù)）模式作為CBTC失效時(shí)的后備降級(jí)控制模式，并根據(jù)列車(chē)車(chē)載控制器（VOBC）是否與軌旁區(qū)域控制器（ZC）建立通信，將列車(chē)區(qū)分為“CBTC車(chē)”和“非CBTC車(chē)”。由ZC根據(jù)每列車(chē)VOBC發(fā)來(lái)的列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)是“CBTC車(chē)”還是“非CBTC車(chē)”信息，向計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（CBI）提供邏輯條件，由CBI實(shí)際控制軌旁信號(hào)機(jī)的顯示。點(diǎn)式ATP模式下，1條進(jìn)路中只允許1列列車(chē)運(yùn)行，列車(chē)追蹤間隔通過(guò)軌旁信號(hào)機(jī)的顯示來(lái)控制。列車(chē)追蹤間隔相對(duì)較大，線(xiàn)路行車(chē)密度較低，地面只能通過(guò)點(diǎn)式應(yīng)答器、軌道感應(yīng)環(huán)線(xiàn)等設(shè)備向車(chē)載設(shè)備提供有限的信息。而CBTC模式下，1條進(jìn)路中可以允許多列列車(chē)追蹤運(yùn)行，由ZC為每列追蹤列車(chē)實(shí)時(shí)計(jì)算移動(dòng)授權(quán)，車(chē)載VOBC根據(jù)移動(dòng)授權(quán)信息計(jì)算ATP速度防護(hù)曲線(xiàn)，以此來(lái)控制相鄰兩列列車(chē)的追蹤間隔，保證行車(chē)安全。列車(chē)運(yùn)行不再依靠軌旁信號(hào)機(jī)的顯示來(lái)控制，而是以車(chē)載VOBC收到的移動(dòng)授權(quán)作為行車(chē)憑證。CBTC模式下，列車(chē)追蹤間隔更小，能夠滿(mǎn)足較高的線(xiàn)路行車(chē)密度，通過(guò)車(chē)-地雙向、大容量的通信，地面能夠獲取更準(zhǔn)確的列車(chē)數(shù)據(jù)。ZC計(jì)算移動(dòng)授權(quán)時(shí)，不需檢查進(jìn)路中的軌道區(qū)段是否空閑，而是將關(guān)注點(diǎn)放在列車(chē)運(yùn)行前方障礙物的判定上，根據(jù)障礙物位置計(jì)算移動(dòng)授權(quán)的終點(diǎn)。因此，CBTC系統(tǒng)中，軌旁信號(hào)機(jī)的顯示方案，要同時(shí)滿(mǎn)足點(diǎn)式ATP和CBTC兩種不同控制模式下的需求。此外，在信號(hào)設(shè)備發(fā)生故障不能正常點(diǎn)亮允許燈光時(shí)，為保證運(yùn)營(yíng)效率，軌旁信號(hào)機(jī)還需要能夠開(kāi)放引導(dǎo)信號(hào)。

本文將在文獻(xiàn)[1～7]的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析各種顯示方案具體的邏輯設(shè)計(jì)過(guò)程，以及每種方案對(duì)CBTC系統(tǒng)安全性和可用性產(chǎn)生的影響。

2 城市軌道交通信號(hào)顯示意義

2.1 正線(xiàn)信號(hào)機(jī)顯示意義

正線(xiàn)信號(hào)機(jī)一般采用黃（或月白）、綠、紅三燈四顯示，或黃、綠、紅、藍(lán)四燈五顯示信號(hào)機(jī)構(gòu)。信號(hào)顯示意義如下。

綠燈：表示進(jìn)路中所有道岔都開(kāi)通直股，準(zhǔn)許列車(chē)按規(guī)定速度越過(guò)該信號(hào)機(jī)。

黃燈（或月白燈）：表示進(jìn)路中至少有1組道岔開(kāi)通彎股，準(zhǔn)許列車(chē)按規(guī)定的限制速度越過(guò)該信號(hào)機(jī)。除上海地鐵規(guī)定正線(xiàn)出站和防護(hù)信號(hào)機(jī)采用月白燈，其他城市地鐵線(xiàn)路多使用黃燈。

紅燈：表示禁止列車(chē)越過(guò)該信號(hào)機(jī)。

紅黃燈（或紅白燈）：為引導(dǎo)信號(hào)，表示準(zhǔn)許列車(chē)以不超過(guò)25 km/h的速度越過(guò)該信號(hào)機(jī)，并隨時(shí)準(zhǔn)備停車(chē)，上海地鐵限速為20 km/h。限制速度主要根據(jù)道岔側(cè)向通過(guò)速度以及運(yùn)營(yíng)需要確定。

藍(lán)燈：表示系統(tǒng)當(dāng)前為CBTC控制模式。該燈位的設(shè)計(jì)用于區(qū)分系統(tǒng)處于CBTC模式還是處于降級(jí)模式。

2.2 進(jìn)出段信號(hào)機(jī)顯示意義

正線(xiàn)與車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)交界處的進(jìn)出段信號(hào)機(jī)，一般采用黃、綠、紅三燈位信號(hào)機(jī)，其中綠燈封閉或空燈位處理，只顯示紅燈或黃燈2種信號(hào)。其顯示意義如下。

黃燈：準(zhǔn)許列車(chē)按規(guī)定的限制速度越過(guò)該信號(hào)機(jī)。

紅燈：表示禁止列車(chē)越過(guò)該信號(hào)機(jī)。

有的進(jìn)出段信號(hào)機(jī)采用黃、綠、紅、黃、白高柱五燈位信號(hào)機(jī)，其中綠燈封閉或空燈位處理，多了紅白燈和雙黃燈2種顯示。例如昆明地鐵1號(hào)線(xiàn)就采用這種方式。其信號(hào)顯示意義如下。

1個(gè)黃燈：表示信號(hào)機(jī)所防護(hù)的進(jìn)路中，所有道岔都開(kāi)通直股，準(zhǔn)許列車(chē)按規(guī)定的限制速度越過(guò)該信號(hào)機(jī)。

2個(gè)黃燈：表示信號(hào)機(jī)所防護(hù)的進(jìn)路中，至少有1組道岔開(kāi)通彎股，準(zhǔn)許列車(chē)按規(guī)定的限制速度越過(guò)該信號(hào)機(jī)。

紅燈：表示禁止列車(chē)越過(guò)該信號(hào)機(jī)。

紅白燈：引導(dǎo)信號(hào)，準(zhǔn)許列車(chē)以不超過(guò)25 km/h的速度越過(guò)該信號(hào)機(jī)，并隨時(shí)準(zhǔn)備停車(chē)。

2.3 車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)顯示意義

車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)都采用藍(lán)、白矮柱兩燈位信號(hào)機(jī)，其顯示意義如下。

藍(lán)燈：禁止列車(chē)越過(guò)該信號(hào)機(jī)進(jìn)行調(diào)車(chē)作業(yè)。

白燈：準(zhǔn)許列車(chē)按照規(guī)定的限制速度越過(guò)該信號(hào)機(jī)進(jìn)行調(diào)車(chē)作業(yè)。

正線(xiàn)、車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)所有盡頭線(xiàn)阻攔信號(hào)機(jī)都采用單燈位紅燈信號(hào)機(jī)，且永遠(yuǎn)點(diǎn)亮紅燈。

3 CBTC系統(tǒng)正線(xiàn)信號(hào)機(jī)顯示方案

3.1 信號(hào)機(jī)亮燈方案

3.1.1 采用黃、綠、紅三燈位時(shí)亮燈方案

采用該方案時(shí)，無(wú)論系統(tǒng)處于CBTC控制模式還是處于降級(jí)控制模式，軌旁信號(hào)機(jī)統(tǒng)一都按照綠、黃、紅、紅黃4種方式顯示，信號(hào)機(jī)常態(tài)點(diǎn)亮紅燈。如果線(xiàn)路上沒(méi)有列車(chē)且列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）沒(méi)有下發(fā)排路命令，則正線(xiàn)信號(hào)機(jī)全部點(diǎn)亮紅燈。當(dāng)線(xiàn)路上有列車(chē)運(yùn)行時(shí)，ZC會(huì)將車(chē)載VOBC發(fā)來(lái)的列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)是“CBTC車(chē)”還是“非CBTC車(chē)”信息送給CBI，CBI通過(guò)邏輯運(yùn)算，控制軌旁信號(hào)機(jī)點(diǎn)亮相應(yīng)的燈光。如果ZC與車(chē)載VOBC沒(méi)有建立通信，CBI排列進(jìn)路時(shí)，沒(méi)收到ZC列車(chē)狀態(tài)信息，則按“非CBTC車(chē)”處理。而對(duì)于“CBTC車(chē)”和“非CBTC車(chē)”，CBI會(huì)采取不同的邏輯處理方式。信號(hào)系統(tǒng)處于點(diǎn)式ATP控制模式時(shí)，在點(diǎn)亮綠燈或黃燈時(shí)，必須先檢查信號(hào)機(jī)點(diǎn)亮紅燈。而信號(hào)系統(tǒng)處于CBTC控制模式時(shí)，點(diǎn)亮綠燈或黃燈之前，則不需要檢查信號(hào)機(jī)點(diǎn)亮紅燈。

如果信號(hào)機(jī)前方是“非CBTC車(chē)”，則CBI需要檢查進(jìn)路中所有軌道區(qū)段都空閑且鎖閉方向正確、道岔位置正確、站臺(tái)屏蔽門(mén)及相關(guān)按鈕狀態(tài)正常、當(dāng)前紅燈點(diǎn)亮且燈絲完好等聯(lián)鎖條件滿(mǎn)足后，才能夠點(diǎn)亮允許信號(hào)。如果允許信號(hào)燈絲斷絲，則改點(diǎn)紅燈。如果紅燈斷絲，則信號(hào)機(jī)滅燈，此時(shí)司機(jī)視滅燈為禁止信號(hào)。

如果信號(hào)機(jī)前方是“CBTC車(chē)”，則CBI不再檢查進(jìn)路中軌道區(qū)段是否空閑，只需要檢查進(jìn)路內(nèi)各軌道區(qū)段鎖閉方向正確、道岔位置正確、站臺(tái)屏蔽門(mén)及相關(guān)按鈕狀態(tài)、當(dāng)前紅燈點(diǎn)亮等聯(lián)鎖條件滿(mǎn)足后，就能夠點(diǎn)亮允許信號(hào)。允許信號(hào)的開(kāi)放不再檢查紅燈燈絲是否完好。如果允許信號(hào)燈絲斷絲，則信號(hào)機(jī)滅燈，司機(jī)可憑車(chē)載信號(hào)正常通過(guò)信號(hào)機(jī)。CBI只將斷絲狀態(tài)送給ATS，在人機(jī)界面給出斷絲報(bào)警，不影響正常運(yùn)營(yíng)。但如果信號(hào)機(jī)為紅燈，則ZC必須以紅燈信號(hào)機(jī)作為授權(quán)終點(diǎn)。同樣，如果紅燈燈絲斷絲，無(wú)論斷絲前紅燈是否點(diǎn)亮，ZC都必須以該斷絲信號(hào)機(jī)為授權(quán)終點(diǎn)，同時(shí)給出斷絲報(bào)警。

3.1.2 采用黃、綠、紅、藍(lán)（或M紅燈）四燈位時(shí)亮燈方案

采用該方案時(shí)，軌旁信號(hào)機(jī)按照綠、黃、紅、藍(lán)（或M紅燈）、紅黃5種方式顯示，信號(hào)機(jī)常態(tài)點(diǎn)亮紅燈。藍(lán)燈（或M紅燈）點(diǎn)亮表示信號(hào)系統(tǒng)處于CBTC模式，藍(lán)燈熄滅則表示信號(hào)系統(tǒng)處于點(diǎn)式ATP模式?！癈BTC車(chē)”可越過(guò)藍(lán)燈按車(chē)載信號(hào)繼續(xù)前行，而“非CBTC車(chē)”遇到藍(lán)燈則在信號(hào)機(jī)前停車(chē)。當(dāng)CBTC控制模式下，如果藍(lán)燈因故未能點(diǎn)亮，則信號(hào)機(jī)為滅燈狀態(tài)，此時(shí)“CBTC車(chē)”可按車(chē)載信號(hào)越過(guò)滅燈信號(hào)機(jī)繼續(xù)前行，而“非CBTC車(chē)”則在滅燈信號(hào)機(jī)前停車(chē)。CBI在點(diǎn)亮藍(lán)燈的條件中，不檢查進(jìn)路中軌道區(qū)段是否空閑以及紅燈燈絲是否完好。

該方案中，綠、黃、紅燈的點(diǎn)亮由基本聯(lián)鎖條件來(lái)控制的，而藍(lán)燈（或M紅燈）是否點(diǎn)亮，則是由當(dāng)前系統(tǒng)使用的控制模式來(lái)決定的。該方案還存在一個(gè)缺陷，就是如果系統(tǒng)由點(diǎn)式ATP升級(jí)為CBTC模式時(shí)，藍(lán)燈因故未能夠點(diǎn)亮，而此時(shí)恰好有“非CBTC車(chē)”接近信號(hào)機(jī)，那么“非CBTC車(chē)”可能只有在比較靠近信號(hào)機(jī)時(shí)，才能夠識(shí)別出信號(hào)機(jī)的滅燈狀態(tài)。如果此“非CBTC車(chē)”運(yùn)行速度較高，則有可能發(fā)生冒進(jìn)信號(hào)的事故，使系統(tǒng)的安全性降低。為防止這類(lèi)危險(xiǎn)的發(fā)生，需要CBI在點(diǎn)亮藍(lán)燈時(shí)檢查信號(hào)機(jī)紅燈燈絲完好，如果藍(lán)燈因故不能點(diǎn)亮，則使信號(hào)機(jī)自動(dòng)改點(diǎn)紅燈。

此外，正線(xiàn)信號(hào)機(jī)增加藍(lán)燈后，正線(xiàn)信號(hào)機(jī)藍(lán)燈顯示意義與車(chē)輛段調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)藍(lán)燈顯示意義不一致，容易產(chǎn)生混淆。目前國(guó)內(nèi)只有杭州地鐵1號(hào)線(xiàn)、大連地鐵1、2號(hào)線(xiàn)等為數(shù)不多的線(xiàn)路采用增加藍(lán)燈的方式。

3.1.3 方案對(duì)比

上述2種亮燈方案，CBTC控制模式下，都能夠持續(xù)檢查燈絲狀態(tài)，并在允許燈光因故熄滅時(shí)自動(dòng)點(diǎn)亮紅燈，實(shí)現(xiàn)故障導(dǎo)向安全?！癈BTC車(chē)”以車(chē)載信號(hào)為主體，軌旁信號(hào)機(jī)顯示正常時(shí)可忽略。如果司機(jī)發(fā)現(xiàn)車(chē)載信號(hào)與軌旁信號(hào)顯示不一致時(shí)，有可能采取不必要的制動(dòng)措施而影響運(yùn)營(yíng)效率，使系統(tǒng)可用性降低。軌旁信號(hào)機(jī)的顯示反而會(huì)對(duì)列車(chē)運(yùn)行造成干擾，增加司機(jī)勞動(dòng)強(qiáng)度和心理壓力。鑒于此，近年來(lái)新開(kāi)通的CBTC系統(tǒng)更趨向于選用軌旁信號(hào)機(jī)滅燈的方式。

3.2 信號(hào)機(jī)滅燈方案

該方案一般在正線(xiàn)采用黃、綠、紅三燈四顯示LED信號(hào)機(jī)的CBTC系統(tǒng)中使用。當(dāng)系統(tǒng)處于CBTC控制模式下時(shí)，軌旁信號(hào)機(jī)滅燈，列車(chē)以車(chē)載VOBC接收到的ZC移動(dòng)授權(quán)為行車(chē)憑證，在ATP速度曲線(xiàn)的監(jiān)控下運(yùn)行。而系統(tǒng)處于點(diǎn)式ATP控制模式下時(shí)，軌旁信號(hào)機(jī)點(diǎn)亮相應(yīng)的燈光。根據(jù)滅燈時(shí)機(jī)的不同，可以將CBTC模式下信號(hào)機(jī)滅燈的具體實(shí)施方案分為3種。

3.2.1 常態(tài)滅燈方案

采用常態(tài)滅燈方案的CBTC系統(tǒng)正常運(yùn)營(yíng)時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)處于CBTC控制模式下，除進(jìn)出入段、聯(lián)絡(luò)線(xiàn)、盡頭線(xiàn)信號(hào)機(jī)常態(tài)亮紅燈外，其余正線(xiàn)軌旁信號(hào)機(jī)常態(tài)全部滅燈，所有“CBTC車(chē)”都以車(chē)載信號(hào)為行車(chē)憑證，而“非CBTC車(chē)”視滅燈為禁止信號(hào)，仍依靠地面信號(hào)機(jī)的顯示行車(chē)。

該方案中，ZC會(huì)根據(jù)車(chē)載VOBC發(fā)來(lái)的列車(chē)狀態(tài)和位置信息以及CBI發(fā)來(lái)的軌道區(qū)段占用狀態(tài)，判斷是否需要給CBI滅燈控制信號(hào)。如果是“CBTC車(chē)”，則ZC持續(xù)向CBI發(fā)送滅燈指令，列車(chē)憑車(chē)載信號(hào)行車(chē)。如果是“非CBTC車(chē)”，則ZC判斷該“非CBTC車(chē)”進(jìn)入信號(hào)機(jī)前方接近區(qū)域后，停止向CBI發(fā)送滅燈指令，CBI根據(jù)進(jìn)路空閑等聯(lián)鎖條件控制信號(hào)機(jī)點(diǎn)亮相應(yīng)的燈光，該“非CBTC車(chē)”按軌旁信號(hào)機(jī)顯示行車(chē)。如果在信號(hào)機(jī)點(diǎn)亮后，該“非CBTC車(chē)”又升級(jí)成了“CBTC車(chē)”，則ZC重新向CBI發(fā)送滅燈指令，CBI收到滅燈指令后，控制軌旁信號(hào)機(jī)滅燈，列車(chē)憑車(chē)載信號(hào)行車(chē)。

從該方案的執(zhí)行過(guò)程中，可以看出信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈還是滅燈是由ZC根據(jù)列車(chē)狀態(tài)是“CBTC車(chē)”還是“非CBTC車(chē)”來(lái)控制的。而列車(chē)降級(jí)后，前方信號(hào)機(jī)的點(diǎn)燈時(shí)機(jī)則由列車(chē)是否進(jìn)入信號(hào)機(jī)接近區(qū)域來(lái)控制。

該方案的優(yōu)點(diǎn)是CBTC下地面信號(hào)機(jī)以滅燈形式，不會(huì)對(duì)司機(jī)的正常駕駛產(chǎn)生干擾，同時(shí)又符合地鐵綠色節(jié)能的設(shè)計(jì)宗旨。因此，不僅國(guó)內(nèi)開(kāi)通的多條地鐵線(xiàn)都采用了這一方案，而且我國(guó)高鐵CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)也明確規(guī)定采用地面信號(hào)機(jī)滅燈模式。

該方案最大的缺陷在于CBTC模式下無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)機(jī)燈絲狀態(tài)的持續(xù)檢查，“非CBTC車(chē)”接近時(shí)信號(hào)機(jī)可能因故無(wú)法點(diǎn)亮。如果信號(hào)機(jī)滅燈后，發(fā)生燈絲斷絲，CBI無(wú)法檢測(cè)到斷絲狀態(tài)。這種情況下，如果列車(chē)降級(jí)為“非CBTC車(chē)”需要軌旁信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈，但軌旁信號(hào)機(jī)因燈絲斷絲點(diǎn)不亮，最終列車(chē)只能在滅燈信號(hào)機(jī)前停車(chē)待命。此時(shí)，信號(hào)機(jī)無(wú)法給列車(chē)提供行車(chē)憑證，只能依靠調(diào)度員直接授權(quán)給司機(jī)，列車(chē)才能夠繼續(xù)前行。此外，使用該方案時(shí)，因?yàn)樾盘?hào)機(jī)長(zhǎng)期處于滅燈，對(duì)司機(jī)確定信號(hào)機(jī)位置有一定影響。如果是紅燈燈絲斷絲，而恰好接近信號(hào)機(jī)的“非CBTC車(chē)”運(yùn)行速度較高，則有可能發(fā)生冒進(jìn)信號(hào)的事故，使系統(tǒng)的安全性降低。

鑒于信號(hào)機(jī)常態(tài)滅燈方案中存在的問(wèn)題，目前開(kāi)通的線(xiàn)路一般可采用以下幾種措施來(lái)進(jìn)行預(yù)防：①人工定時(shí)檢測(cè)信號(hào)機(jī)燈絲，并以紅燈燈絲狀態(tài)檢查為重中之重；②在車(chē)載設(shè)備上增加CBTC狀態(tài)指示燈及相關(guān)提示，提醒司機(jī)在列車(chē)降級(jí)后注意瞭望軌旁信號(hào)機(jī)，謹(jǐn)慎駕駛；③采用LED信號(hào)機(jī)，即使發(fā)生燈絲斷絲，LED燈依然能夠保證一定的顯示距離和光通量；④運(yùn)營(yíng)公司可以通過(guò)運(yùn)營(yíng)制度規(guī)定和對(duì)司機(jī)定期進(jìn)行培訓(xùn)和考核等方式，提高人員的防范意識(shí)。例如可規(guī)定司機(jī)在列車(chē)降為“非CBTC車(chē)”時(shí)必須減速慢行，并注意觀(guān)察軌旁信號(hào)機(jī)顯示狀態(tài)以及前方線(xiàn)路狀況。通過(guò)這些輔助措施，可大大降低該類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生概率，將潛在的風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移，但并不能將問(wèn)題根除。這也是一些城市地鐵線(xiàn)路寧愿選用信號(hào)機(jī)常態(tài)亮燈方案的主要因素。

3.2.2 常態(tài)亮燈，CBTC列車(chē)接近觸發(fā)信號(hào)機(jī)滅燈

該方案的做法是在CBTC控制模式下，當(dāng)線(xiàn)路上沒(méi)有列車(chē)時(shí)，正線(xiàn)軌旁信號(hào)機(jī)常態(tài)全部點(diǎn)亮相應(yīng)的燈光。如果信號(hào)機(jī)前方運(yùn)行的是“CBTC車(chē)”，則當(dāng)“CBTC車(chē)”進(jìn)入信號(hào)機(jī)前方設(shè)定的接近區(qū)域時(shí)，ZC會(huì)根據(jù)列車(chē)位置和接近區(qū)域軌道區(qū)段占用狀態(tài)判斷列車(chē)已接近信號(hào)機(jī)，并持續(xù)向CBI發(fā)送信號(hào)機(jī)滅燈指令，觸發(fā)信號(hào)機(jī)滅燈，“CBTC車(chē)”憑車(chē)載信號(hào)行車(chē)。如果信號(hào)機(jī)前方運(yùn)行的是“非CBTC車(chē)”，則ZC不會(huì)給CBI發(fā)送滅燈指令，軌旁信號(hào)機(jī)仍由CBI根據(jù)聯(lián)鎖條件點(diǎn)亮相應(yīng)的燈光，“非CBTC車(chē)”憑軌旁信號(hào)行車(chē)。如果“CBTC車(chē)”進(jìn)入接近區(qū)域后降級(jí)為“非CBTC車(chē)”，則ZC停止向CBI發(fā)送滅燈指令，CBI根據(jù)聯(lián)鎖條件控制軌旁信號(hào)機(jī)點(diǎn)亮相應(yīng)燈光。如果是“非CBTC車(chē)”進(jìn)入接近區(qū)域后升級(jí)為“CBTC車(chē)”，則ZC持續(xù)向CBI發(fā)送滅燈指令，將信號(hào)機(jī)設(shè)置為滅燈狀態(tài)。

該方案中，ZC是否向CBI發(fā)送滅燈指令，需要判斷列車(chē)狀態(tài)是不是“CBTC車(chē)”，并且列車(chē)是否進(jìn)入信號(hào)機(jī)前方接近區(qū)域。信號(hào)機(jī)滅燈是由“CBTC車(chē)”是否進(jìn)入信號(hào)機(jī)接近區(qū)域來(lái)控制。

3.2.3 常態(tài)亮燈，移動(dòng)授權(quán)范圍內(nèi)信號(hào)機(jī)滅燈

該方案的做法是在CBTC控制模式下，軌旁信號(hào)機(jī)常態(tài)點(diǎn)亮相應(yīng)的燈光。由ZC判斷該列車(chē)是“CBTC車(chē)”，則向CBI發(fā)送滅燈指令，將列車(chē)運(yùn)行前方移動(dòng)授權(quán)覆蓋范圍內(nèi)的信號(hào)機(jī)全部設(shè)置為滅燈。不在移動(dòng)授權(quán)覆蓋范圍內(nèi)的信號(hào)機(jī)仍按照點(diǎn)式ATP進(jìn)路控制原則，由CBI根據(jù)進(jìn)路的請(qǐng)求、占用、出清來(lái)控制軌旁信號(hào)機(jī)點(diǎn)亮相應(yīng)的燈光。如果“CBTC車(chē)”降級(jí)為“非CBTC車(chē)”，則ZC停止向CBI發(fā)送滅燈指令，軌旁信號(hào)機(jī)點(diǎn)亮相應(yīng)燈光。如果是“非CBTC車(chē)”升級(jí)為“CBTC車(chē)”，則ZC持續(xù)向CBI發(fā)送滅燈指令，將移動(dòng)授權(quán)范圍內(nèi)的信號(hào)機(jī)設(shè)置為滅燈狀態(tài)。

該方案中，ZC是否向CBI發(fā)送滅燈指令，只需要判斷列車(chē)狀態(tài)是不是“CBTC車(chē)”，不需要檢查列車(chē)是否已進(jìn)入信號(hào)機(jī)接近區(qū)域。信號(hào)機(jī)滅燈取決于是否被移動(dòng)授權(quán)所覆蓋。

3.2.4 方案對(duì)比

對(duì)比上述3種滅燈方案可以看出，常態(tài)滅燈方案與“CBTC車(chē)”接近觸發(fā)滅燈和移動(dòng)授權(quán)滅燈方案的區(qū)別僅在于CBTC控制模式下信號(hào)機(jī)常態(tài)的選擇不同。與常態(tài)滅燈方案相比，“CBTC車(chē)”接近觸發(fā)滅燈和移動(dòng)授權(quán)滅燈方案能夠改善信號(hào)系統(tǒng)對(duì)信號(hào)機(jī)燈絲狀態(tài)的檢查，系統(tǒng)安全性更高。但與“CBTC車(chē)”接近觸發(fā)滅燈和移動(dòng)授權(quán)滅燈方案相比，在線(xiàn)路上行車(chē)密度比較大時(shí)，常態(tài)滅燈可以有效地減少信號(hào)機(jī)因頻繁點(diǎn)亮、熄滅而使壽命降低的問(wèn)題，更具節(jié)能優(yōu)勢(shì)，并且不會(huì)出現(xiàn)司機(jī)誤看到前方較遠(yuǎn)處信號(hào)機(jī)的顯示而采取與設(shè)備自動(dòng)控制命令不一致的操作，系統(tǒng)可用性更高。

4 結(jié)論

本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)CBTC控制模式下正線(xiàn)信號(hào)機(jī)顯示方案的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，總結(jié)了正線(xiàn)信號(hào)機(jī)顯示意義和各種顯示方案。從信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的角度，著重介紹了每一種顯示方案對(duì)“CBTC車(chē)”和“非CBTC車(chē)”的邏輯處理方式，并分析了各種方案存在的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)，為實(shí)際工程的設(shè)計(jì)和CBTC系統(tǒng)的進(jìn)一步完善提供了一點(diǎn)參照。

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責(zé)任編輯 冒一平

Analysis of Scheme and Logic Implementation for CBTC Main Line Signal Display System

Yan Jianpeng

The paper makes analysis of different display scheme of urban rail transit main line signal, focuses on logical process of all kinds of display schemes of "the CBTC train" and "non CBTC train". At the same time, the advantages and disadvantages of all schemes and the effect of the safety and availability of signal system are compared, providing valuable references for further improvement of practical engineering design and CBTC system.

urban rail transit, signal, display scheme, CBTC system, control logic

U284

2015-04-21

嚴(yán)建鵬：國(guó)電南瑞科技股份有限公司，工程師，江蘇南京 210061