肖賓杰

（上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200125）

0 引言

城市有軌電車的多條線路網絡化運營是發(fā)揮有軌電車優(yōu)勢的關鍵，如何在網絡化運營環(huán)境下進行有軌電車運行控制并確定相應的技術規(guī)范具有迫切性和必要性。互聯(lián)互通是軌道交通信號系統(tǒng)新的技術需求和發(fā)展方向，需在信號系統(tǒng)層面實現(xiàn)CBTC及降級模式下的互通互換及聯(lián)通聯(lián)運[1-3]。

本文分析了有軌電車運行控制系統(tǒng)互聯(lián)互通需求，針對信號系統(tǒng)架構、通信協(xié)議、接口等技術要求，提出包含功能、接口、系統(tǒng)安全分析等具體要求。

1 基于網絡化的有軌電車互聯(lián)互通及運行控制需求分析

針對不同廠商信號系統(tǒng)互聯(lián)互通方案，應滿足軌道交通互聯(lián)互通行車組織和運營管理的需要，還應考慮車輛、限界等一致性的要求。系統(tǒng)需要實現(xiàn)：（1）信號系統(tǒng)兼容；（2）滿足跨線列車通行的限界；（3）軌道結構形式相同，線路能夠互通；（4）車輛制式相同；（5）供電方式兼容；（6）統(tǒng)一協(xié)調的運營調度。

對有軌電車而言，區(qū)域線網實現(xiàn)網絡化運營是有軌電車持續(xù)發(fā)展的關鍵。示范線/首條線之后的線路，如何實現(xiàn)后續(xù)線路建設時與既有系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，是有軌電車與軌道交通存在較大差異的問題。基于有軌電車運行控制系統(tǒng)互聯(lián)互通需求，研究網絡化運營環(huán)境下的有軌電車運行控制系統(tǒng)互聯(lián)互通技術，需采用不同廠家提供的信號設備，實現(xiàn)同一區(qū)域線路之間互聯(lián)互通；對同一區(qū)域不同線路之間的互聯(lián)互通是當前網絡化建設、運營的關鍵問題。

2 互聯(lián)互通技術研究現(xiàn)狀

國外如美國、法國等已實現(xiàn)有軌電車網絡化運營及互聯(lián)互通工程。國內軌道交通已有互聯(lián)互通示范工程開通，中城協(xié)也牽頭組織編寫相關技術規(guī)范。[4-6]例如，國內重慶4號線一期、5號線一期、10號線一期和環(huán)線工程要求實現(xiàn)重慶軌道交通網絡化運營的目標。

有軌電車的網絡化運營是發(fā)揮有軌電車集成優(yōu)勢和提高運行效率的關鍵，軌道交通互聯(lián)互通研究可為有軌電車相關技術提供借鑒和有益參考。但有軌電車是基于共享路權和人工駕駛模式即開放環(huán)境下目視行車，正線道岔控制包括駕駛人遙控和中心集中控制兩種方式；在車輛段設置聯(lián)鎖控制，采用計算機聯(lián)鎖集中控制、駕駛人遙控、彈簧道岔等多種方式實現(xiàn)有軌電車進出基地。有軌電車運營無法設置ATP，正線信號系統(tǒng)比軌道交通簡化，但行車環(huán)境更為多樣、易受其他交通干擾，如道路交通信號控制、行車及非機動車行車沖突，目前的有軌電車互聯(lián)互通研究尚在起步階段，缺乏行業(yè)規(guī)范[7-9]。

3 基于網絡化運營的有軌電車互聯(lián)互通系統(tǒng)方案

3.1 基于網絡化運營的有軌電車運行控制系統(tǒng)

（1）基于信息集成的綜合調度管理平臺

城市有軌電車的運營控制及配套設備對比軌道交通簡化較多，基于網絡化運營的城市有軌電車運營控制需求，有軌電車的信息集成和共享是實現(xiàn)有軌電車網絡化運營的集成條件。以下提出以弱電系統(tǒng)統(tǒng)一集中管理平臺為基礎構建以運控系統(tǒng)為核心的有軌電車綜合調度管理平臺。

本系統(tǒng)采用模塊化構建，針對網絡化出現(xiàn)的問題針對性解決方案；面向列車、供電、乘客和司機提供弱電系統(tǒng)統(tǒng)一集中管理；實現(xiàn)系統(tǒng)間信息互通和設備聯(lián)動，提高整個系統(tǒng)的自動化運營和維護水平，增強應急、突發(fā)事件的處理能力，提高運營效率，更好服務乘客。具體系統(tǒng)構成見圖1。

圖1 有軌電車綜合信息管理平臺體系架構

通過整合多條線路的調度管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)多交路管理、網絡化運營環(huán)境下的協(xié)同信息發(fā)布；同時便于與外部系統(tǒng)交互。通過上述系統(tǒng)實施，多信息共享、聯(lián)動控制方案可提高復雜交叉口通行效率問題。

（2）有軌電車運營控制與道路交通控制系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)同控制方案

有軌電車運營控制與道路交通控制系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)同控制方案見圖2。

圖2 有軌電車運營控制與道路交通控制系統(tǒng)互聯(lián)協(xié)同控制

3.2 基于網絡化運營的有軌電車運行控制系統(tǒng)互聯(lián)互通制式要求

（1）基于網絡化運營的有軌電車運行控制系統(tǒng)互聯(lián)互通制式要求

通信信號制式是否兼容是互聯(lián)互通的關鍵因素，此外互聯(lián)互通區(qū)域范圍內，車輛、線路互聯(lián)互通要求；車輛運營上及設備方面的互聯(lián)互通、供電方式及網壓統(tǒng)一、接觸軌還是接觸網制式的統(tǒng)一也是互聯(lián)互通必須統(tǒng)一的條件。

而車載控制器和軌旁區(qū)域控制器互聯(lián)互通，要求控制器可在其他供應商供應軌旁子系統(tǒng)的線路上運行。不同廠商提供的相鄰軌旁區(qū)域控制器在延伸；線邊界可以互聯(lián)互通。道岔控制器和車載控制器的互聯(lián)互通。數(shù)據通信系統(tǒng)和相關子系統(tǒng)也應互聯(lián)互通。

信號系統(tǒng)互聯(lián)互通包括：信號系統(tǒng)列控方式統(tǒng)一；信號各子系統(tǒng)功能統(tǒng)一；接口采用國際標準接口協(xié)議、接口類型等；信號系統(tǒng)的車-地通信內容統(tǒng)一標準；子系統(tǒng)間的通信連接應使用國際標準協(xié)議，相互間交換的數(shù)據信息統(tǒng)一；實現(xiàn)各子系統(tǒng)間的信息交互和傳輸。

（2）安全需求

根據業(yè)主需求和判定為安全的部分，應確?；ヂ?lián)互通說明必須指出的數(shù)據是安全，安全接口如何實現(xiàn)互聯(lián)互通安全。

3.3 基于網絡化運營的有軌電車運行控制系統(tǒng)互聯(lián)互通通信協(xié)議

互聯(lián)互通對道岔控制器、聯(lián)鎖、軌旁設備與車載設備接口，以及線間相鄰設備間道岔控制器之間、聯(lián)鎖之間、軌旁設備之間的應用層通信協(xié)議需統(tǒng)一規(guī)范?；ヂ?lián)互通需要規(guī)范的安全通信協(xié)議及應用層通信協(xié)議，道岔控制、聯(lián)鎖、軌旁設備與車載終端設備接口采用適用于開放環(huán)境的鐵路專用安全通信協(xié)議，聯(lián)鎖之間、軌旁設備之間采用適用于封閉環(huán)境的鐵路專用安全通信協(xié)議。

在應用層通信協(xié)議方面，包括統(tǒng)一應答器報文、統(tǒng)一車-地接口協(xié)議、統(tǒng)一地-地接口協(xié)議。車載設備與應答器的通信機制、物理接口、電氣接口均符合歐標應答器和應答器傳輸系統(tǒng)規(guī)范，參照CS應答器報文標準，結合互聯(lián)互通的功能要求，形成應答器報文規(guī)范?；ヂ?lián)互通規(guī)范對道岔控制器、聯(lián)鎖、軌旁設備與車載設備接口，以及線間相鄰設備間道岔控制器之間、聯(lián)鎖之間、軌旁設備之間的應用層通信協(xié)議統(tǒng)一。

3.4 基于網絡化運營的有軌電車運行控制系統(tǒng)互聯(lián)互通相關接口

為實現(xiàn)互通互換及聯(lián)通聯(lián)運目標，需對車-地及地-地接口進行規(guī)范；車-地接口包括道岔控制、聯(lián)鎖、軌旁設備與車載設備的接口，軌旁應答器與車載設備的接口；地-地接口包括道岔控制系統(tǒng)之間、聯(lián)鎖設備之間、軌旁設備之間的接口，見圖3。

圖3 系統(tǒng)內接口關系

信號系統(tǒng)互聯(lián)互通內部接口要求包括中心調度子系統(tǒng)功能接口；與車載子系統(tǒng)接口；與車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)接口；與平交路口信號優(yōu)先接口要求等內容，見表1。

表1 信號系統(tǒng)互聯(lián)互通內部接口要求

信號系統(tǒng)互聯(lián)互通外部接口要求為中心調度管理子系統(tǒng)需要對外部主管或相關業(yè)務部門發(fā)送相關運營信息并接收輔助運營信息，中心調度管理子系統(tǒng)與上層網之間通過有線通信接口，見表2。

表2 信號系統(tǒng)互聯(lián)互通外部接口要求

4 結 語

基于網絡化的城市有軌電車運行控制技術是網絡化運營條件下提升有軌電車運行效率、實現(xiàn)資源共享的關鍵技術。本文闡述了基于網絡化的城市有軌電車運行控制的具體需求，從需求從發(fā)，提出基于網絡化的城市有軌電車運行控制系統(tǒng)技術方案，包括基于信息集成的綜合調度管理平臺、互聯(lián)互通基礎要求、互聯(lián)互通通信協(xié)議、互聯(lián)互通制式要求等，并就信號系統(tǒng)互聯(lián)互通內部接口；外部接口提出了具體技術要求。本文提出的方案也可為類似有軌電車工程提供有益借鑒和參考。