張靜 魯濤 唐麗萍

摘 要：截至2017年底，國內城市地鐵運營單位30余家，運營線路150條，運營里程近5000公里，運營線路基本上使用基于無線通信的列車自動控制系統(tǒng)，最小行車間隔可達2分鐘。高密度行車間隔對設備可靠度提出了更高的要求，當信號系統(tǒng)停用或聯(lián)鎖設備發(fā)生故障時，通常為最大限度維持運營，列車定位、進路準備、閉塞辦理、憑證交付、日志填寫等流程過于繁瑣且安全風險點較多，稍有不慎將造成嚴重事故。本文就信號系統(tǒng)故障情況下，便捷性行車監(jiān)控冗余系統(tǒng)的功能作用進行介紹。

關鍵詞：信號系統(tǒng);電話閉塞;降級模式;冗余系統(tǒng)

1.成都地鐵信號系統(tǒng)現(xiàn)狀

成都地鐵2010年9月27日首條線路開通，截至目前已陸續(xù)開通6條線，信號系統(tǒng)主要采用浙大網(wǎng)新、卡斯柯信號、北京交控信號系統(tǒng)，信號系統(tǒng)穩(wěn)定性詳情見下表：

當發(fā)生以上信號故障時，將造成進路無法觸發(fā)、信號機無法開放、列車迫停區(qū)間、聯(lián)鎖區(qū)內運行列車位置無法監(jiān)控等情況，直接導致運力及服務質量降低，對乘客出行甚至城市交通造成嚴重影響，降低服務可靠度，影響公司形象。

2.國內典型信號故障案例及影響

2011年9月27日上海地鐵因施工造成信號故障，采用電話閉塞法組織行車造成列車追尾事故;2012年5月31日，西安地鐵信號系統(tǒng)因電源運行不穩(wěn)定，突發(fā)故障引起 ATS 短時失電，導致信號系統(tǒng)灰顯，造成早高峰期間2號線列車最大晚點近40分鐘，引起社會輿論;2012年12月9日，北京地鐵13號線因信號故障，西二旗至上地站改為電話閉塞法行車，影響部分列車晚點，列車間隔加大。從以上案例可以看出，信號故障問題在各個城市地鐵都有發(fā)生且影響程度各有不同。亟需一套基于自動站間閉塞原理的便捷性行車監(jiān)控冗余系統(tǒng)，在主系統(tǒng)故障的情況倒切至備用系統(tǒng)，減少故障影響，以下就其原理、功能以及優(yōu)缺點進行闡述。

3.行車監(jiān)控冗余系統(tǒng)組成及功能

3.1系統(tǒng)組成

中央服務器設置在控制中心，設置值班主任工作站及行調工作站，提供全線列車位置監(jiān)控、運行圖鋪畫、聯(lián)鎖區(qū)列車數(shù)計算等功能，協(xié)調全線車站終端，應急指揮中心復式控制中心顯示，具備只監(jiān)不控功能。車站終端設置在線路各車站，提供本站及相鄰車站、區(qū)間軌道線路占用顯示、發(fā)車表示器狀態(tài)監(jiān)控、行車日志記錄、設備狀態(tài)故障報警等功能，車站終端將各站點信息發(fā)送到中央終端，中央服務終端對信息進行計算、整合，并下發(fā)到各車站終端，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通共享。

3.2閉塞方式

系統(tǒng)將線路劃分為若干個閉塞分區(qū)，按照一站一區(qū)間方式劃分閉塞分區(qū)，每個閉塞分區(qū)=前方區(qū)間+前方站線，單程閉塞分區(qū)數(shù)量=車站數(shù)-1。當前方區(qū)間及站線空閑時，發(fā)車表示顯示允許信號，列車憑發(fā)車標示器顯示的允許信號占用區(qū)間，占用閉塞分區(qū)后，發(fā)車表示器顯示禁止信號。當列車出清占用閉塞分區(qū)后，該閉塞分區(qū)發(fā)車表示器由紅燈恢復綠燈顯示。

3.3功能模塊介紹

行車監(jiān)控冗余系統(tǒng)主要具備接發(fā)列車、列車定位、車次編輯、自動報點、參數(shù)計算等8個功能模塊，根據(jù)崗位需求及職責不同，控制中心、車站功能分為兩級設置，具體見下圖：

1）接發(fā)列車模塊

接發(fā)列車模塊主要包括：發(fā)車進路準備卡控、信號表示器強開/關、軌道界面刷新等功能，發(fā)車進路準備卡控，當人員確認進路準備妥當后，可點擊相應方向的發(fā)車進路妥當按鈕，提供在降級模式下的行車憑證;發(fā)車表示器強開/關功能，可對表示器狀態(tài)進行人工操作;軌道界面刷新，是當出現(xiàn)界面卡滯、延時或中央對列車車次進行更新后無法及時顯示時，可采用該按鈕進行刷新。

2）列車定位模塊

列車定位模塊，除包括全線列車準確定位顯示外，還具備列車數(shù)量計算功能，用于計算聯(lián)鎖區(qū)內及外部區(qū)域列車數(shù)量之和是否與今日總上線數(shù)量之和一致，協(xié)助調度員進行輔助決策。

3）車次編輯模塊

由于車號識別器只能對列車車體上的車體號進行識別，并在系統(tǒng)中生成在相應列車車體上，行調可在系統(tǒng)上將車體號手動編輯為車次號。

4）行車日志模塊

通常在降級模式下，需采取人工報點及記點方式，行車日志模塊具備將列車在本站出清、到達情況，通過光感探測儀進行識別，并傳輸?shù)较到y(tǒng)進行自動記錄，同時將到達、出清時間自動報送至后、前方站。

5）運行圖鋪畫功能

列車運行圖根據(jù)列車在各站的到達、出清點自動生成，當日鋪畫實際運行圖，鋪畫結束后自動轉存為歷史運行圖，方便后期調取、查看。

6）參數(shù)計算模塊

該模塊主要提供故障情況輔助決策數(shù)據(jù)，包括計算故障區(qū)段內的行車間隔、運力、旅行速度等基礎行車指標，結合故障區(qū)域、持續(xù)時間等因素。

7）錄屏/回放模塊

當兩套信號系統(tǒng)出現(xiàn)灰顯、宕機等均無法對列車位置進行監(jiān)控的故障時，可通過實時回放功能，將畫面定格在故障發(fā)生時刻，對灰顯區(qū)域列車進行可視化定位，提高列車定位的準確性及效率，避免定位遺漏，造成列車追尾事故的發(fā)生。

8）故障報警模塊

當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，比如某些車站級終端在運營期間與服務器斷開連接，讀寫數(shù)據(jù)庫錯誤等，將會彈出一個信息框，點擊確認后報警信息確認框消失，在故障信息欄中顯示詳細的故障信息，同時提供歷史及優(yōu)先級故障信息查詢功能。

4. 結論

便捷性行車監(jiān)控冗余系統(tǒng)是一套基于自動站間閉塞原理的簡易備用系統(tǒng)，主要在CBTC信號系統(tǒng)故障情況下使用，以減少主信號系統(tǒng)故障時對運營造成的影響，目前市面各信號系統(tǒng)穩(wěn)定性存在一定差異，可能因系統(tǒng)升級、外部環(huán)境、施工破壞等因設備本身和外部因素降低設備的可靠性。若能在新線籌備期，要求供應商提供一套獨立內外部設備的簡易備用系統(tǒng)，類似北京地鐵1號線信號系統(tǒng)改造工程實現(xiàn)主備倒切功能，在主系統(tǒng)故障時，備用系統(tǒng)投入使用，可一定程度上降低故障影響。本文只是在理論上對可行性進行了研究，國內暫無可借鑒地鐵，因此在功能上還需進一步探索，例如光電傳感定位過于單一，可結合多種定位技術，采用新技術提高其準確性及穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]市軌道交通運營企業(yè)運營數(shù)據(jù)報告

[2]城市軌道交通信號系統(tǒng)改造倒接方案設計[J].馬永恒.微型機與應用.2015（19）

[3]網(wǎng)絡閉塞法行車調度輔助系統(tǒng)[D]. 劉鳳鳳.華南理工大學 2013

[4]淺析光電傳感器技術在地鐵中的應用[J]. 譚文杰，崔日婷.科技風. 2012（11）