龍競(jìng)航

(1.上海軌道交通無(wú)人駕駛列控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，200071，上海；2.卡斯柯信號(hào)有限公司,200071,上海 ∥ 工程師)

隨著城市發(fā)展的日新月異，舊有城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)不可避免地面臨著時(shí)間與效率的挑戰(zhàn)。為保證線路安全高效運(yùn)營(yíng)，舊有信號(hào)系統(tǒng)的更新升級(jí)是必不可少的。深圳地鐵5號(hào)線(以下簡(jiǎn)為“5號(hào)線”)一期工程于2011年6月28日通車運(yùn)營(yíng)。該線總長(zhǎng)47.651 km，共有27座車站。經(jīng)多年持續(xù)運(yùn)行，如今日均客流量已破百萬(wàn)。5號(hào)線二期工程也于2019年9月底正式開通運(yùn)營(yíng)，全線客流量大幅增長(zhǎng)。對(duì)于這種大客流既有干線而言，簡(jiǎn)單粗暴地將其舊有系統(tǒng)全部推倒重來(lái)顯然會(huì)對(duì)城市交通及經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大影響。經(jīng)分析，通過升級(jí)信號(hào)系統(tǒng)來(lái)提升既有線路的運(yùn)營(yíng)能力，進(jìn)而增強(qiáng)線路的穩(wěn)定性及可靠性，是提升乘客滿意度的最佳方案。

1 既有信號(hào)系統(tǒng)概況

卡斯柯Urbalis 888系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外擁有眾多良好運(yùn)營(yíng)案例，其技術(shù)已十分成熟。5號(hào)線一期工程采用Urbalis 888系統(tǒng)平臺(tái)170基線，5號(hào)線二期工程采用了Urbalis 888系統(tǒng)平臺(tái)192基線。為保證全線信號(hào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，既有信號(hào)系統(tǒng)須與二期工程信號(hào)系統(tǒng)對(duì)接。經(jīng)綜合考慮，選擇將5號(hào)線一期工程原先的170基線升級(jí)至192基線。192基線是目前卡斯柯Urbalis 888系統(tǒng)平臺(tái)的最新基線，其功能與穩(wěn)定性都較170基線有較大提升，已經(jīng)在眾多項(xiàng)目上廣泛應(yīng)用。深圳地鐵11號(hào)線和升級(jí)后的深圳地鐵2號(hào)線都使用了192基線。

2 新基線的信號(hào)系統(tǒng)功能提升

卡斯柯Urbalis 888系統(tǒng)包含ATC(自動(dòng)列車控制)子系統(tǒng)、CBI(計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖)子系統(tǒng)、ATS(列車自動(dòng)監(jiān)控)子系統(tǒng)、MSS(維護(hù)支持子系統(tǒng))及DCS(數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng))等。此次5號(hào)線一期工程信號(hào)系統(tǒng)基線升級(jí)改造涵蓋全部5個(gè)子系統(tǒng)。

2.1 ATC子系統(tǒng)

ATC子系統(tǒng)的升級(jí)改造主要是車載軟件的升級(jí)。

在新基線下，所有列車在AMC(自適應(yīng)調(diào)制編碼)模式下按照速度碼推薦速度運(yùn)行，即所有車型在區(qū)間均采用最高允許運(yùn)行速度運(yùn)行。此舉解決了170基線下二期工程新增列車與5號(hào)線借調(diào)的深圳地鐵2號(hào)線列車在5號(hào)線一期工程區(qū)域無(wú)法達(dá)到速度碼推薦的最高速度問題，從而優(yōu)化了行車能力。

改造后的ATC子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了二期工程的接入，為5號(hào)線二期工程的開通運(yùn)營(yíng)提供了保障。

2.2 CBI子系統(tǒng)

CBI子系統(tǒng)的升級(jí)主要體現(xiàn)在：在新基線下CBTC(基于通信的列車控制)進(jìn)路建立條件檢查中，無(wú)需檢查第一區(qū)段的空閑情況；在新基線下CBTC折返進(jìn)路建立后信號(hào)開放條件檢查中，不檢查區(qū)段占用狀態(tài)；在新基線下，為進(jìn)路方向配置了箭頭顯示。升級(jí)后，overlap延時(shí)解鎖均采用分計(jì)時(shí)，在CBTC模式下顯示“XXX-CI解鎖”以及“XXX-ATC解鎖”等；在BM(后備模式)下顯示“XXX-BM下CI解鎖”以及“XXX-BM下ATC解鎖”等。

在192基線下，進(jìn)路和自動(dòng)折返的狀態(tài)顯示中添加了進(jìn)路名稱，以便檢查核對(duì)進(jìn)路信息。

新基線基于原來(lái)運(yùn)營(yíng)中的諸多經(jīng)驗(yàn)做出改進(jìn)，優(yōu)化了諸多操作步驟，有效地提高了運(yùn)營(yíng)效率。

2.3 ATS子系統(tǒng)

192基線ATS子系統(tǒng)界面的信號(hào)機(jī)顯示如圖1所示。信號(hào)機(jī)增加了可接近標(biāo)志“(A)”及引導(dǎo)標(biāo)志“(C)”。

圖1 192基線ATS界面的信號(hào)機(jī)顯示

新基線的ATS子系統(tǒng)顯示有如下改進(jìn)：進(jìn)路方向顯示箭頭標(biāo)志；進(jìn)路排列并鎖閉后，進(jìn)路方向表示燈點(diǎn)亮，其用綠色箭頭表示下行方向進(jìn)路，用黃色箭頭表示上行方向進(jìn)路；站臺(tái)DTI(發(fā)車顯示器)的倒計(jì)時(shí)在HMI(人機(jī)接口界面)上顯示；當(dāng)?shù)啦矶ǚ次粫r(shí)，道岔字體顏色變更。

新基線的ATS子系統(tǒng)在MMI(終端人機(jī)操作界面)增加了部分HMI的操作權(quán)限。具體的新增權(quán)限有：道岔鎖閉及解鎖全線，道岔、區(qū)段及信號(hào)機(jī)的封鎖及解封權(quán)限，道岔及區(qū)段的區(qū)域故障解鎖，信號(hào)機(jī)的人工解除進(jìn)路、重開信號(hào)機(jī)及引導(dǎo)權(quán)限。

新基線ATS子系統(tǒng)的新增功能有：進(jìn)路預(yù)覽顯示功能，使用使能模式順序檢查以實(shí)現(xiàn)交替折返的功能，信號(hào)機(jī)的人工控制或自動(dòng)控制功能、扣車及取消扣車功能、取消提前發(fā)車及提前發(fā)車批處理功能，鄰站界面的顯示功能，HMI的顯示功能，組計(jì)軸確認(rèn)功能，增加及刪除賬號(hào)等賬號(hào)管理功能、賬號(hào)排序功能，增加了區(qū)段封鎖的功能。

新基線ATS子系統(tǒng)的接口和接口接線方式也有改進(jìn)。PA(公共廣播)、PIS(乘客信息系統(tǒng))、CLOCK(時(shí)鐘)的接口方式均升級(jí)為網(wǎng)口接口方式；所有PA、PIS、CLOCK、ISCS(綜合監(jiān)控系統(tǒng))及大顯示屏等子系統(tǒng)與外部相連的網(wǎng)絡(luò)接口都設(shè)置了防火墻，以保證數(shù)據(jù)安全。

新基線ATS子系統(tǒng)不僅在人機(jī)互動(dòng)方面做出了諸多改良，有效提高了運(yùn)營(yíng)效率；而且在接口方面進(jìn)行了升級(jí)，大幅提高了ATS子系統(tǒng)的安全性，為應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全方面的挑戰(zhàn)做好了準(zhǔn)備。

2.4 MSS

新基線的MSS增加了設(shè)備圖形化狀態(tài)顯示功能，如圖2所示。

圖2 新基線MSS的界面顯示

新基線MSS還增加了車站道岔報(bào)警智能分析功能。通過在既有線增加燈絲報(bào)警儀接口，以實(shí)現(xiàn)燈絲報(bào)警定位功能。

2.5 DCS

新基線DCS在網(wǎng)絡(luò)配置方面進(jìn)行了如下變更：

在一期工程所有集中站及塘朗車輛段，二層交換機(jī)的子網(wǎng)掩碼范圍由255.255.240.0增加至255.255.224.0，從而實(shí)現(xiàn)了二期車站接入的通信。

OCC(控制中心)所有交換機(jī)的子網(wǎng)掩碼范圍由255.255.240.0增加至255.255.224.0，可實(shí)現(xiàn)二期車站接入后的通信。主交換機(jī)增加了車地通信路由，通信列車數(shù)量增至99列。

新基線下，5號(hào)線正線所有交換機(jī)的密碼均統(tǒng)一更新。

對(duì)全線所有AP(無(wú)線接入點(diǎn))升級(jí)，并對(duì)一期工程的車載調(diào)制解調(diào)器DT30固件版本進(jìn)行升級(jí)，實(shí)現(xiàn)一期工程與二期工程不同版本的調(diào)制解調(diào)器共同工作。

3 基線升級(jí)調(diào)試期間的問題及處理

1) 軟件數(shù)據(jù)方面。受電腦系統(tǒng)環(huán)境影響，軟件版本或數(shù)據(jù)有可能會(huì)顯示錯(cuò)誤。5號(hào)線升級(jí)DTI(發(fā)車計(jì)時(shí)器)接口機(jī)時(shí)曾出現(xiàn)此類情況。遇到這種情況，應(yīng)先進(jìn)行軟件的升級(jí)測(cè)試，再進(jìn)行硬件升級(jí)或軟件系統(tǒng)的維護(hù)。此外，還應(yīng)做好新舊軟件版本的配置管理工作。在升級(jí)調(diào)試中，軟件的配置變更應(yīng)及時(shí)更新發(fā)布。

2) 硬件方面。在新基線測(cè)試中，最初曾經(jīng)使用單機(jī)版數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行測(cè)試。而Windows 10系統(tǒng)的自動(dòng)更新導(dǎo)致該單機(jī)版數(shù)據(jù)庫(kù)崩潰，進(jìn)而使測(cè)試未能成功。在后續(xù)的升級(jí)作業(yè)中，改為使用服務(wù)器類數(shù)據(jù)庫(kù)，并將單機(jī)版數(shù)據(jù)庫(kù)作為備用。之后未發(fā)生過類似情況。此外，備品備件應(yīng)確保充足，以應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況下的設(shè)備更換與故障處理。

3) 現(xiàn)場(chǎng)管理方面。測(cè)試人員較多且流動(dòng)性大。在測(cè)試前期，SDM(診斷與維護(hù)子系統(tǒng))、HMI現(xiàn)場(chǎng)硬件及軟件升級(jí)人員，以及運(yùn)營(yíng)單位配合人員對(duì)操作步驟不夠熟悉，降低了升級(jí)測(cè)試效率。在測(cè)試后期，細(xì)化了技術(shù)方案的升級(jí)回退操作步驟，并加強(qiáng)了對(duì)操作人員的培訓(xùn)，及時(shí)交底現(xiàn)場(chǎng)的升級(jí)情況、運(yùn)營(yíng)設(shè)備情況、升級(jí)軟件與運(yùn)營(yíng)軟件的情況，使得后期升級(jí)調(diào)試作業(yè)效率顯著提升。由于調(diào)試工作基本上都在夜間展開，且調(diào)試作業(yè)時(shí)間較為緊張，因此做好升級(jí)調(diào)試方案與應(yīng)急預(yù)案也尤為重要。

4 結(jié)語(yǔ)

5號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)涉及55列列車、27座車站、1個(gè)控制中心、1個(gè)車輛段、1條試車線及152個(gè)軌旁AP(接入點(diǎn))。歷時(shí)10個(gè)月的升級(jí)工作后，5號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)于在2019年6月15日凌晨升級(jí)成功。

升級(jí)后的5號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)穩(wěn)定性獲得了大幅提升，還具備了更短行車間隔、更方便的設(shè)備運(yùn)維以及更人性化的監(jiān)測(cè)管理能力。這為5號(hào)線二期工程與一期工程的順利對(duì)接打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。