張文洲

廣州地鐵1 號線于1999 年全線開通運(yùn)營，信號系統(tǒng)采用德國西門子公司基于無絕緣數(shù)字音頻軌道電路的LZB700M 型ATP/ATO 系統(tǒng)。目前，該信號系統(tǒng)的更新改造工程正處于實(shí)施階段，改造范圍包括中央ATS 系統(tǒng)、軌旁正線信號系統(tǒng)和車載ATP/ATO 系統(tǒng)，改造方案采用維持既有準(zhǔn)移動閉塞制式，仍以軌道電路作為軌道占用檢測的安全設(shè)備。為保證在改造期間線路安全、穩(wěn)定運(yùn)營的同時，開展新系統(tǒng)的調(diào)試，需要對新、舊信號系統(tǒng)共用的軌道電路進(jìn)行安全、快速地倒接。

1 既有FTGS-917 型軌道電路簡介

廣州地鐵1號線采用FTGS-917型軌道電路，由室內(nèi)軌道電路組合架（包括電源模塊、解調(diào)板、放大濾波板、發(fā)送/接收板、繼電器板、報(bào)文轉(zhuǎn)換板、代碼板、中間饋電轉(zhuǎn)換板、方向轉(zhuǎn)換板等）和室外設(shè)備（包括各類電氣絕緣節(jié)和軌旁盒）組成。在此次改造過程中，將對室內(nèi)軌道電路設(shè)備進(jìn)行升級，對室外軌旁盒進(jìn)行更新，并對各類電氣絕緣節(jié)做利舊處理。

FTGS-917型軌道電路除了檢測軌道區(qū)段狀態(tài)，將區(qū)段狀態(tài)信息（空閑/占用）傳給聯(lián)鎖系統(tǒng)外，還需向列車傳送ATP（列車超速防護(hù)）系統(tǒng)產(chǎn)生的安全信息。這些安全信息包括當(dāng)前軌道電路編碼信息、下一個軌道電路的編碼信息，以及制動曲線、列車運(yùn)行方向、入口速度、限速、目標(biāo)速度、安全距離等內(nèi)容。

廣州地鐵1號線共有6個聯(lián)鎖站，每個聯(lián)鎖站室內(nèi)軌道電路設(shè)備都是通過電纜分線架和電纜終端架，分別與室內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)備及室外設(shè)備連接，并通過線纜與室內(nèi)ATP系統(tǒng)連接。室內(nèi)軌道電路設(shè)備與其他系統(tǒng)/設(shè)備連接示意見圖1。

2 FTGS-917 型軌道電路倒接方案

圖1 室內(nèi)軌道電路設(shè)備與其他系統(tǒng)/設(shè)備連接示意

為了降低更新改造項(xiàng)目實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)，盡早實(shí)現(xiàn)新系統(tǒng)的投用，根據(jù)軌道電路的功能及倒接影響范圍，將此次倒接工程劃分為3 個階段。

第1 階段，軌道電路區(qū)段狀態(tài)信息檢測功能的倒接，配合新聯(lián)鎖系統(tǒng)調(diào)試。

第2 階段，軌道電路傳送ATP 系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)信息倒接，配合新ATP 系統(tǒng)調(diào)試。

第3 階段，在新聯(lián)鎖系統(tǒng)、新ATP 系統(tǒng)正式投用后，開展室內(nèi)軌道電路設(shè)備的升級倒接，并同步進(jìn)行室外軌道電路軌旁盒的更新。

軌道區(qū)段狀態(tài)信息檢測功能倒接時，需要使用專用倒接裝置，下面進(jìn)行簡要介紹。

2.1 倒接裝置的基本原理

為滿足新、舊系統(tǒng)共用的設(shè)備/接口能夠在2套系統(tǒng)間安全、快速地倒接，并且確保其在2套系統(tǒng)間完全隔離，互不影響，本次工程采用德國DOLD安全繼電器作為專用倒接裝置。它具有強(qiáng)制導(dǎo)向接觸點(diǎn)，且內(nèi)部多個接觸點(diǎn)不會同時處于導(dǎo)通狀態(tài)，可保證2套系統(tǒng)對共用設(shè)備或接口的唯一控制輸出，實(shí)現(xiàn)既有系統(tǒng)與新系統(tǒng)控制電路的隔離，且確保彼此之間互不影響。

如圖2 所示，既有系統(tǒng)與新系統(tǒng)分別通過常閉接觸點(diǎn)（SSI 至SS4）、常開接觸點(diǎn)（SICAS_1 至SICAS_4）與倒接裝置連接，2 套系統(tǒng)共用設(shè)備/接口的“開關(guān)量”，通過Out_1 至Out_4 接點(diǎn)與倒接裝置連接。

圖2 倒接裝置內(nèi)部電路圖

在運(yùn)營期間，繼電器失電閉合，得電（勵磁）斷開時，既有系統(tǒng)通過“SSI”常閉接觸點(diǎn)至“Out”端子，實(shí)現(xiàn)對新、舊系統(tǒng)共用設(shè)備或接口的控制。

在新系統(tǒng)調(diào)試期間，繼電器失電斷開、得電閉合時，新系統(tǒng)通過“SICAS”的常開接觸點(diǎn)至“Out”端子，實(shí)現(xiàn)對2套系統(tǒng)共用設(shè)備或接口的控制。

如果在新系統(tǒng)與既有系統(tǒng)倒接時，倒接裝置內(nèi)部任意1 個或多個接觸點(diǎn)故障，則無法完成系統(tǒng)倒接。此時，系統(tǒng)會產(chǎn)生控制電路中斷的報(bào)警信息，只有更換故障倒接裝置后，系統(tǒng)才能恢復(fù)正常。

2.2 軌道區(qū)段狀態(tài)信息檢測功能倒接

1）在倒接裝置接入既有系統(tǒng)前，需要確定室內(nèi)提供軌道區(qū)段狀態(tài)（占用/空閑）信息的線纜是否已連接倒接裝置?，F(xiàn)場需完成線纜切換（帶有插頭/插座的線纜），以及倒接裝置至新聯(lián)鎖系統(tǒng)間的線纜敷設(shè)及配線工作。同時，完成倒接裝置的上電測試，確保倒接裝置狀態(tài)良好。

2）在倒接裝置接入既有系統(tǒng)期間，需要斷開室內(nèi)至既有聯(lián)鎖系統(tǒng)的連接線纜，用新敷設(shè)的切換電纜分別與室內(nèi)軌道電路設(shè)備的相應(yīng)插頭及插槽連接，如圖3 所示。室內(nèi)設(shè)備通過倒接裝置實(shí)現(xiàn)在新舊聯(lián)鎖系統(tǒng)之間的倒接。

圖3 室內(nèi)軌道電路設(shè)備至聯(lián)鎖系統(tǒng)的信息倒接示意

3）在倒接裝置接入既有系統(tǒng)后，因?yàn)槭覂?nèi)至室外部分的設(shè)備電路未做任何改變，則不需要測試室內(nèi)外設(shè)備電路的一致性，只需在室內(nèi)軌道電路設(shè)備上模擬軌道區(qū)段占用/出清，完成一致性調(diào)試后，即可投入次日的載客運(yùn)行。

2.3 傳送ATP 系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)信息功能倒接方案

為滿足數(shù)據(jù)信息傳輸要求，避免倒接裝置對其造成干擾，采用人工方式，實(shí)現(xiàn)軌道電路傳送ATP系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)信息功能的倒接?？紤]到新系統(tǒng)只能在夜間作業(yè)點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行調(diào)試，且每個作業(yè)點(diǎn)內(nèi)新系統(tǒng)有效調(diào)試時間僅約1.5 h，導(dǎo)致測試持續(xù)時間長，人工頻繁插拔室內(nèi)設(shè)備與既有ATP系統(tǒng)連接插頭，還易造成插頭/插槽損壞。為降低此類風(fēng)險(xiǎn)，將軌道電路傳送ATP系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)信息功能倒接分2步實(shí)施。

第1步，新ATP 系統(tǒng)硬件替換既有ATP 系統(tǒng)硬件。硬件替換需要進(jìn)行現(xiàn)場測試，整個測試及替換過程持續(xù)時間約1.5個月。由于廣州地鐵1號線新ATP系統(tǒng)硬件可兼容既有信號系統(tǒng)，因此室內(nèi)軌道電路設(shè)備可與ATP系統(tǒng)直接連接，通過人工插拔線纜完成硬件倒接調(diào)試。在運(yùn)營期間，新ATP系統(tǒng)硬件中裝載既有ATP系統(tǒng)軟件運(yùn)行。

1）在系統(tǒng)硬件替換前，需確定傳送ATP 安全數(shù)據(jù)信息的線纜插頭，現(xiàn)場應(yīng)完成新ATP 系統(tǒng)硬件的安裝，以及所有相關(guān)線纜的敷設(shè)及配線工作。同時，應(yīng)完成新ATP 系統(tǒng)硬件的上電及單體調(diào)試，確保其狀態(tài)良好。

2）在系統(tǒng)硬件替換期間，如圖4 所示，需要先斷開室內(nèi)軌道電路設(shè)備至既有ATP 系統(tǒng)連接線纜，并通過新敷設(shè)的線纜連接至新ATP 系統(tǒng)硬件。除此以外，在系統(tǒng)硬件正式替換前，還需要完成新ATP 系統(tǒng)硬件（裝載既有ATP 系統(tǒng)軟件）的現(xiàn)場靜、動態(tài)驗(yàn)證測試，并獲得系統(tǒng)供應(yīng)商提供的準(zhǔn)許替換的第三方安全認(rèn)證。

圖4 室內(nèi)軌道電路設(shè)備至ATP 系統(tǒng)的信息倒接示意圖

3） 在系統(tǒng)硬件替換后，新ATP 系統(tǒng)硬件即納入運(yùn)營管理，按規(guī)章要求，開展檢修維護(hù)作業(yè)。

第2 步，在新ATP 系統(tǒng)硬件上進(jìn)行軟件倒接?，F(xiàn)場可人工更換帶有新軟件的板件（處理板和存儲板），手動修改新ATP 系統(tǒng)硬件到新聯(lián)鎖系統(tǒng)通信地址，配合新系統(tǒng)調(diào)試；當(dāng)新系統(tǒng)調(diào)試作業(yè)完成，再人工更換回既有軟件的板件，手動修改新ATP系統(tǒng)硬件到既有聯(lián)鎖系統(tǒng)的通信地址，以保障線路正常運(yùn)營。

通過人工更換核心板件，不僅實(shí)現(xiàn)傳送ATP 系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)信息功能的倒接，還有效避免頻繁插拔已長年使用線纜（含插頭/插槽） 的風(fēng)險(xiǎn)；同時，可縮短系統(tǒng)倒接時間，為新系統(tǒng)調(diào)試創(chuàng)造有利條件。

2.4 室內(nèi)軌道電路設(shè)備的升級倒接

根據(jù)軌道電路的工作原理，室內(nèi)外軌道電路設(shè)備的升級及更新工作，都需要對室外軌道電路發(fā)送/接收的諧振電壓進(jìn)行調(diào)試，并且完成相應(yīng)軌道電路狀態(tài)一致性調(diào)試及數(shù)據(jù)讀取工作。由于室內(nèi)設(shè)備到ATP 系統(tǒng)的每個插頭負(fù)責(zé)傳送2 個軌道區(qū)段的安全數(shù)據(jù)信息，因此室內(nèi)電路設(shè)備升級倒接調(diào)試應(yīng)按2 個軌道區(qū)段為最小單元，逐步開展，直至所有軌道區(qū)段軌旁盒完成更新。

3 結(jié)束語

目前，廣州地鐵1 號線中央ATS 系統(tǒng)已完成更新改造，軌旁正線信號系統(tǒng)新室內(nèi)外設(shè)備已完成安裝，倒接裝置已接入既有系統(tǒng)，新ATP 系統(tǒng)硬件已完成現(xiàn)場調(diào)試，且已完成替換既有ATP 系統(tǒng)硬件工作。當(dāng)新系統(tǒng)完成調(diào)試及系統(tǒng)壓力測試，并正式投入運(yùn)營后，其可靠性和穩(wěn)定性較既有系統(tǒng)將獲得極大提升。對于國內(nèi)開通運(yùn)營較早基于軌道電路的信號系統(tǒng)，且有計(jì)劃更新改造的軌道交通線路（如廣州地鐵2 號線、8 號線等），本文提出的軌道電路過渡倒接方案具有一定的參考價值。