張磊

摘 要：移動閉塞技術是全球鐵路及軌道交通信號界公認的最先進的信號產品之一，本文以武漢地鐵某線路為研究對象，探討了基于無線通信的移動閉塞列車自動控制系統（CBTC：Communication Based Train Control System）的功能、系統結構、LATS工作站功能、車載信號功能。

關鍵詞：城市軌道交通;移動閉塞;信號系統

1 概述

城市軌道交通信號系統制式在國內外逐步呈現多樣化和標準化的趨勢，其制式按照閉塞方式分，有固定式、準移動式與移動式等。移動閉塞技術是全球鐵路及軌道交通信號界公認的最先進的信號產品之一，它可以提供比傳統的固定閉塞系統更為安全、更加高效、靈活的列車運行。

2 CBTC系統結構

武漢地鐵2、4、6、8、陽邏線采用ALSTOM Urbalis888基于無線通信的移動閉塞列車自動控制系統（CBTC）。Urbalis888 CBTC系統主要由列車自動控制系統（ATC）、聯鎖計算機子系統（CBI）、自動監(jiān)控子系統（ATS）、數據通信子系統（DCS）、維護支持子系統（MSS）五個子系統組成。

2.1 ATS子系統

自動列車監(jiān)控系統（ATS）與聯鎖、軌旁ATC設備、車載ATC設備等協同工作，實現信號設備的集中監(jiān)控，并控制列車按照預先制定的運營計劃在正線內自動運行。ATS子系統與時鐘、無線、廣播、旅客向導、ISCS等接口，獲取外部系統采集的數據，與信號系統數據相綜合，為控制中心和車站的行車調度值班人員提供現場狀況顯示，供其制定調度決策。另外ATS通過接口向外部系統提供信號和列車運行的相關數據，供這些系統完成自身的工作。

2.2 ATC子系統

ATC子系統主要由CC、ZC、LC和Beacon等主要設備構成，用于管理和駕駛列車，目的是在保護列車和乘客的前提下，優(yōu)化列車運行。ATC的功能主要表現為輔助運營及保護列車和乘客。

2.3 CI子系統

CI子系統主要由2乘2取2聯鎖計算機、熱冗余網絡設備、冗余的車站現地工作站、系統維護臺等組成。它采用分布式聯鎖控制方式，在集中站實現對正線信號機、道岔、進路等的控制，在非集中站負責監(jiān)控該聯鎖區(qū)。CI的主要安全功能是：以安全方式確保軌旁控制的安全，保證在故障的情況下，確保信號機處于關閉狀態(tài)，道岔不能搬動，避免引發(fā)的危險。

2.4 DCS子系統

數據通信子系統（DCS）承載高可靠性的CBTC數據，主要負責軌旁設備間的通信以及軌旁設備與車載設備間的通信，為ATC、ATS、CI等子系統提供兩套完全冗余的傳輸通道，實現各子系統設備之間數據傳輸。DCS子系統包含有線傳輸部分、無線傳輸部分以及網管監(jiān)測部分。DCS有線傳輸部分：實現全線所有設備集中站，設備非集中站，車輛段/車場及試車線的網絡連接，提供傳輸網絡功能。

2.5 MSS子系統

信號維護支持系統（MSS）具有就地監(jiān)測和遠程報警，并具有自動存儲和回放功能。能在維修中心、正線設備集中站實施遠程設備狀態(tài)監(jiān)測、故障集中報警、故障診斷定位。信號設備故障時，維護人員能看到具體的錯誤信息，同時顯示相關的維護引導指令，以幫助維護人員迅速排除故障。故障恢復后，自動停止報警。一般報警情況不影響列車運行和設備的正常工作。信號維護支持系統是一個分布式系統，設備主要分布于控制中心、正線設備集中站以及維修中心。

3 LATS工作站功能設計

在信號系統工作正常時，一般使用ATS系統的中控模式，當個別集中站有表示故障或信號設備故障時（如計軸故障等），出問題的集中站可以轉為站控;當中心故障時（如應用服務器故障），可以全線轉站控模式;當全線大范圍的故障（如全線表示不正常、不自動觸發(fā)進路等），可以全線轉站控模式;出現表示故障時，應先嘗試站控，無法使用時，立即轉為緊急站控;當車站有施工時，一般使用站控模式，由車站值班員確保施工安全;車站值班員需注意聽從中心行調人員的安排，進行站中控轉換;除緊急情況外，中控與站控的切換操作需中心行調人員和車站值班員互相確認，以確保中控和站控的一致性。

站中控模式可通過5種方式進行切換。緊急站控：在緊急情況下（車站兩套LATS服務器故障等），車站可直接切換到“緊急站控”模式，直接和聯鎖下位機通訊。請求站控：表示請求/確認站控，使用中心/車站請求確認機制。請求中控：表示請求/確認中控，使用中心/車站請求確認機制。

非請求站控：表示緊急情況下，車站可以在不需要中心確認的情況下直接將中控模式切換到站控模式。非請求站控轉換密碼為當前登錄用戶密碼。非請求中控：表示緊急情況下，中心可以在不需要車站確認的情況下直接將站控模式切換到中控模式（一般在車站聯鎖/LATS均正常運行，但由于顯示器或其他原因導致兩臺車站的工作站均無法正常操作的情況下使用），非請求中控轉換密碼為當前登錄用戶密碼。

4 車載信號功能設計

列車運營間隔控制采用移動閉塞方式，并配備基于計軸或其他列車占用檢測設備的站間自動閉塞方式的降級運營信號系統。在 CBTC 級控制方式下，站間反向運行時人工駕駛列車在站臺對位停車后，可以實現車門站臺門聯動的功能;在 CBTC 級控制方式下，站間反向運行時 ATP 對站臺門、緊急關閉按鈕狀態(tài)進行實時防護。

系統可識別非裝備列車（含車載設備故障列車）與裝備列車。非裝備列車能與正常 ATC 裝備列車在正線兼容且安全行駛，直至故障列車退出正線運行為止。裝備列車仍按 ATP 追蹤方式運行，非裝備列車前后將確保留有必要的安全間隔。在降級模式（CBTC 故障等）的情況下，列車的移動可根據計軸占用的狀態(tài)、道岔位置和進路狀態(tài)來計算的，正常情況該系統能檢測出現、行進、反向行駛和消失等基本的移動類型。當計軸故障或車站故障時，可通過計軸切除，保證列車識別號的正常跟蹤。聯鎖降級控制模式下將按基本聯鎖進路方式行車。

5 總結

本文以武漢地鐵某線路為研究對象，探討了基于無線通信的移動閉塞列車自動控制系統的功能、系統結構、LATS工作站功能、車載信號功能。通過運營分析，論證了移動閉塞技術的穩(wěn)定可靠性。

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