黃柒光

(卡斯柯信號有限公司，200072，上?！胃呒壒こ處?

城市軌道交通聯(lián)絡(luò)線指將線路與線路銜接起來的線路。線路的土建工程完成后，聯(lián)絡(luò)線處的道岔、分界點(diǎn)等都已確定，此時進(jìn)行線路的信號系統(tǒng)設(shè)計(jì)。區(qū)段設(shè)計(jì)是信號系統(tǒng)設(shè)計(jì)重要組成部分，聯(lián)絡(luò)線區(qū)段設(shè)計(jì)的好壞直接影響運(yùn)行安全和運(yùn)營效率。

在實(shí)際工程中，因?yàn)橥两ㄔ蚩赡艽嬖诼?lián)絡(luò)線距離較短的情況，例如鄭州地鐵4號線與預(yù)留的鄭州地鐵16號線之間的聯(lián)絡(luò)線的距離就較短，僅長125 m(岔尖到岔尖)。若按信號系統(tǒng)常規(guī)的區(qū)段設(shè)計(jì)方法，將區(qū)段分界點(diǎn)設(shè)置在聯(lián)絡(luò)線中間，如聯(lián)絡(luò)線邊界計(jì)軸受擾則會影響正線正常運(yùn)營。比如，當(dāng)有金屬物劃過安裝在軌旁的計(jì)軸設(shè)備時，將會影響正線正常運(yùn)營，導(dǎo)致正線列車晚點(diǎn)等情況發(fā)生。本文探討長度較短聯(lián)絡(luò)線的計(jì)軸點(diǎn)設(shè)置方法。

1 長度較短聯(lián)絡(luò)線計(jì)軸點(diǎn)設(shè)置方法研究

1.1 列車檢測及計(jì)軸旁路規(guī)則

CBTC(基于通信的列車控制)信號系統(tǒng)主要包含ATC(列車自動控制)、CI(聯(lián)鎖)、ATS(列車自動監(jiān)控),以及MSS(維護(hù)支持系統(tǒng))、DCS(數(shù)據(jù)通信系統(tǒng))等子系統(tǒng)。ATC子系統(tǒng)由車載ATC設(shè)備與軌旁ATC設(shè)備組成。CI所需軌道占用信息，由車載ATC設(shè)備通過車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)傳遞給軌旁ATC區(qū)域控制器，再傳遞給CI；輔助軌道占用信息則由CI通過安全型繼電器采集計(jì)軸系統(tǒng)檢測的區(qū)段占用出清信息；CI系統(tǒng)根據(jù)上述兩種方式獲取到的占用出清狀態(tài)計(jì)算區(qū)段的占用出清信息。

軌旁ATC區(qū)域控制器，一方面通過車載ATC設(shè)備獲取車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)傳遞的位置信息，一方面接收CI從安全繼電器采集的計(jì)軸檢測系統(tǒng)獲取的列車占用信息，通過比較兩邊信息，判斷計(jì)軸是否有效。如軌旁ATC區(qū)域控制器接收到CI從計(jì)軸系統(tǒng)獲取的是區(qū)段占用信息，但通過車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)獲取的位置信息是區(qū)段沒有占用，此時軌旁ATC區(qū)域控制器會旁路(切除)該區(qū)段計(jì)軸，不采納該區(qū)段計(jì)軸信息，認(rèn)為該區(qū)段計(jì)軸可能受擾。

對于一般情況下的計(jì)軸受擾情況，軌旁ATC區(qū)域控制器會旁路該區(qū)段計(jì)軸，但對于聯(lián)絡(luò)線邊界區(qū)段，由于其是線路入口，因此不允許旁路邊界區(qū)段計(jì)軸。主要原因是：對于非通信列車(未安裝車載ATC設(shè)備或車地?zé)o線通信無法正常工作的列車)，軌旁ATC區(qū)域控制器無法通過車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)獲知列車位置報(bào)告，只能通過CI從計(jì)軸系統(tǒng)獲取占用信息，因此不允許旁路邊界區(qū)段計(jì)軸。

1.2 典型聯(lián)絡(luò)線計(jì)軸點(diǎn)布置方案

1.2.1 典型聯(lián)絡(luò)線計(jì)軸點(diǎn)設(shè)計(jì)

一般情況下，聯(lián)絡(luò)線邊界點(diǎn)與正線通過道岔連接，線路分界點(diǎn)在聯(lián)絡(luò)線中間點(diǎn)，由3個計(jì)軸點(diǎn)組成的道岔區(qū)段設(shè)計(jì)為邊界區(qū)段，如圖1所示的道岔區(qū)段的3個計(jì)軸點(diǎn)(JZ01、JZ02、JZ03)中任意一個受擾，將會導(dǎo)致計(jì)軸系統(tǒng)輸出道岔區(qū)段占用。該區(qū)段為聯(lián)絡(luò)線邊界，軌旁ATC區(qū)域控制器無法旁路該計(jì)軸，因此CI從計(jì)軸系統(tǒng)獲取信息是區(qū)段占用。道岔區(qū)段占用將導(dǎo)致道岔無法轉(zhuǎn)動。計(jì)軸受擾故障后，須在運(yùn)營期間進(jìn)行計(jì)軸復(fù)位的相關(guān)操作，這將嚴(yán)重影響線路正常運(yùn)營，影響列車運(yùn)行間隔，導(dǎo)致列車晚點(diǎn)。

圖1 典型聯(lián)絡(luò)線區(qū)段計(jì)軸點(diǎn)布置方案

1.2.2 典型聯(lián)絡(luò)線增加無岔區(qū)段計(jì)軸點(diǎn)設(shè)計(jì)

一般情況下，通過在聯(lián)絡(luò)線增加1個計(jì)軸點(diǎn)而劃分出1個無岔區(qū)段進(jìn)行優(yōu)化。該無岔區(qū)段為聯(lián)絡(luò)線邊界，與道岔區(qū)段相連。該無岔區(qū)段由2個計(jì)軸點(diǎn)組成，道岔區(qū)段由3個計(jì)軸點(diǎn)組成。如圖2所示，在聯(lián)絡(luò)線增加計(jì)軸點(diǎn)JZ04，邊界區(qū)段由計(jì)軸點(diǎn)JZ03和JZ04組成，分界點(diǎn)在聯(lián)絡(luò)線渡線中間。列車車輪經(jīng)過計(jì)軸傳感器時，計(jì)軸傳感器將采集到的信息傳送到計(jì)軸系統(tǒng)處理器，計(jì)軸系統(tǒng)計(jì)算完后將信息傳送到安全型繼電器，安全型繼電器將信息傳送到CI，CI通過車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)將信息傳送到軌旁ATC區(qū)域控制器。由此可見，列車實(shí)際占用出清狀態(tài)傳遞到CI和軌旁ATC區(qū)域控制器存在一定的延時。計(jì)軸檢測列車占用到聯(lián)鎖計(jì)算占用情況需一定時間，再結(jié)合車輛和信號系統(tǒng)一些參數(shù)可知，兩個計(jì)軸點(diǎn)布置必須滿足一定距離要求。根據(jù)鄭州地鐵4號線車輛和信號系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，結(jié)合列車經(jīng)過聯(lián)絡(luò)線最高允許速度，經(jīng)計(jì)算得到的最小區(qū)段長度必須大于30 m。由于有該限制要求，計(jì)軸點(diǎn)JZ04設(shè)在警沖標(biāo)外方，造成侵限。計(jì)軸點(diǎn)JZ03和JZ04受擾后，計(jì)軸系統(tǒng)輸出邊界區(qū)段占用，而該區(qū)段為線路邊界區(qū)段，不可被軌旁ATC區(qū)域控制器旁路，因此CI計(jì)算結(jié)果為該區(qū)段占用；因計(jì)軸點(diǎn)JZ04在警沖標(biāo)外方，無岔區(qū)段為侵限區(qū)段，因此邊界計(jì)軸受擾，導(dǎo)致無岔區(qū)段占用，影響經(jīng)過該道岔的正線進(jìn)路辦理。

圖2 典型聯(lián)絡(luò)線增加無岔區(qū)段后的聯(lián)絡(luò)線區(qū)段計(jì)軸點(diǎn)布置方案

1.3 長度較短聯(lián)絡(luò)線計(jì)軸點(diǎn)優(yōu)化布置方案

將聯(lián)絡(luò)線處無岔區(qū)段劃分為共用區(qū)段，即該區(qū)段占用信息同時輸出給相關(guān)的兩條線路。如圖3所示，將計(jì)軸點(diǎn)JZ03和JZ04組成的無岔區(qū)段設(shè)置為共用區(qū)段，線路A的分界計(jì)軸點(diǎn)為JZ03，線路B的分界計(jì)軸點(diǎn)為JZ04。

圖3 長度較短聯(lián)絡(luò)線計(jì)軸點(diǎn)優(yōu)化布置方案

為避免共線區(qū)段重復(fù)安裝計(jì)軸點(diǎn)，在聯(lián)絡(luò)線共用區(qū)段計(jì)軸點(diǎn)歸屬線路A，但計(jì)軸點(diǎn)JZ03和JZ04組成的區(qū)段信息輸出給線路A的同時也輸出給線路B。根據(jù)車輛、信號系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，在列車最高允許速度下計(jì)算出最小區(qū)段長度，計(jì)軸點(diǎn)JZ03和JZ04的布置大于最小區(qū)段長度。計(jì)軸點(diǎn)JZ04不在警沖標(biāo)FoulingA外方，并且計(jì)軸點(diǎn)JZ04到警沖標(biāo)FoulingA距離大于死鎖距離。死鎖距離是指：考慮到線路存在坡度，列車可能后溜并與正線運(yùn)營列車發(fā)生側(cè)撞，因此計(jì)軸點(diǎn)設(shè)置位置須與警沖標(biāo)隔開一段距離(長度為列車后溜距離和車輪到車頭距離，如考慮計(jì)軸系統(tǒng)允許丟失一副輪對，那么為第二車輪到車頭距離)，該距離即為死鎖距離。死鎖距離根據(jù)車輛參數(shù)、ATC參數(shù)及項(xiàng)目要求后溜觸發(fā)緊急制動距離等計(jì)算所得。列車在死鎖距離范圍內(nèi)，不允許道岔轉(zhuǎn)動。即使計(jì)軸點(diǎn)JZ03和JZ04受擾，CI計(jì)算結(jié)果為該區(qū)段為占用，但優(yōu)于計(jì)軸點(diǎn)JZ04不在警沖標(biāo)外方，也不在道岔死鎖距離范圍內(nèi)，因此無岔區(qū)段占用不影響經(jīng)過道岔的正線進(jìn)路辦理和信號開放。

采用優(yōu)化后的計(jì)軸點(diǎn)設(shè)置方案，避免了侵限，同時聯(lián)絡(luò)線邊界計(jì)軸受擾不會影響到道岔區(qū)段。而由于道岔區(qū)段不是聯(lián)絡(luò)線邊界，如果其計(jì)軸受擾后被旁路，可在運(yùn)營結(jié)束后進(jìn)行計(jì)軸復(fù)位的相關(guān)操作，不會影響正線的正常運(yùn)營。

2 結(jié)語

當(dāng)聯(lián)絡(luò)線的長度較短時，將一部分無岔區(qū)段設(shè)置為共用區(qū)段，可避免侵限，避免聯(lián)絡(luò)線計(jì)軸點(diǎn)受擾影響正線運(yùn)營；可減少故障搶修時間，降低對運(yùn)營的影響；可提高信號系統(tǒng)可用性，提高運(yùn)營效率。本文介紹的方法已應(yīng)用于鄭州地鐵4號線的聯(lián)絡(luò)線設(shè)計(jì)中，可推廣到聯(lián)絡(luò)長度較短的其他線路中。