馬加朋，李建鋒

(鄭州地鐵集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450000)

折返效率是影響地鐵運(yùn)行效率的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[1]，在URBALIS信號(hào)系統(tǒng)中采用站后折返方式的自動(dòng)折返方案，有利于地鐵線路運(yùn)營(yíng)組織，不易發(fā)生客流擁擠，且停站時(shí)間不會(huì)過(guò)長(zhǎng)[2]。URBALIS信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)列車到達(dá)折返站能可靠實(shí)現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)折返的正確率不低于99.99%，本研究分析URBALIS信號(hào)系統(tǒng)中列車自動(dòng)折返模式原理和實(shí)現(xiàn)方式，并結(jié)合現(xiàn)有的自動(dòng)折返故障進(jìn)行分析總結(jié)，對(duì)故障快速定位處理有一定的指導(dǎo)意義。

1 ATB模式定義

自動(dòng)折返是基于無(wú)線通信的列車控制 (CBTC)運(yùn)營(yíng)等級(jí)下的一種運(yùn)行模式，是指CBTC列車在無(wú)須司機(jī)操作的情況下，在授權(quán)自動(dòng)折返操作區(qū)域經(jīng)由牽入進(jìn)路運(yùn)行至折返線虛擬站臺(tái)，車載控制器(CC)自動(dòng)切換駕駛室，再經(jīng)牽出運(yùn)行至預(yù)定目的站臺(tái)的過(guò)程[3]。ATB模式需要由列車自動(dòng)監(jiān)控(ATS)子系統(tǒng)、列車自動(dòng)控制(ATC)子系統(tǒng)、聯(lián)鎖(CI)子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信(DCS)子系統(tǒng)共同完成。

2 ATB模式實(shí)現(xiàn)條件

URBALIS系統(tǒng)ATB模式可用條件為列車在授權(quán)自動(dòng)折返操作的區(qū)域內(nèi)、CBTC控制級(jí)別可用、列車停穩(wěn)、車門和屏蔽門關(guān)閉且鎖閉、駕駛手柄在零位、方向手柄在零位和兩個(gè)駕駛室都沒(méi)有被激活(鑰匙在OFF位)。

3 URBALIS信號(hào)系統(tǒng)提供兩種自動(dòng)折返模式

3.1 站臺(tái)上的無(wú)人自動(dòng)折返按鈕

列車在無(wú)人自動(dòng)折返站停車、旅客下車完畢、車門和站臺(tái)門關(guān)閉后，兩個(gè)駕駛室都沒(méi)有被激活(鑰匙在OFF位)且方向手柄在零位、駕駛手柄在零位、列車處于ATB停車區(qū)域，此時(shí)ATB啟動(dòng)按鈕指示燈點(diǎn)亮，司機(jī)按壓按鈕后下車；司機(jī)激活站臺(tái)ATB按鈕，啟動(dòng)列車折返作業(yè)；當(dāng)列車執(zhí)行自動(dòng)折返時(shí)，司機(jī)步行至下一個(gè)站臺(tái)，等待列車完成自動(dòng)折返停在該站臺(tái)；一旦車停準(zhǔn)，司機(jī)上車激活另一端的設(shè)備，開(kāi)始新的運(yùn)行。

3.2 司機(jī)臺(tái)ATO(自動(dòng)列車運(yùn)行裝置)發(fā)車按鈕

列車在無(wú)人自動(dòng)折返站停車、旅客下車完畢、車門和站臺(tái)門關(guān)閉后，兩個(gè)駕駛室都沒(méi)有被激活(鑰匙在OFF位)且方向手柄在零位、駕駛手柄在零位、列車處于ATB停車區(qū)域，此時(shí)ATB啟動(dòng)按鈕指示燈點(diǎn)亮，由司機(jī)按壓列車ATB按鈕；司機(jī)按壓ATO啟動(dòng)按鈕，列車執(zhí)行自動(dòng)折返時(shí)司機(jī)行至列車的另一端；列車停在站臺(tái)后司機(jī)激活列車另一端，并打開(kāi)車門及站臺(tái)門，待旅客上車完畢關(guān)閉車門及站臺(tái)門，開(kāi)始新的運(yùn)行。

4 ATB模式信號(hào)與車輛原理圖分析

4.1 駕駛室激活

在非ATB駕駛模式下，ATC使用KSON作為輸入信號(hào)來(lái)了解司機(jī)激活了哪個(gè)駕駛室，認(rèn)為該駕駛室有駕駛員且在監(jiān)控列車運(yùn)行，其中KSON是安全輸入信號(hào)(DSI_1)。

如圖1所示，KR1繼電器的勵(lì)磁電路與KR2繼電器的常閉接點(diǎn)串聯(lián)，KR2 繼電器的勵(lì)磁電路與KR1繼電器的常閉接點(diǎn)串聯(lián)，確保了兩個(gè)駕駛室的互鎖關(guān)系，避免出現(xiàn)兩個(gè)駕駛室都被司機(jī)激活的情況。

圖1 ATB模式下駕駛室激活原理圖

在ATB駕駛模式下，ATC利用CSR(ATC選擇駕駛室繼電器)信號(hào)配置列車運(yùn)行方向駕駛室(駕駛室1或駕駛室2)，其中CSR是功能輸出信號(hào)(FDO_19)，與KSON選擇駕駛室的處理方式相同。CSR1設(shè)為1，表示ATC選擇激活駕駛室1；CSR2設(shè)為1，表示ATC選擇激活駕駛室2。如圖1所示，KSON為OFF位時(shí)，ATC輸出CSR=1，F(xiàn)DO_19接點(diǎn)閉合，CSR繼電器常開(kāi)接點(diǎn)閉合，KR繼電器勵(lì)磁，列車駕駛室被ATC激活。而CSR繼電器勵(lì)磁時(shí)需要KSON1、KSON2均處于OFF位，從原理圖驗(yàn)證了ATB模式可用時(shí)需要兩個(gè)駕駛室都沒(méi)有被激活(鑰匙在OFF位)。若列車正處于ATB模式時(shí)，司機(jī)激活任意一端駕駛室，ATC將設(shè)置CSR1為0，即使此時(shí)ATC輸出CSR信號(hào)，但由于CSR繼電器勵(lì)磁電路被斷開(kāi)，CSR信號(hào)無(wú)法使KR繼電器勵(lì)磁，繼而ATC無(wú)法選擇駕駛室激活。因此，從原理圖也可得出司機(jī)激活駕駛室優(yōu)先于ATC激活駕駛室。

4.2 車載ATB按鈕命令采集

當(dāng)滿足ATB模式條件、ATB模式可用時(shí)，ATB按鈕會(huì)點(diǎn)亮。FDO_8為ATB_IND功能信號(hào)輸出，ATC請(qǐng)求點(diǎn)亮ATB按鈕的指示燈，告知司機(jī)可以使用ATB功能。司機(jī)按壓列車 ATB按鈕(ATB_PB)后，ATC會(huì)采集到ATB_PB為1的功能輸入信號(hào)，列車進(jìn)入ATB模式。ATB按鈕接點(diǎn)與KSON接點(diǎn)串聯(lián)，只有KSON處于OFF位，ATB按鈕被按下后才能得到有效的輸入信號(hào)，列車才能進(jìn)入ATB模式。

4.3 站臺(tái)ATB按鈕命令采集

駕駛室ATB按鈕指示燈點(diǎn)亮，司機(jī)按壓列車ATB按鈕后，列車進(jìn)入ATB模式。司機(jī)可以按壓ATO啟動(dòng)按鈕實(shí)現(xiàn)有人監(jiān)督的自動(dòng)折返，或利用站臺(tái)ATB按鈕實(shí)現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)折返。折返站臺(tái)設(shè)置自動(dòng)折返按鈕，司機(jī)按下后ATB按鈕繼電器勵(lì)磁吸起，聯(lián)鎖采集到ATBAJ繼電器吸起，通過(guò)骨干網(wǎng)發(fā)送給車載ATC，車載ATC收到信息后啟動(dòng)列車的折返作業(yè)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)折返。

5 ATB折返失敗故障統(tǒng)計(jì)

ATB折返失敗故障統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 ATB折返失敗故障統(tǒng)計(jì)

6 結(jié)語(yǔ)

ATB折返失敗原因主要類型：信號(hào)不能正常輸出虛擬鑰匙信息(CSR)、ATB方向向前信息(FWD)、牽引指令、牽引級(jí)位信息等；車載ATB按鈕、站臺(tái)ATB按鈕故障等；軌旁轉(zhuǎn)轍機(jī)、PSD設(shè)備故障等；以及車輛專業(yè)問(wèn)題、司機(jī)操作問(wèn)題。