楊照路，李建全

上海地鐵2號線是上海首條由國內(nèi)自行設(shè)計(jì)施工的軌道交通線路，2000年6月正式開通運(yùn)營。2018年經(jīng)過評定、論證，確定實(shí)施新增基于通信的移動閉塞（CBTC）系統(tǒng)，并兼容既有基于數(shù)字軌道電路和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的準(zhǔn)移動閉塞（TBTC）系統(tǒng)的方案改造［1-4］，系統(tǒng)整體的可用性得到大幅提升。

由于上海地鐵2號線站型特殊，運(yùn)營間隔短，在早、晚高峰期間會存在一種特殊的運(yùn)營場景，即出庫列車的“反向插車作業(yè)”。正常情況下協(xié)調(diào)操作一個(gè)完整的輔助改方，需要先延時(shí)60 s倒換區(qū)間方向，再辦理插車進(jìn)路。這種辦理方式會導(dǎo)致后方列車在區(qū)間長時(shí)間停車等待，影響乘客乘車舒適度，甚至打亂列車運(yùn)行秩序，破壞系統(tǒng)對列車早晚點(diǎn)的自動調(diào)整，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。因此需要找到解決正線運(yùn)營過程中存在“反向插車作業(yè)”時(shí)，信號系統(tǒng)自動讓后方列車不進(jìn)入?yún)^(qū)間的輔助改方操作方法，避免因運(yùn)營間隔長而打亂行秩序的問題出現(xiàn)。

1 技術(shù)背景

如圖1所示，既有TBTC系統(tǒng)將全線區(qū)段分為進(jìn)路區(qū)段和區(qū)間（個(gè)別特殊車站除外），全線只有在道岔處設(shè)有信號機(jī)，沒有單獨(dú)的區(qū)間信號機(jī)或出站信號機(jī)。正線列車進(jìn)路定義為道岔防護(hù)信號機(jī)至反向終端信號機(jī)所包含的區(qū)段（折返線與存車線的進(jìn)路是兩個(gè)同向信號機(jī)之間的區(qū)間）。2個(gè)聯(lián)鎖集中站之間所有無岔部分線路被定義為區(qū)間，屬于“進(jìn)路閉塞+區(qū)間閉塞”結(jié)合的方式。其中，進(jìn)路閉塞由聯(lián)鎖系統(tǒng)（CBI）實(shí)現(xiàn)間隔防護(hù)，同一條進(jìn)路只允許有一列車運(yùn)行；區(qū)間閉塞由區(qū)間方向?qū)嵤┍O(jiān)控，由列車自動防護(hù)系統(tǒng)（ATP）把區(qū)間方向?qū)崟r(shí)發(fā)送給軌道電路，實(shí)現(xiàn)列車安全間隔防護(hù)，確保多列車在區(qū)間安全追蹤運(yùn)行。

圖1 列車進(jìn)路與區(qū)間劃分示意

新增的CBTC系統(tǒng)中所有控制區(qū)域內(nèi)，通過列車進(jìn)路實(shí)現(xiàn)了CBTC模式下的方向控制以及后備模式下的安全間隔防護(hù)。列車進(jìn)路定義的范圍是自始端信號機(jī)至最近一架同向終端信號機(jī)的覆蓋范圍。針對上海地鐵2號線既有站場布置，為了能同時(shí)滿足CBTC和TBTC下安全間隔防護(hù)［5-6］，聯(lián)鎖采用“進(jìn)路閉塞+區(qū)間方向電路”的方式，方向建立后保持。在區(qū)間所有區(qū)段空閑時(shí)，可通過辦理反向進(jìn)路改變區(qū)間方向；在區(qū)間有車占用時(shí)，通過輔助改方命令，進(jìn)行方向解除（無方向），延時(shí)2 min（既有系統(tǒng)為2 min，TBTC+CBTC系統(tǒng)中按照總?cè)私庥?jì)時(shí)的方式執(zhí)行，在收到TSZ后旁路計(jì)時(shí)）后立即倒換區(qū)間方向。一次完整的輔助改方操作是在原接車站先按下輔助改方請求；然后在原發(fā)車站再按下輔助改方確認(rèn)；等待延時(shí)后進(jìn)行改方（中間如有無岔站，則無岔站在2個(gè)鄰站改方后自動改方）。

隨著城市軌道交通快速發(fā)展，乘客對運(yùn)營安全、效率、服務(wù)質(zhì)量等提出了更高要求，列車在區(qū)間停留時(shí)間過長，會嚴(yán)重影響乘客的乘車體驗(yàn)，同時(shí)給乘客很大的心力壓力，易產(chǎn)生焦躁情緒，甚至引起乘客間沖突［7-8］。為了避免出現(xiàn)這樣的情況，結(jié)合TBTC+CBTC軌道交通信號系統(tǒng)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)邏輯，提出一種基于自動扣車的沖突管理方法來解決上述問題。

2 技術(shù)方案

上海地鐵2號線現(xiàn)有北翟路車輛段、龍陽路停車場、川沙停車場3個(gè)場段，每個(gè)場段對應(yīng)有多個(gè)插車作業(yè)點(diǎn)。為了能夠滿足不同的作業(yè)需求，在列車自動監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）內(nèi)通過配置文件的方式，做到應(yīng)用場景靈活可變。配置的字段包括反向插車站臺的小站號及站臺編號、設(shè)置扣車站臺的小站號及站臺編號、上行折返站臺的小站號及站臺編號、下行折返站臺的小站號及站臺編號、到離站取消扣車標(biāo)記等，對任意可能出現(xiàn)反向插車場景的車站根據(jù)該站的基本信息配置該文件。

2.1 自動扣車

一次完整的“反向插車作業(yè)”設(shè)置扣車流程見圖2，讀取配置文件后優(yōu)先檢查數(shù)據(jù)有效性。以列車停穩(wěn)到站事件為計(jì)算觸發(fā)點(diǎn)，判斷插車點(diǎn)列車是否需要扣車，并給出相應(yīng)告警提醒調(diào)度員［9］。

圖2 到站自動扣車流程

以2號線北翟路車輛段的“反向插車作業(yè)”自動扣車為例，到站自動扣車示意見圖3。一輛載客列車2按計(jì)劃準(zhǔn)點(diǎn)在線運(yùn)營，當(dāng)列車到達(dá)北新涇下行站臺停穩(wěn)后，根據(jù)配置確定該站臺為可能存在“反向插車作業(yè)”的扣車點(diǎn)，進(jìn)而根據(jù)配置的沖突點(diǎn)，在當(dāng)天計(jì)劃查找是否前面有還未出庫的計(jì)劃列車，如果不存在，列車按發(fā)車點(diǎn)繼續(xù)向前運(yùn)行；如果存在這樣的列車1，則本站臺自動設(shè)置扣車，列車上方紅色H（Hold）顯示提醒。

圖3 到站自動扣車示意

當(dāng)出庫列車完成插車作業(yè)后，需要再次根據(jù)當(dāng)天計(jì)劃，查詢后方正線載客站臺扣住的列車是否還有未出庫的沖突列車。如果存在，則后方站臺的扣車不能自動取消；如果已經(jīng)不存在沖突的列車，則系統(tǒng)自動取消扣車，讓列車按計(jì)劃繼續(xù)向前運(yùn)行。

2.2 取消扣車

一次完整的“反向插車作業(yè)”取消扣車流程見圖4，讀取配置文件后優(yōu)先檢查數(shù)據(jù)有效性。以列車大站臺停穩(wěn)到站或小站臺離站（根據(jù)配置）事件為計(jì)算觸發(fā)點(diǎn)，判斷插車點(diǎn)列車是否需要取消扣車，并給出相應(yīng)的告警提醒調(diào)度員。

圖4 到站自動取消扣車流程

以2號線北翟路車輛段的“反向插車作業(yè)”取消扣車為例，如圖5所示，一輛載客列車2自動扣車在北新涇下行站臺，當(dāng)列車1按計(jì)劃出庫到達(dá)淞虹路下行站臺停穩(wěn)后，根據(jù)配置在當(dāng)天計(jì)劃查找是否后面還有還未出庫的計(jì)劃列車，如果有，則結(jié)束；如果沒有，自動取消載客列車2的扣車，列車上方紅色H（Hold）顯示提醒消失。

圖5 到站自動取消扣車示意

2.3 取消扣車時(shí)機(jī)

配置文件中包含了一個(gè)特殊的字段，即到離站取消扣車標(biāo)記，其具體含義是對自動取消扣車時(shí)機(jī)支持2種場景：一是折返站臺離站時(shí)取消扣車；二是正線載客站臺到站時(shí)取消扣車?；诓煌拘停撟侄蔚闹悼赡懿灰粯?。

以川沙停車場為例說明，如圖6所示，凌空路站和遠(yuǎn)東大道站2個(gè)集中站距離較遠(yuǎn)，到離站取消扣車標(biāo)記的值需要配置為1，表明離站時(shí)取消扣車。列車1從折返站臺離站時(shí)，列車2的扣車就會被自動取消并按計(jì)劃向前運(yùn)行到區(qū)間，能夠有效減少列車運(yùn)營間隔。

圖6 川沙停車場示意

以龍陽路停車場為例，如圖7所示，世紀(jì)公園站和龍陽路站2個(gè)集中站距離較近，到離站取消扣車標(biāo)記的值需要配置為2，表明到站時(shí)自動取消扣車。列車1離開折返站臺時(shí)，列車2的扣車不會自動取消，直到列車1出庫完成，到站停穩(wěn)在龍陽路上行站臺時(shí)，列車2的扣車才會被自動取消，這樣能夠更好地控制列車2在區(qū)間的等待時(shí)間。

圖7 龍陽路停車場示意

“反向插車作業(yè)”可能涉及多個(gè)集中站，相關(guān)集中站都應(yīng)該有配置文件，以保證每個(gè)集中站一旦有列車停穩(wěn)到站或者載客離站，都會對插車作業(yè)狀態(tài)重做判斷，避免出現(xiàn)該扣沒扣、該取消未取消的情況。若異常情況下出現(xiàn)以上問題，則該技術(shù)方案對應(yīng)的信號系統(tǒng)既支持調(diào)度員人工取消因“反向插車作業(yè)”自動扣留的車，也支持調(diào)度員對未設(shè)置扣車的站臺人工再設(shè)置扣車的兜底措施。

3 結(jié)束語

采用基于站臺自動扣車的沖突管理，可以很好地解決上海地鐵2號線“反向插車作業(yè)”需求，能夠有效保證列車順序，不會因反向插車而破壞既有的早晚點(diǎn)自動調(diào)整功能，整個(gè)插車作業(yè)自動完成［10］，有效避免了人工可能的誤操作，同時(shí)給出調(diào)度告警提示，也使自動扣車的原因能夠及時(shí)被知曉，避免了列車在區(qū)間長時(shí)間停車，提高了乘客乘車舒適度，為現(xiàn)場穩(wěn)定運(yùn)營提供了良好的保障。