基于站间自动闭塞的武汉轨道交通后备运营信号系统
朱东飞;郑生全;邹海平
【摘 要】结合武汉市轨道交通1号线工程的建设情况,详细介绍了武汉市轨道交通后备模式的形成以及运营需求、轨旁设备的设置原则及自动站间闭塞的功能.武汉市轨道交通线网采用的统一自动站间自动闭塞后备运营信号系统,既能满足后备运营的要求,又不影响CBTC(基于通信的列车控制)系统功能的实现和设备性能指标;而且满足各种设备故障情况下的运营要求,减少了设备故障对运营的干扰;同时,实现了轨道交通网络建设和运营的资源共享及互联互通的运营要求.%Based on the construction of Wuhan rail transit Line 1, the formation of Wuhan metro backup mode, its operational requirements, setting principle of trackside equipments, and the function of automatic blocking between stations are introduced in detail.Wuhan metro network adopts the unified inter-station automatic blocking fallback system, which can meet the operation needs in backup mode without influencing the performance of CBTC system.It can also meet the operation needs in different devices failure modes, by reducing the interference of equipment over train operation,it could achieve the goal of resource sharing and interoperability in rail transit network.
【期刊名称】考虑了互联互通和资源共享的问题《城市轨道交通研究》
【年(卷),期】2014(017)0z2
【总页数】4页(P1-4)
【关键词】基于通信的列车控制;信号系统;后备模式;自动站间闭塞
【作 者】朱东飞;郑生全;邹海平
【作者单位】武汉地铁集团有限公司,430030,武汉;中铁第四勘察设计院集团有限公司,430036,武汉;中铁第四勘察设计院集团有限公司,430036,武汉
【正文语种】中 文
【中图分类】U231.7
武汉市轨道交通1号线一期工程于2004年7月28日通车试运营。在该项目建设初期,围绕着移动闭塞系统是否要增加后备运营信号系统展开了激烈的争论。争论的主要焦点是移动闭塞系
统在列车失去通信后如何保证列车的安全和不中断运营。这关系到移动闭塞系统在国内是否有市场和应用前景的问题。在武汉项目之前,国内其他城市的轨道交通项目很大程度上就是因为这一顾虑而放弃采用移动闭塞信号系统。
针对武汉轨道交通1号线小编组列车和小间隔追踪运营的运营特点,选用了泰雷兹(THALES)的SelTrac®移动闭塞信号系统,并要求配置后备运营信号系统。这解决了业主对移动闭塞系统担心的2个问题:当列车失去通信或车载信号设备故障后应保证列车安全;移动闭塞系统设备故障后须维持一定的运营能力。1号线后备运营信号系统的设计,正是以此为指导思想来确定了后备运营基本技术条件。泰雷兹根据这些技术条件在原移动闭塞系统的基础上进行开发。首先开发车站控制器(STC)级的基本联锁功能,增加STC与计轴评估设备的接口,增加STC输出控制信号机的点灯,完成计轴、信号机和转辙机间的联锁,并实现站间闭塞运营等信号系统功能。同时,根据SelTrac®系统结构的特点,增加了系统管理中心(SMC)子系统的光传输通道,配置了车站级的本地系统管理中心(LSMC);并将SMC和车站的LSMC连接起来,构成SMC子系统的热备传输通道;当中央到车站的电缆模拟传输故障时,保证ATS(列车自动监控)的传输不中断,同时SMC和车站LSMC都可办理列车进路。
由于考虑到SelTrac®信号系统的成熟性,后备运营信号系统力求简单,仅设计为联锁级的后备运营信号系统,满足站间闭塞的运营要求;区间不布置任何信号机,仅在车站布置出发信号机;当前方车站的列车离开站台后,本站的列车就可出发,列车运行的目标点是下一站的站台位置。
1号线一期的后备模式信号机的显示为蓝灯、绿灯、黄灯、红灯,满足联锁级的站间闭塞功能。1号线二期工程在2010年7月28日开通试运营,其后备模式在既有1号线1期的基础上进行了完善,增加了绿黄灯显示。但在SelTrac®系统原本的设计中,STC之间无直接通信传递站间联系信息,如果直接由STC驱动绿黄条件,需要对系统的结构进行改造。考虑到改造费用及建设工期,采用了造价低的系统外部增加继电器电路的方案:设计了站间联系电路,增加了站间联系电缆,修改了信号机点灯电路;将关联信号机的开放条件通过站间联系电缆进行了传输,实现了站间信息的传递;联锁区与联锁区间的信号机有了关联,实现了自动站间闭塞的功能。
1号线工程的后备运营信号系统的结构简单,经几年来的运营实践证明符合后备运营的基本要求。该后备系统对原有CBTC(基于通信的列车控制)系统的改造不大,未影响到主系统的可靠性,所以后备系统的使用非常少。但由于首次尝试设计CBTC的后备系统,在一些功能上还存在一些不完善的地方,如不能做到自动实现CBTC列车与非CBTC列车的混跑等。
1号线的后备运营信号系统为武汉市轨道交通网络的后备运营信号系统提供了建设和运营的基础和经验。在后备运营模式下,信号机之间的显示具有速度含义,司机根据信号机的显示有把握地按照信号机显示含义所规定的运营速度行车,能够实现行车间隔不大于4.5 min的运营能力,满足信号系统在后备模式下的运营需求和运营安全。同时,工程车在夜间作业时根据信号机的显示行车,为工程车上线作业提供了保障,所以,后备运营信号系统也能为非ATC(列车自动控制)列车的应用提供防护,保障了作业安全。
1　后备运营模式下闭塞方式的选用
采用成熟、可靠的CBTC系统的城市轨道交通,在后备模式下运营的几率不大,因此,后备运营信号系统的主要目标不是后备运营模式下的运营能力,而是在保证列车运行安全的前提下不中断轨道交通的运营。
武汉市轨道交通后备运营信号系统的设计,应以安全、可靠、简单、适用为原则。这符合武汉市轨道交通的如下运营特点:保证原型CBTC系统的特点,不影响原型CBTC系统的可靠性和可用性;列车占用检测设备的选择应符合CBTC系统的特点,原则上列车占用检测设备的单点故障不影响CBTC系统的正常运营;后备运营能力应满足轨道交通线路的初期行车间隔要求,在CBT
C故障情况下,能保证列车的正常运营,维持一定的行车组织,满足一定的运能,满足在线路设计的速度目标值为80 km/h、站间距为1 300 m左右的条件下,后备运营信号系统的间隔可以达到4.5 min;轨旁信号机的布置应以车站站台为列车运行的目标停车点,力求简单;区间原则上不设置信号机,避免区间停车;在CBTC模式下,轨旁信号机应为点灯模式;在后备运营模式下,联锁设备应具有自动列车进路和自动折返进路的功能;在联锁进路保护的情况下,人工驾驶模式的最大速度应不超过60 km/h的最小线路限速;能够实现CBTC列车和非CBTC列车自动混跑,力求做到线网内后备运营模式的统一。
根据武汉市轨道交通线路的运营特点,后备运营信号系统的设计应遵照的原则为:首先,后备运营信号系统是应急运营设备;其次,后备运营信号系统应满足初期运营能力的要求。自动站间闭塞方式符合武汉市轨道交通的运营特点,这种方式能够保证列车的运行安全、有效提高列车在区间的运行速度、减少区间轨旁信号机的布置,司机仅根据出站信号机的显示将列车自本站开到下一站站台停车,减轻了司机的紧张程度。
2　轨旁信号机的设置原则
在武汉轨道交通1号线一期的建设过程中,最初泰雷兹的后备方案中,无信号机的概念,只有在道
岔前设置道岔指示器,表示道岔左开、右开的位置关系。在配置CBTC系统的后备模式时,才设计了基于联锁的信号机,开发了车站STC级的基本联锁功能,支持后备模式及非通信列车的运营。

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