重庆单轨交通3号线信号系统运营模式

王 辉 徐志华

（北京电铁通信信号勘测设计院，北京 100036）

1 系统概述

重庆单轨3号线采用基于无线通信的列车控制系统（CBTC），CBTC系统的在线检测是通过无线通信，实时地接收列车位置信息，从而掌握列车的在线位置。CBTC系统具有分别对应不同系统控制级别的CBTC模式、后备模式等2种系统工作模式，可根据故障情况等手动选择相应的模式。此外，作为搭载了CBTC的列车运行模式，将提供正常情况下的常用模式及异常情况下的ATP切除模式。在常用运行模式内又分为列车自动运行（ATO）模式、列车自动防护（ATP）模式、限制人工驾驶（SR）模式、调车模式等。根据列车运行位置(正线/车辆段等)以及故障发生等情况，自动或手动地切换至相宜的模式进行运行。

CBTC系统等级划分如表1所示。

表1 CBTC系统等级划分表

后备模式指当CBTC系统无法使用的情况下所使用的控制模式。以运行于相应线路的所有列车为对象，通过物体检测方式进行列车检测来实施信号控制。

后备系统实现CBTC故障时的后备模式控制。常用系统与后备系统是完全独立的2个系统，而且可快速切换到后备系统。

重庆市单轨交通3号线后备系统的列车检测使用与CI相连的计轴，在闭塞分区的边界设置计轴，以检测列车位置，判断列车的运行方向，将进入或出清闭塞分区的信息传给联锁。

后备系统的列车检测单位是进路起点和终点，在道岔区间以及站间等位置安装列车检测设备，实施固定闭塞控制。

2 系统运营控制模式

2.1 控制中心调度指挥模式

通常列车的运行处于控制中心自动监控状态。在正常情况下，调度员仅监督列车及设备的运转，当列车的实际运行与计划运行图之间发生一定偏差时，可对偏差进行自动或人工调整。控制中心调度指挥模式分为自动监控模式（ATS）和调度员人工调整模式。

2.1.1 自动监控模式（ATS）

在ATS模式下，控制中心ATS子系统主要完成以下功能。

1）根据联锁表、计划运行图及列车位置自动生成进路控制命令，传送到车站联锁设备，设置进路。

2）控制中心根据列车计划运行图自动生成列车车次号（服务号、目的地）；车组号、乘务组号由当天控制中心发往车辆调度终端的时刻表经车辆派班室“填空”确认后送回生成。

3）自动完成正线区段内列车车次号的跟踪。当列车从车辆段出发占用转换区段时登记进入系统并开始跟踪，列车返回车辆段后结束，车次号随列车的运行而移动。通过车地通信实时校核车次号。由于某种原因车次号丢失或与时刻表车次号冲突，系统自动报警，行车调度人员可通过行车调度工作站对列车车次号进行修改。

4）系统具有列车计划与实际运行的比较功能和计算机辅助调度的功能，即在发生列车计划与实际运行超过一定偏差时，ATS子系统自动调整；超过限定偏差，发出偏差报警，并自动给出调整方案，供调度员人工调整。

2.1.2 调度员人工调整模式

调度员可在控制中心人工发出有关命令，对全线的列车运行进行人工干预。

1）调度员人工调整列车运行

在ATP/ATO设备（包括地面及车载设备）及联锁设备无故障状态下，列车的实际运行与实施的计划运行图之间发生偏差，控制中心行车调度员可以根据显示屏以及行车调度工作站显示的列车运行状态，在行车调度工作站上（无线配合）对列车运行进行人工调整。调度员人工调整列车运行包括以下内容。

①对有关列车实施“扣车/终止站停”或“跳停”。

②对计划运行图进行在线修改，包括“时间平移”、 增加或取消列车、改变列车的始发点及始发时间、调整列车的出、入段时间等。

2）人工进路控制

行车调度人员根据需要，可在ATS子系统行车调度工作站对车站联锁设备发送进路控制命令，经联锁设备校核后排列进路。此外，可由车站值班员申请，行车调度人员由控制中心ATS子系统人工发出“授权”命令，并经车站值班员“确认”后，将联锁子系统改由车站一级控制。

3）自动或人工设定列车的车次号

在车辆段转换区段、车站股道及折返线上，控制中心可自动生成列车车次号，行车调度人员也可通过行车调度工作站对该列车的车次号进行重新设定、修正和删除。

2.2 车站控制模式

2.2.1 车站自动控制模式

在车站自动控制的模式下，ATS自动根据时刻表向联锁设备发送排列进路命令，或车站值班员对常用的进路设定为自动追踪状态，当列车进入防护该进路的信号所定义的接近区段时，将会自动排出一条固定的列车进路。

2.2.2 车站人工控制模式

在车站控制模式条件下，车站值班员将可以直接控制车站联锁设备。

1）联锁设备的人工控制

车站值班员在车站的操作员工作站上，在本联锁区控制范围内排列进路，并可对联锁控制范围内的进路、道岔和轨道区段做特殊的设置或操纵。

2）紧急停车按钮的操纵

每侧站台及IBP盘应设有紧急停车按钮，它是在车站股道上发生突发事件情况下，为保护乘客及设备的安全，使列车紧急停车的装置。按压紧急停车按钮后，ATP将对预先定义的一定范围内进、出站列车实施紧急制动。在故障已排除，允许解除列车紧急制动时，车站值班员操作IBP盘上的紧急停车恢复按钮，恢复列车正常通行。

3）对信号元素的封锁及轨道区段临时限速的设置

在车站操作员工作站上，可对道岔、轨道区段等信号控制元素实施封锁，以阻止列车通过该元素。当因线路维修保养或其他原因需要对某段线路实施临时限速时，车站值班员可根据OCC行车调度员指令在操作员工作站上对要求的限速区域设置临时限速区以确保行车安全。故障排除后，车站值班员可解除设置的限制速度，但此操作必须慎重并需得到OCC行车调度员的授权。

4）对扣车、跳停、提前发车等的设置。

3 降级运营模式

3.1 地面设备故障

1）地面设备(ATP逻辑部、SM、APM、AP)故障时，区间内的列车由于通信中断而紧急停车。

2）ATP逻辑部故障时，联锁逻辑部收不到ATP逻辑部信息，检测到ATP逻辑部故障，这时，CI就根据计轴的列车检测信息控制信号机。

3）驾驶员通过无线电话通知地面调度员，列车由于通信中断而紧急停车。

4）将地面设备的故障范围设定为防护区间，具体情况如下。

*逻辑部故障时，相邻的正常逻辑部生成停车点在故障逻辑部的外方。

* SM、APM故障时，通过本逻辑部完成相应范围内的防护。

* AP连续故障时，通过本逻辑部完成相应范围内的防护。

5）地面调度员根据所设定的防护区间向驾驶员发出指示，将车载驾驶模式切换到SR模式，并告知可运行的区间（至故障范围的终端）。

6）驾驶员收到地面调度员的指示后，驾驶列车在SR模式下在指定的区间内根据信号机（联锁控制）运行。

7）通过故障区间后，车-地通信恢复正常，条件成立后自动地过渡到ATP模式。

故障得到修复后，调度员办理相应手续，从而相应区段恢复正常CBTC模式。

8）在故障恢复正常前，ATS中心自动控制功能停止，进行车站或人工调度，如图1所示。

9）防护区间随列车移动而移动。

3.2 车载设备故障时

1）车载无线设备故障时，该列车与地面的通信中断时。

2）驾驶员通过无线电话向地面调度员报告列车由于无线通信中断而紧急停车。

3）ATP将列车前后必要的范围设定为防护区间。

4）地面调度员根据所设定的防护区间，向驾驶员指示将车载驾驶模式切换到SR模式，并通知司机在前方看信号机行车。

5）驾驶员收到地面调度员的命令后，转换到SR模式后运行，或根据需要可在相应信号机处开始按照站间闭塞行车，如图2所示。

6）故障车从正线退出后，驾驶员报告给地面调度员。

7）防护区间的解除是经人工确认后解除。地面调度员确认故障车从正线退出后，解除防护区间。故障车所在的防护区间按照大区间设置考虑，随着故障车的移动，防护区间不断向前推进，直到车辆段、车站、折返线为止，如图3所示。

3.3 故障车的救援

1）正线上出现了无法继续运行的列车。

2）驾驶员通过无线电话，向地面调度员报告列车故障。

3）ATP将列车前后必要的范围设定为防护区间。

4）地面调度员设定防护区间后，发出救援列车的请求。

5）救援列车在CBTC防护下行至防护区间边缘外暂时停车，然后向地面调度员报告。

6）地面调度员将防护区间的范围延长到救援列车所在的在线位置。

7）地面调度员延长防护区间后，向救援列车的驾驶员发出转换到SR模式的指示。

8）救援列车的驾驶员根据地面调度员发来的指示，将车载驾驶模式切换到SR模式，然后与故障车连挂，将故障车拖到正线以外，此过程均以SR运行。

9）故障车退出正线后，救援列车的驾驶员向地面调度员报告情况。

10）地面调度员确认故障车退出正线，解除防护区间。

3.4 CBTC与后备模式切换

夜间运营列车停运后，CBTC与后备模式进行切换，夜间作业工程车在后备模式下采用非限制人工驾驶模式运行，该模式为ATP切除状态，列车运行无超速防护功能，列车的运行安全由司机负责。

4 结束语

通过对重庆单轨3号线信号系统运营模式的介绍，可以了解重庆单轨3号线信号系统的相关功能，尤其是信号系统应对各种故障情况的灵活性、高效性，在以后类似的应用领域有很好的借鉴作用。

[1]北京电铁通信信号设计院．重庆市轨道交通三号线南延伸段初步设计说明文件[S]．

[2]中铁电气化局集团有限公司，株式会社日立制作所，中信国际合作公司等．重庆市轨道交通三号线一期工程信号系统设备技术规格书[S]．

[3]傅世善．闭塞与列控概论第十讲移动闭塞概述[J]．铁路通信信号工程技术，2006，3（4）：61-63．