轨道交通分段工程信号系统衔接设计方案简析

于 露 胥 昊

在城市轨道交通建设中，由于规划线路的长度、地区、客流不均衡及工程建设难度等因素，一般采取将线路分段建设开通，然后再延伸建设的方式。信号系统是线路运营的中枢神经，是保障行车安全和指挥线路运营的重要设施，分段建设必然会增加信号系统设计及实施的难度。为减少由此带来的问题，从工程建设之初就做一定前瞻性的设计，对工程的建设具有一定意义。

CBTC系统是近年国内新建轨道交通工程中普遍采用的信号系统，它包括：列车自动监控子系统（ATS）、列车自动防护子系统 （ATP）、列车自动驾驶子系统 （ATO）、联锁子系统 （CI）。

各设备厂商移动闭塞系统的架构基本类似，但在实现某个功能的方式上可能存在差异。下面就信号系统的分段开通方案进行设计。

1 信号系统衔接设计方案

轨道交通工程实施中，一条分段建设的线路上必须采用同一套信号系统。即使一条线路分为3段，中段最后贯通也是如此。 《地铁设计规范》（2013版）第17．3．3节第1条款规定：同一ATS系统可监控一条或多条运营线路。监控多条线路运行时，应保证各条线路具有独立运营或混合运营的能力。本文以一条线路分为2段开通建设为例，讨论信号系统进行衔接的设计方案。

1．1 首开段信号系统预留设计

在轨道交通线路首开段工程设计中，需为后开段工程做出一定的预留，以预防或减少贯通过程中的改造性工作，具体包括以下方面。

1．控制中心设备预留。控制中心主要配置ATS中心设备，无论如何分段，整条线路应采用1套控制中心设备。在设备硬件配置上，计算速率、存储空间应满足整条线路、远期车辆数量配置要求，机柜内预留一定数量的模块插接槽，在此基础上再预留一定的余量。线路数据服务器上应预留整条线路的数据存储空间和一定余量。

中心大表示屏为全线开通预留一定的表示位置。根据在线运营列车对数、线路长度及车站数量等因素综合考虑是否预留调度工作台位置。

2．车站及轨旁设备预留。处于分段边界的车站，由于交路运行列车在该车站折返，故车站一般设有道岔，那么建议这样的有岔车站设置为信号的设备集中站。在后开段进行联锁区划分时，可能存在需要纳入首开段联锁区管辖，这样的集中站设计可以减少信号电缆控制距离上的影响，也为骨干网络 （或者光纤组网）的割接提供了方便，减少了后期夜晚施工的难度。在后开段线路上或车站不稳定时更应考虑此设计，以避免后开段联锁区划分出现尴尬局面。

车站及轨旁主要配置ATP／ATO设备、车站ATS设备、车站联锁设备。处于边界的设备集中站，需要考虑在硬件上预留：室内计轴机柜的接线模块、联锁用接口板、无线接入点室内接线模块、组合柜及分线柜的数量和接线位置，电源设备也应具有足够容量以及模块位置，能够满足后期的新设备接入。

ATP／ATO设备的控制能力应按照最小行车间隔、远期车辆数量预留，并具有一定的余量。

3．车载设备的预留。前期开通线路的运营列车，应具备存贮整条线路数据的容量，还应具有最短期限要求的操作、报警记录存储容量。

1．2 贯通运营信号系统衔接设计

1．控制中心设备衔接。在线路数据服务器中增加新的线路数据，需对运行图编辑工作站、调度工作站及维护工作站进行软件升级，使之具有全线表示及控制能力，运行图编辑工作站能够编辑新的全线运行图／时刻表。

可根据在线运营列车对数、线路长度及车站数量等因素，综合考虑是否增加调度工作站，其控制区域根据需求进行重新划分。大表示屏接口计算机的软件升级为全线显示画面。中心设备与综合监控、通信、PIS等各专业的接口信息也更新。

2．车站及轨旁设备衔接。ATP／ATO设备、CI设备重新划分控制区域，对联锁、ATP／ATO、计轴设备硬件增加控制模块，满足新增轨旁设备的接线要求。

根据全线联锁区的划分，对处于边界的轨旁设备，如信号机、计轴、无线接入点等需正确接入所属联锁区集中站。修改联锁表，对联锁／站级ATS服务器及工作站软件进行升级，满足新划分联锁区控制要求。

在边界设备集中站的骨干网节点 （或光纤组网的光纤配线架），接入后开段的ATS、CI以及维护网络，实现DCS有线网络重构，整条线路组成完整的网络环路。

3．车载设备衔接。由于前期运营的车载设备，不具备后面线路的数据，需对每列车进行软件升级和数据的更新，才能实现在整条线路上运行。

2 备用控制中心的调试功能

首开段开通以后，在全线贯通的实施过程中，信号系统只能选择在非运营时段进行线路衔接的调试工作，而且必须在第2天运营前完成调试并切换回原系统。

目前，各条线路大多配置了备用控制中心，在调试阶段可以将备用中心设备作为调试设备使用，备用控制中心安装全线控制软件。正式运营时使用主用控制中心，主用控制中心设备若发生故障，切换到车站ATS分机来控制列车运营。运营结束后人工切换至备用中心设备进行调试，夜间调试完毕后，再恢复到主用控制中心控制首开段运营。

3 结束语

城市的发展及规划的更新，分期、分段以及延伸线路的建设也越来越多。虽然CBTC系统的应用日趋成熟，但是各个CBTC系统供货商的技术成熟度、工程应用经验还是参差不齐。这里仅从设计角度就分段线路信号系统预留及衔接方案进行了分析，而分段工程的调试方案也极具重要和复杂性，需要信号系统参建各方进一步细致地分析论证。对于具体的某一条线路，还应根据线路条件及所采用信号系统特点，具体分析工程的预留与衔接工作，不断进行优化设计，以降低贯通工程实施的难度。

［1］ 廖理明，郜洪民．轨道交通延伸工程车站信号改造方案［J］．铁道通信信号，2007，43（11）．

［2］ 许耀亮．地铁既有线与延长线信号ATS子系统联接施工设计方案探讨［J］．铁道通信信号，2011，47（7）．

［3］ 张楚潘，郜洪民．轨道交通既有线路拆分工程信号系统改造方案实例探讨［J］．铁道通信信号，2008，44（8）．