城市轨道交通试车线设计思路及资源共享分析

董 俊

(厦门轨道交通集团有限公司，361004，厦门//工程师)

目前，我国城市轨道交通正进入高速发展阶段，由于征地拆迁、现场条件等因素的制约，部分城市轨道交通线路试车线条件相对较差，不同程度地存在诸如长度不足、不平直等情况，无法在试车线完成列车部分动态调试工作。因此，在城市轨道交通建设过程中，各地根据城市线网规划及具体实施情况，提出了不同的试车线设计和资源共享方案，并付诸实践。本文结合国内城市轨道交通已建及在建线路的实际情况，在信号系统均选用CBTC(基于通信的列车控制)系统、车辆均选择B型车(6节编组)以及列车运行时速均为80 km这一特定前提下，对试车线设计及资源共享方案进行了分析。

1 试车线功能

试车线通常配置与正线相同的信号系统设备，用以完成列车在正线运行前的动态测试和试验。

1.1 车辆调试

根据城市轨道交通系统车辆运营维护的要求，所有新装车载信号设备的车辆，或经过定修、大架修后的车辆，上线运营前均需进行静态检查和试验，并在试车线(特殊情况在正线指定区段)上进行相应动态测试和试验，以验证车辆及车载信号设备安装是否正确、车载信号设备与车辆控制系统的接口性能是否符合设计要求，以及车载信号设备对车辆的控制精度是否满足上线运营要求等。

此外，在车辆的日常检修过程中，对影响运营安全的设备或部件进行检修后，也应根据相应检修规程对其进行静态和动态试验，从而验证该列车的状态是否满足上线运营标准。

1.2 信号调试

信号系统中的车载信号子系统试车作业分为静态调试和动态调试两个阶段。

(1) 静态调试。车载信号设备的静态调试是在车辆段的静调库内或在试车线上进行，调试期间列车处于静止状态。其主要测试内容包括：检查软件版本及硬件配置，检查车载信号至车辆接口的ATO(列车自动运行)输出、车载控制单元启动中的故障-安全性能表现、车载控制单元的报警和登录以及诊断测试等。

(2) 动态调试。列车上正线运行前的车载信号设备动态调试在车辆段的试车线上进行，调试期间列车处于运行状态。其主要测试内容如下：启动列车及列车初始化测试、轮径校准、定位测试、车地通信测试、驾驶模式及模式转换功能测试、紧急制动试验(包括制动距离)、列车保护距离测试、点式 ATP(列车自动保护)/ATO的功能试验、折返作业(包括ATO无人/有人自动折返、ATP监督下的人工驾驶折返)测试、不同运行等级的ATP功能试验、ATO自动驾驶试验、ATO精确停车试验、车门试验，允许开左侧/右侧/双侧车门、站台门开关门试验(模拟试验条件)，以及临时限速试验等。

2 对试车线的要求

从信号、车辆及其接口功能动态调试所需的测试场景来看，试车线应满足以下要求：①试车线应是平直的线路，不宜有弯道和坡道；②试车线应能测试和验证车辆的牵引制动性能及相应技术参数，以满足列车在各种速度下的启动、制动、紧急制动和测试精度的需求；③试车线应能正确模拟列车的折返作业、在站作业及区间运行等场景，且其长度应至少能满足模拟1个正线区间、2个车站(含站台)以及1段折返路径的要求。

结合以上要求，针对于6节编组B型车辆、车速为80 km/h的列车，其试车线的长度一般不小于1 374 m，且线路应平直。

3 试车线设计思路分析

目前，在我国城市轨道交通建设领域，满足本文所述前提条件下的试车线设计主要存在以下3种思路：

(1) 在城市轨道交通线路条件许可的情况下，配置长度不小于1 374 m的试车线能满足该线路车辆及车载信号系统动态测试的要求。

(2) 在城市轨道交通线路条件不允许的情况下，配置长度不小于1 169 m的试车线能满足该线路车辆动态调试，同时车载信号系统动态调试可借助正线完成。

(3) 基于线网大架修资源共享，集中配置大架修资源于某条线路，并在大架修段配置满足与其直接衔接线路的车辆动态测试和车载信号系统动态测试要求的试车线。在其他与其共享大架修资源的线路配置定修段，且配置满足定修需求的试车线，试车线长度不小于800 m。共享其他线路大架修资源的列车在大架修段试车线上完成车辆动态测试，同时利用定修段的试车线和符合条件的正线区段完成车载信号动态调试。

上述3种设计思路，在我国已建的城市轨道交通系统中均有案例。实践表明，3种设计思路均能满足运营需求。

4 试车线资源共享分析

从上述试车线设计思路分析来看，前两种设计思路基本不考虑共用试车线，车辆及信号相关测试和调试仅借助于城市轨道交通线路既有试车线及正线资源；而第三种设计思路则需考虑对条件较好的试车线资源进行共用。为了更加切合实际，本文对上述3种试车线设计思路在特定条件和场景下进行了分析。

4.1 条件设定

假设某城市1号线车辆段为大架修段，2号线车辆段为定修段，在3号线开通运营初期，1、2、3号线共享1号线大架修资源；1号线车辆段配试车线1条，长度约1 400 m，线路平直，能满足列车动态测试和调试需求；2、3号线试车线条件较差，难以满足高速试车需求；3条线路信号系统均选用CBTC系统，车辆均为B型车(6节偏组)，行车速度均为80 km/h。

4.2 功能需求分析

对信号系统车载设备的动态调试内容所需测试条件而言，除少数与列车运行性能参数相关的测试项，如“紧急制动试验(包括制动距离)”测试项需在列车最高速度运行状态下取得相关技术参数外，其余测试项均不需要列车运行至最高速的条件下就可以进行测试。且车载信号设备的动态调试一般是在车辆动态调试完成且车辆的各项性能指标达到设计要求的基础上进行的。而车辆在试车线上的动态调试，不需要试车线信号系统的支持。

因此，只要车辆系统动态试验能真实准确地测试出车辆的各种运行参数，信号系统车载设备即使不经过列车高速运行，也能通过测算以及正线试验和验证获得所需的技术参数，如车载信号设备支持下的列车紧急制动距离参数等。

4.3 资源共享方案设计

4.3.1 信号系统厂家相同

如果2号线(或3号线)与1号线采用相同厂家的信号系统，故应考虑共用1号线试车线资源，以满足1号线与2号线(或3号线)列车的车辆及车载信号动态试验。即1号线试车线在完成本线试车需求的同时，还应在尽量不增加硬件配置的前提下，通过在1号线试车线信号系统硬件中配置2号线(或3号线)试车线信号系统的软件或数据等手段，来满足2号线(或3号线)的列车在1号线完成大架修之后的车辆和车载信号动态调试需求。同时，运营单位也应据此建立相应的运营管理规程，以避免在此情况下可能导致的操作混乱、管理责任划分不清等问题。

4.3.2 信号系统厂家不同

在2号线(或3号线)的信号系统厂家与1号线不同的情况下，结合上述分析，1号线试车线能满足2、3号线列车车辆动态测试和调试的需求，但在1条试车线配置多套信号系统设备成本高昂且设计难度较大。因此，仅需在2号线(或3号线)试车线上配置与其正线信号系统匹配的试车线信号系统设备，同时利用1号线试车线资源进行2号线(或3号线)列车在1号线完成大架修之后的车辆动态调试。

此外，考虑到2、3号线配置的车辆段为定修段，试车线的长度应满足定修试车作业的需求，即试车线长度应不小于800 m。

4.4 方案可行性分析

4.4.1 信号系统厂家相同

信号系统厂家相同时，由于其信号系统硬件平台基本相同，2号线(或3号线)共用1号线试车线资源仅需在1号线的试车线信号系统硬件平台上配置2号线(或3号线)试车线信号系统软件或数据，并采用相同虚拟站台设计即可。故在此基础上，运营单位可针对多线共用同一试车线信号系统硬件平台(即试车线室内外信号系统设备)，并在设备维护和操作人员可能相同的情况下制定相应的管理规程，同时理清工作流程和责任界面。总而言之，该情形下的共用试车线方案实施难度不大，且资源共享程度较高。

4.4.2 信号系统厂家不同

根据第三种设计思路的理念，在1号线与2号线共享大架修资源(1号线与3号线共享大架修资源与此类似)的前提下，以车载信号系统紧急制动距离参数测试为例，大架修后的2号线列车完成车载信号系统动态调试的过程如下：

(1) 利用1号线试车线完成2号线列车车辆动态测试，测试出2号线列车在不同速度(速度范围为20～80 km/h)下的列车紧急制动距离，并由此推算出2号线车辆的制动率；评估其与车辆在新车验收时的数据是否吻合，不吻合则作进一步调整。

(2) 完成车辆动态调试后，该列车到达2号线试车线。在2号线信号系统的支持下，测试列车在不同速度等级(列车速度由20 km/h至试车线能支持的最大速度)下的列车紧急制动距离。结合相应速度级别下车辆动态测试数据，得到2号线列车在其信号系统反应时间t内的走行距离，进而测算出t值；将t值与其设计初始值比较，不吻合则作进一步调整。

(3) 测算列车在最高速度下、t内的走行距离，加上车辆动态调试过程中测得的最高速度下的紧急制动距离，即可获得信号系统控制下的列车在最高速度运行状态下的紧急制动距离。

(4) 将该列车运行至2号线正线平直的线路区段，以最高速度运行后紧急制动，测量紧急制动距离，并与测算结果进行比对，如吻合，即获得了2号线信号系统紧急制动距离参数。

由上可知，1、2、3号线通过共享大架修资源，在1号线完成了各线车辆动态试验的前提下，利用本线试车线、辅以正线来完成车载信号动态调试方案是可行的。

5 结语

综上所述，在城市轨道交通线路试车线条件较差、且与其他线路共享大架修资源时，可根据实际情况有选择性地采用本文所述方式进行试车线设计，以达到试车线资源共享的目的。