QC卡斯柯信号系统列车升级理论

姚靓

摘要：卡斯柯CBTC系统是一个基于无线的列车自动控制系统。它最大的特点是可以无线通信，由列车-地面间周期传递列车位置信息和地面-列车间传递移动授权来实现功能。基于无线通信的CBTC 系统是指通过无线通信方式，来确定列车位置和实现车-地双向实时通信。列车通过轨道上的信标，确定列车绝对位置，轨旁 CBTC设备，根据各列车的当前位置、运行方向、速度等要素，向所管辖的列车发送“移动授权”，即向列车传送运行的距离、最高的运行速度，从而保证列车间的安全间隔距离。

关键词：轨道交通；卡斯柯CBTC系统

一、CBTC系统特征介绍

无线CBTC采用无线通信系统，通过开放的数据通信网络实现了列车与轨旁设备实时双向通信，信息量大，并通过采用基于IP标准的列车运行控制结构，实现列车运行控制。它由ATC子系统：包括CC（车载计算机）、ZC（区域控制器）及 LC（线路控制器）；DCS子系统；ATS子系统；CI联锁子系统；MSS维护支持子系统组成。

宁天线正线信号系统采用卡斯柯的CBTC信号系统，列车在CBTC模式下的运行基于移动闭塞，列车以CBTC-ATO/CBTC-ATPM模式运行时，司机根据车载DMI指示以自动驾驶方式或人工驾驶方式运行。列车以CBTC-ATO/CBTC-ATPM模式运行时，列车前方授权终端范围内的信号机为非点灯状态，非CBTC-ATO/CBTC-ATP模式运行的列车前方信号机均为点灯状态。

二、BM后备模式系统特征介绍

BM 模式为系统的降级运营模式，它可以针对整条线路也可以仅仅用于一个特定区段或特定的列车。当 CBTC 模式功能失效或特殊需要时，能启动后备模式组织列车运营。后备模式下 ATP/ATO 系统将以联锁、计轴轨道区段、信号机、道岔及有源信标、无线接口按目标‐距离方式控制列车运行。

在增强型后备模式下，列车可以通过安装在轨道上的信标和无线从联锁接收轨道上前方信号灯和道岔的信息。这使得系统在正常情况下提供的功能，只能降级提供。

在后备模式下运行采用基于“1个红灯+1个防护区段”防护的闭塞方式行车。

三、相关功能介绍

1、ATP/ATO子系统实现的功能，车载控制器（CC）通过线路上的信标进行定位，并将定位信息发送给区域控制器（ZC），区域控制器（ZC）向车载控制器（CC）发送变量（轨旁设备状态〈信号、道岔、区段占用〉、紧急停车区域状态和授权终点（EOA）。车载控制器（CC）根据授权终点（EOA）计算运行速度。正线只设置一套线路控制器LC，位于葛塘站的信号设备室内。线路控制器（LC）采用3取2冗余技术，管理数据版本和临时限速、时钟同步。

2、计算机联锁子系统CI实现的功能

实现与ZC 接口，负责把本区域内的信号机和道岔状态、列车进路设置情况、保护区段的建立、区间运行方向、联锁处理结果等信息发送给相应的ZC，并接收ZC 发送的列车位置等相关信息。实现与车载CC 的接口，接收车载系统发送的站台门动作信息，通过安全型继电器实现与站台门系统的接口。实现与ATS 的接口，接收车站ATS 分机的控制命令，并把站场显示信息传送给车站ATS分机和OCC ATS；同时接收并显示ATS 分机发送的列车识别号。负责和LEU 接口，在后备模式下向车载系统提供轨旁信号和道岔的相关信息。

3、数据通信子系统DCS实现的功能

DCS由无线网络、有线网络、网管系统组成。

有线网络：为信号系统提供一条无缝的数据传输通道，保证信号应用轨旁数据传输的的准确性。同时也为 车地通信的接口提供服务。

无线网络：实现车载信号设备与轨旁信号设备之间的无线通信。

网管系统：SDH网络管理系统用于管理SDH网络。

四、列车升降级处置原则

1、列车在ZC边界处降级

降级列车占用的计轴区段与ZC边界±300米重叠（方州广场至沈桥区间的G1426-G1502、G1425-G1501计轴区段，龙池至化工园下行的G1005-G1101，六合开发区至龙池上行区间的G1010-G1102计轴区段，信息工程大学至卸甲甸上行区间的G0408-G0502计轴区段，卸甲甸至高新开发区下行的G0501-G0403计轴区段，这6个计轴区段与ZC边界±300米重叠），行调需确认列车与前方计轴边界的距离。

1.1、距前方信号机300米内

司机明确距前方X0401/X0502/X1001/X1102/X1502/X1413信号机在300米内（以司机目视距离为准，相关信号机在司机目视范围以外时，视为超过300米。下同），行调令司机RM模式运行寻码，若运行400米后仍未升级为CBTC/BM，行调令其切除ATP运行至前方站恢复ATP尝试升级。

1.2、距前方信号机300米外

司机明确列车距前方X0401/X0502/X1001/X1102/X1502/X1413信号机超过300米，行调令其切除ATP運行至前方站恢复ATP尝试升级。

2、列车在非ZC边界处降级

2.1、在区间降级的处置

列车在区间降级，行调令降级列车司机RM模式运行，若运行400米后仍未升级为CBTC/BM，行调令其切除ATP运行至前方快速升级站台恢复ATP尝试升级。

2.2、在站台区域降级的处置

根据宁天线的线路特点，全线除六合开发区下行站台、信息工程大学下行站台，其余站台均为快速升级站台。

a）列车在进站时降级，若还没有对标停稳，采取RM模式进站对标，上下客完毕后继续RM模式动车出站升级。若RM模式出站运行400m后仍不成功，行调应立即通知司机改为NRM模式运行至终点；

b）若列车在对标完毕后降级，在快速升级站采取RM模式动车出站；六合开发区下行站台、信息工程大学下行站台采取NRM模式动车出站，并视情在快速升级站再次尝试RM模式出站升級，若RM模式出站运行400m后仍不成功，行调应立即通知司机改为URM模式运行至终点；

2.3、在折返线降级的处置

列车在折返线产生降级故障，同时利用备用车替换该车运营。遇折返线无备用车可用时，司机在折返线处置后，RM模式动车至站台，若没有升级，行调须确认降级列车的定位、通信是否正常。

a）降级列车有定位无通信

列车开关门作业完毕后，采用BM模式运行至终点站；若出站后没有升级，采用NRM模式运行至终点站，视情退出服务。

b）降级列车无定位有通信

列车开关门作业完毕，采用NRM模式运行至终点站退出服务。

c）降级列车无定位无通信

列车开关门作业完毕，行调令司机利用停站时间重启车载ATC后，RM模式动车出站尝试升级，若没有升级，则采用NRM模式运行至终点站退出服务。

2.4、在转换轨降级的处置

库内出车时，列车在转换轨产生降级故障，行调应确认降级列车的定位、通信是否正常，同时利用备用车替换该车运营。遇库内无备用车可用时，司机在转换轨处置后（在转换轨如何处置等测试后通号中心发技术联系单确认，以免发生3月16日故障情况），RM模式动车通过X0709/X0710信号机，若没有升级，行调令司机利用葛塘站停站时间重启车载ATC后，RM模式动车出站尝试升级，仍没有升级为CBTC/BM模式，则采用NRM模式运行至终点站退出服务。

2.5、同一地点连续降级（非折返线）

若在同一地点/区段连续两列车均降级，行调须确认降级列车的定位、通信是否正常。

a）降级列车有定位无通信

行调令后续列车司机在进入关系区段前一站改为强制BM模式驾驶，通过关系区段运行至下一站，恢复CBTC驾驶。

b）降级列车无定位有通信

行调令后续列车司机在进入关系区段前一站改为NRM模式驾驶，通过关系区段运行至快速升级站，尝试RM模式出站升级。

c）降级列车无定位无通信

行调令后续列车司机在进入关系区段前一站改为NRM模式驾驶，通过关系区段运行至快速升级站，尝试RM模式出站升级。

3、追踪非受控列车运行间隔

CBTC列车追踪非受控列车（RM/NRM/BM）运行，需间隔一站一区间以上的行车间隔。行调可视情令CBTC列车改为强制BM模式追踪非受控列车运行。

4、列车故障救援（降级情况ZC/LC/SDH，）

原则上故障车司机在接到行调通知停止故障处理的命令后，因恢复车载ATP便于救援车前往救援。故障车与救援车连挂后必须切除车载ATP，采用NRM驾驶至下线地点。

（作者单位：南京地铁运营有限责任公司）