信号系统在地铁快线成都18号线中的应用

（1．卡斯柯信号有限公司，上海 200071；2．中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031）

成都轨道交通18 号线一二期工程为西南地区首条最高时速达140 km/h 的市域地铁线路，为服务中心城区及机场客流设计了快慢车。该线路北起火车南站，穿越龙泉山隧道，自北向南至机场北站，线路全长69.114 km，共设置13 座车站，其中11 座地下站，2 座高架站。设置合江车辆段1 座，在合江车辆段内设置维修中心、培训中心、试车线。控制中心设置在10 号线华兴站附近多线合用的新苗控制中心内，初期配置列车26 列。

信号系统满足初、近、远期8 辆编组（最高运行速度140 km/h）、并预留6 辆编组（最高运行速度160 km/h）的要求，正线列车最小追踪间隔满足2 min 的要求。成都轨道交通18 号线计划于2020 年正式通车试运营。

1 信号系统方案

成都轨道交通18 号线一二期工程信号系统采用功能完备、技术先进的基于无线通信的列车自动控制系统（CBTC 系统）[1]，采用CASCO/ALSTOM 公司的Urbalis888 移动闭塞系统。CBTC 系统由列车自动监控子系统（ATS）、列车自动防护子系统（ATP）、列车自动运行子系统（ATO）、计算机联锁子系统（CBI）、数据传输子系统（DCS）和维护支持子系统（MSS）组成。成都轨道交通18 号线的信号系统结构如图1 所示。

成都轨道交通18 号线共设置11 个设备集中站，分别为火车南站、世纪城站、海昌路站、西博城站、兴隆站、天府新站、三岔站、福田站、天府机场3 号4 号航站楼站、天府机场1 号2 号航站楼站、机场北站。成都轨道交通18 号线的信号系统共设置8 套区域控制器（ZC），其中正线设置7 套ZC，分别位于火车南站、海昌路站、兴隆站、天府新站、三岔站、福田站、机场北站，试车线设置1 套ZC。全线设置1套线路控制器（LC），位于天府新站。11 个正线设备集中站、合江车辆段及试车线各配置1 套计算机联锁设备（CBI）。

图1 信号系统结构

2 信号系统特定应用设计方案

现行《地铁设计规范》适用于时速不超过100 km/h 的普通地铁线路，对于运行速度为120 km/h 及以上的地铁线路，国家尚未出台相关设计标准和规定。成都轨道交通18 号线作为成都第一条地铁快线，最高时速达140 km/h，为使成都地铁信号系统有一个高水平的技术起点，结合成都轨道交通18 号线站间距长、时速高、站型复杂、站间距长、快慢车组合运行等特点，同时满足运营维护要求，增强系统的可用性，信号系统采用了多项特定的应用设计方案，解决工程难点，在满足运营需求的前提下，为乘客提供更好的服务。下文将从长大区间特殊设计、越行站轨旁信号设备特殊布置、快慢车的特殊设计3 个方面进行详细阐述。

2.1 长大区间特殊设计

一般的常规地铁线路站间距在1 km 左右，室外设备控制距离（室外设备至集中站设备机房）一般不超过5 km，而成都轨道交通18 号线站间距普遍较长，平均站间距约5 km，天府新站至三岔站的站间距甚至达19 km。

天府新站至三岔站的超长站间距导致室外信号设备控制电缆超出了相关标准要求，且给工程应用设计及后期运营维护带来了较大难度，当区间设备发生故障或进行日常检修作业时，维护检修人员需要从最近的车站走较长距离才能到达目标设备所在位置，作业完成后还需要走较长距离才能返回就近车站，这个过程将耗费大量的维修时间，降低维修作业效率。同时，为解决远距离传输所带来的压降及电磁干扰问题，需要增大电缆截面积，从而增加了工程建设和后期运维成本。

经运营管理部门、设计院及施工单位等多方研究论证，可在天府新站至三岔站区间的中间位置设置一座供信号系统室内设备使用的设备用房，同时该设备房还能作为运维人员的值班用房。在设备房内增设1套设备集中站所需的全套信号设备，包括1 套计算机联锁子系统（CBI）、1 套车站级列车自动监控子系统（ATS）、1 套数据传输子系统（DCS）、1 套维护支持系统设备（MSS），这样便将该区间拆分为2 个部分，使得该区间轨旁信号设备的控制距离缩短了一半，在降低工程建设和后期运维成本的同时也提高了信号系统整体的可靠性，且该方案在安装调试阶段经验证达到了预期效果。

2.2 越行站轨旁信号设备特殊布置

常规地铁线路由于采用的是单一交路或大小交路运行的运营组织方案，不存在快车越行慢车的运营场景，车站配线也较常规，由于成都轨道交通18 号线存在快车越行慢车的运营场景，因此，设置了海昌路站和三岔站2 个越行站[2]。

越行站作为慢车避让、快车越行的交汇点，其站型设计及信号设备布置应有效结合，尤其是信号设计过程中要充分挖掘站型特点，充分考虑快车作业和慢车作业互相不影响，如保护区段不应同时征用快车站台与慢车站台交汇处的道岔区段，应设置各自独立的保护区段，使其作业互不干扰。具体场景为当在快车紧跟慢车运行的过程中，下一站为越行站时，慢车较快车先到达该站慢车对应的停靠站台，紧接着快车达到该站快车对应的停靠站台。根据预先设定的运行图计划表，快车应在该站超越慢车（越行作业），所以出站口前方的道岔不应被慢车的保护进路锁闭，否则会导致快车需要在该站等待前方道岔解锁后才能办理出站进路，从而大大降低了快车越行慢车的效率。

图2 越行站轨旁信号设备布置图

基于以上快车越行慢车的场景，经与运营方详细讨论，最终形成了越行站标准轨旁信号设备布置方案。如图2 所示，经过道岔直股的站台为快车站台，经过道岔弯股的站台为慢车站台。在设计信号平面图时，道岔区段与站台轨道之间设置一个独立的无岔区段作为快车和慢车独立的保护区段，一方面保证了列车进站停车过程的行车安全，另一方面使得快车及慢车进站停车过程中均无需锁闭前方道岔，因此快车在发车前无需等待前方道岔解锁，从而减少了快慢车在越行站作业的相互干扰，提高了系统的可用性。

2.3 快慢车的特殊设计

常规地铁线路没有快慢车行车组织方案，日常运营过程中，运营组织人员仅需对列车的起点站和终点站进行管理，作为乘客也只需要关注列车所能到达的终点站、跳停车站及下一站。为满足更加丰富的旅客差异化出行需求，成都轨道交通18号线一二期工程设计了快慢车[3]行车组织方案，慢车在交路运行过程中采用站站停的方式组织运行，而快车则采用仅在客流量较大车站或关键车站（如机场）停靠，在其余车站均跳停的方式组织运行。

快车相比慢车平均旅行速度更高，运行时间更短，而慢车相比快车停靠车站更多。所以，在信号系统设计过程中，应充分考虑快慢车对不同乘客的需求特点进行详细设计，避免乘客错误乘坐快车或慢车而给其带来不便，同时，还应充分考虑为运营组织人员在运营组织和管理过程中提供便利，如在界面设计过程中应加入明显提示快车和慢车的不同标识。根据快慢车实际运营组织需求，通过时刻表预设快慢车属性，中央信号系统为每列车自动分配识别码，其中包含一位列车类型码，用来识别是快车还是慢车，“K”表示快车，“P”表示慢车，列车自动运行子系统（ATO）根据中央信号系统下发的行车指令自动运行至目标站台停车。在越行站，慢车可根据时刻表计划选择在慢车站台停靠等待快车越行，在特殊情况下，也可人工干预调整快慢车行车计划。与此同时，为提高站台的服务水平，中央信号系统还会将快慢车列车类型码“K”和“P”发送给站台乘客信息系统和乘客广播系统，乘客信息系统和乘客广播系统可根据情况进行显示和播报，以提前通知乘客，避免乘客错误搭乘快车或者慢车，提高了地铁运营的整体服务质量。

3 结语

成都轨道交通18 号线一二期工程所采用的特定应用设计方案经多方论证，达到了设计的目的和预期的效果，明显提高了运营效率和信号系统的可用性，尤其是通过对越行站特殊配线设计和快慢车运营组织需求的深入挖掘，信号系统在设计过程中充分体现了以提升系统可用性及乘客服务质量为导向的理念，尤其是针对快慢车设计，充分考虑了运营组织人员及乘客的多方面需求。因此，希望成都轨道交通18 号线信号系统的特定应用设计方案可以给其他地铁快线信号系统提供很好的借鉴。