深圳地铁5号线信号系统的基线升级

2021-04-27龙竞航

城市轨道交通研究 2021年4期

龙竞航

(1.上海轨道交通无人驾驶列控系统工程技术研究中心，200071，上海；2.卡斯柯信号有限公司,200071,上海 ∥ 工程师)

随着城市发展的日新月异，旧有城市轨道交通信号系统不可避免地面临着时间与效率的挑战。为保证线路安全高效运营，旧有信号系统的更新升级是必不可少的。深圳地铁5号线(以下简为“5号线”)一期工程于2011年6月28日通车运营。该线总长47.651 km，共有27座车站。经多年持续运行，如今日均客流量已破百万。5号线二期工程也于2019年9月底正式开通运营，全线客流量大幅增长。对于这种大客流既有干线而言，简单粗暴地将其旧有系统全部推倒重来显然会对城市交通及经济发展造成巨大影响。经分析，通过升级信号系统来提升既有线路的运营能力，进而增强线路的稳定性及可靠性，是提升乘客满意度的最佳方案。

1 既有信号系统概况

卡斯柯Urbalis 888系统在国内外拥有众多良好运营案例，其技术已十分成熟。5号线一期工程采用Urbalis 888系统平台170基线，5号线二期工程采用了Urbalis 888系统平台192基线。为保证全线信号系统的正常运行，既有信号系统须与二期工程信号系统对接。经综合考虑，选择将5号线一期工程原先的170基线升级至192基线。192基线是目前卡斯柯Urbalis 888系统平台的最新基线，其功能与稳定性都较170基线有较大提升，已经在众多项目上广泛应用。深圳地铁11号线和升级后的深圳地铁2号线都使用了192基线。

2 新基线的信号系统功能提升

卡斯柯Urbalis 888系统包含ATC(自动列车控制)子系统、CBI(计算机联锁)子系统、ATS(列车自动监控)子系统、MSS(维护支持子系统)及DCS(数据通信子系统)等。此次5号线一期工程信号系统基线升级改造涵盖全部5个子系统。

2.1 ATC子系统

ATC子系统的升级改造主要是车载软件的升级。

在新基线下，所有列车在AMC(自适应调制编码)模式下按照速度码推荐速度运行，即所有车型在区间均采用最高允许运行速度运行。此举解决了170基线下二期工程新增列车与5号线借调的深圳地铁2号线列车在5号线一期工程区域无法达到速度码推荐的最高速度问题，从而优化了行车能力。

改造后的ATC子系统实现了二期工程的接入，为5号线二期工程的开通运营提供了保障。

2.2 CBI子系统

CBI子系统的升级主要体现在：在新基线下CBTC(基于通信的列车控制)进路建立条件检查中，无需检查第一区段的空闲情况；在新基线下CBTC折返进路建立后信号开放条件检查中，不检查区段占用状态；在新基线下，为进路方向配置了箭头显示。升级后，overlap延时解锁均采用分计时，在CBTC模式下显示“XXX-CI解锁”以及“XXX-ATC解锁”等；在BM(后备模式)下显示“XXX-BM下CI解锁”以及“XXX-BM下ATC解锁”等。

在192基线下，进路和自动折返的状态显示中添加了进路名称，以便检查核对进路信息。

新基线基于原来运营中的诸多经验做出改进，优化了诸多操作步骤，有效地提高了运营效率。

2.3 ATS子系统

192基线ATS子系统界面的信号机显示如图1所示。信号机增加了可接近标志“(A)”及引导标志“(C)”。

图1 192基线ATS界面的信号机显示

新基线的ATS子系统显示有如下改进：进路方向显示箭头标志；进路排列并锁闭后，进路方向表示灯点亮，其用绿色箭头表示下行方向进路，用黄色箭头表示上行方向进路；站台DTI(发车显示器)的倒计时在HMI(人机接口界面)上显示；当道岔定反位时，道岔字体颜色变更。

新基线的ATS子系统在MMI(终端人机操作界面)增加了部分HMI的操作权限。具体的新增权限有：道岔锁闭及解锁全线，道岔、区段及信号机的封锁及解封权限，道岔及区段的区域故障解锁，信号机的人工解除进路、重开信号机及引导权限。

新基线ATS子系统的新增功能有：进路预览显示功能，使用使能模式顺序检查以实现交替折返的功能，信号机的人工控制或自动控制功能、扣车及取消扣车功能、取消提前发车及提前发车批处理功能，邻站界面的显示功能，HMI的显示功能，组计轴确认功能，增加及删除账号等账号管理功能、账号排序功能，增加了区段封锁的功能。

新基线ATS子系统的接口和接口接线方式也有改进。PA(公共广播)、PIS(乘客信息系统)、CLOCK(时钟)的接口方式均升级为网口接口方式；所有PA、PIS、CLOCK、ISCS(综合监控系统)及大显示屏等子系统与外部相连的网络接口都设置了防火墙，以保证数据安全。

新基线ATS子系统不仅在人机互动方面做出了诸多改良，有效提高了运营效率；而且在接口方面进行了升级，大幅提高了ATS子系统的安全性，为应对网络安全方面的挑战做好了准备。

2.4 MSS

新基线的MSS增加了设备图形化状态显示功能，如图2所示。

图2 新基线MSS的界面显示

新基线MSS还增加了车站道岔报警智能分析功能。通过在既有线增加灯丝报警仪接口，以实现灯丝报警定位功能。

2.5 DCS

新基线DCS在网络配置方面进行了如下变更：

在一期工程所有集中站及塘朗车辆段，二层交换机的子网掩码范围由255.255.240.0增加至255.255.224.0，从而实现了二期车站接入的通信。

OCC(控制中心)所有交换机的子网掩码范围由255.255.240.0增加至255.255.224.0，可实现二期车站接入后的通信。主交换机增加了车地通信路由，通信列车数量增至99列。

新基线下，5号线正线所有交换机的密码均统一更新。

对全线所有AP(无线接入点)升级，并对一期工程的车载调制解调器DT30固件版本进行升级，实现一期工程与二期工程不同版本的调制解调器共同工作。

3 基线升级调试期间的问题及处理

1) 软件数据方面。受电脑系统环境影响，软件版本或数据有可能会显示错误。5号线升级DTI(发车计时器)接口机时曾出现此类情况。遇到这种情况，应先进行软件的升级测试，再进行硬件升级或软件系统的维护。此外，还应做好新旧软件版本的配置管理工作。在升级调试中，软件的配置变更应及时更新发布。

2) 硬件方面。在新基线测试中，最初曾经使用单机版数据库进行测试。而Windows 10系统的自动更新导致该单机版数据库崩溃，进而使测试未能成功。在后续的升级作业中，改为使用服务器类数据库，并将单机版数据库作为备用。之后未发生过类似情况。此外，备品备件应确保充足，以应对突发状况下的设备更换与故障处理。

3) 现场管理方面。测试人员较多且流动性大。在测试前期，SDM(诊断与维护子系统)、HMI现场硬件及软件升级人员，以及运营单位配合人员对操作步骤不够熟悉，降低了升级测试效率。在测试后期，细化了技术方案的升级回退操作步骤，并加强了对操作人员的培训，及时交底现场的升级情况、运营设备情况、升级软件与运营软件的情况，使得后期升级调试作业效率显著提升。由于调试工作基本上都在夜间展开，且调试作业时间较为紧张，因此做好升级调试方案与应急预案也尤为重要。