地铁联锁跨站进路功能实现方法

摘 要：为保证地铁线路高安全性、高可靠性、高效运营，地铁项目采用进路办理方式（信号机至信号机的进路方式，即所有沿线路方向相邻的两架同方向信号机之间的进路）越来越多，早期使用站内进路和区间自动信号的方式越来越少，因此相邻联锁区跨站进路功能的可靠实现显得尤为重要。

关键词：联锁;跨站进路;进路抢办;无效动岔;通信中断

中图分类号：U284 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2024）30-0144-04

Abstract： In order to ensure high safety， high reliability and efficient operation of subway lines， subway projects adopt route processing methods （annunciator to annunciator route method， that is， route between all two adjacent annunciators in the same direction along the line direction） more and more roads， and there were fewer and fewer ways to use in-station routes and inter-section automatic signals in the early days， so the reliable realization of cross-station route functions in adjacent interlocking areas is particularly important.

Keywords： interlocking; cross-site route; route scrambling; invalid switch; communication interruption

跨站进路是进路始端在本站，但是进路范围包含邻站区段的进路。其功能的实现需要和邻站互传区段信息、进路办理信息、敌对进路信息、站台紧急关闭和屏蔽门信息、区段封锁和SPKS等信息，以此实现进路办理、信号开放和进路解锁对邻站条件的检查。由于道岔受所属集中联锁区控制，即本站不能对相邻联锁区的道岔设备进行控制，故跨站进路邻站区域内不包含道岔设备，下文跨站进路功能实现也是基于跨站进路邻站区域不包含道岔设备的前提来讨论的。跨站进路本站联锁功能实现不再赘述。

早期的地铁项目设计借鉴了国有铁路的车站和区间的设计方法，车站信号机分为进路信号机和区间信号机，进路信号机可实现站内进路控制，区间信号机可静态检查防护区域内的区段空闲、敌对进路未建立、站台紧急关闭未激活和屏蔽门关闭且锁闭等条件（包括邻站条件），条件满足则开放，条件不满足则关闭。虽然通过区间信号检查邻站条件的方法站间传递信息比跨站进路少，但却无法做到跨站进路的精准控制（如区间信号一般无法实现反向运行，若要提供反向运行功能可能还需增加改方等辅助逻辑），无法满足高效运营、精细化管理的需求，故新建地铁项目一般采用进路办理方式。

1 跨站进路功能的实现

1.1 跨站进路的定义

跨站进路功能实现前，需先对跨站进路始终端进行定义，以便接收上位机下发的进路办理命令。始端为至邻站方向最后一架同向信号机，终端一般为始端至本站边界最后一架反向信号机，若没有合适的信号机做终端则需设置虚拟终端。如图1所示，X0102为跨站进路始端，S0104为跨站进路终端，该跨站进路范围为从信号机X0102至X0204。信号机X0105作为跨站进路始端，但是并没有合适的反向信号机，故设置一虚拟信号机AXRZ作为终端，其进路范围为从信号机X0105至X0203。同理，以信号机S0202、S0201为始端的跨站进路也需设置虚拟信号机BSLZ、BXLZ作为进路终端。

1.2 跨站进路的办理

1.2.1 跨站敌对条件检查

跨站进路办理须检查邻站进路范围内迎面敌对进路未建立。邻站可通过递归的方法由远及近将邻站进路部分迎面锁闭状态运算在边界区段并送本站检查。如图1所示，跨站进路X0102—S0104办理须检查邻站区段WG0202、WG0204没有迎面敌对锁闭状态，WG0204检查本身没有上行方向锁闭状态→WG0202检查本身没有上行方向锁闭状态且WG0204没有上行方向锁闭状态→本站WG0106接收到邻站没有迎面锁闭状态，证明没有已经办理的迎面敌对进路，跨站进路初步满足办理条件。跨站进路S0202—BSLZ和小进路S0206—X0204则须检查跨站进路X0102—S0104进路范围内没有迎面锁闭状态。

上述敌对进路检查方法对于引导进路同样适用。

跨站进路邻站部分区段封锁状态也可参照迎面敌对的处理方法进行检查。

跨站进路邻站部分区段占用状态、防淹门打开且锁闭状态、防淹门关门命令激活状态、SPKS激活状态等也需要传递至本站按需进行检查。

1.2.2 跨站敌对进路抢办卡控

跨站进路办理时需实时检查握手信息，证明通道正常。初始状态本站和邻站之间未办理敌对进路，如图1所示，以A站跨站进路X0102—S0104为例。

本站下发跨站进路办理命令，S0104终端按钮命令传递给邻站。

邻站收到S0104终端按钮命令且检查到没有办理至本站的跨站进路（BSLZ终端按钮未按下），告知本站。

本站收到邻站的告知信息，并作为跨站进路办理的必要条件参与运算。

以上的握手信息也可理解为进路办理请求和允许信息，可卡控下文跨站进路一对一的进路抢办。

跨站敌对进路抢办，即相邻站间没有办理敌对进路都具备办理进路条件时，若邻站敌对进路办理时，本站与之敌对的进路将无法建立。主要通过互传敌对进路的终端命令并作为进路办理检查条件来实现。

跨站进路一对一敌对抢办卡控。如图2所示，跨站进路X0102—S0104和S0204—X0202互为敌对进路且邻站敌对进路都只有一条，该场景下2条进路的办理都需要检查迎面敌对进路终端命令未执行，只要一方终端命令先执行成功，则迎面敌对进路不能办理。

跨站进路一对多敌对抢办卡控。如图2所示，B站跨站进路S0203—X0201进路将锁闭至A站WG0103，与之敌对的进路有X0102—S0103、X0101—S0103和X0105—AXRZ，X0201终端命令执行应同时检查邻站的两个敌对进路的终端S0103和AXRZ终点命令未执行。此时可将A站多个终端命令打包，通过近端的敌对进路终端AXRZ传递给B站，B站可实现一次性卡控A站多条进路的抢办。如X0102—S0103、X0101—S0103和X0105—AXRZ的终端命令可组合在进路X0105—AXRZ的终端命令中作为一个组合终端命令传递给B站，同时可以减少站间传递码位数量。A站远端敌对进路X0102—S0103、X0101—S0103可通过检查近端敌对进路X0105—AXRZ终端条件来判断B站是否正在办理敌对进路。

跨站进路多对多敌对卡控。如图1所示，A站进路X0101—S0103、X0105—AXRZ和B站进路S0201—BXLZ敌对，B站进路S0205—X0203、S0201—BXLZ和A站进路X0105—AXRZ敌对，如果按照敌对进路一对多终端命令打包传递，则2条远端的进路X0101—S0103和S0205—X0203就会错误卡控敌对进路。此场景下，2条远端的小进路终端命令状态须单独传递，跨站进路终端分别检查邻站多条敌对进路终端命令状态，2条远端的小进路仍可通过检查近端的终端状态来作为进路办理条件，即跨站进路X0105—AXRZ办理时终端须检查邻站敌对进路终端BXLZ、X0203终端命令未执行，跨站进路S0201—BXLZ办理时须检查敌对进路终端S0103、AXRZ终端命令未执行;远端小进路X0102—S0103和X0101—S0103进路办理须检查邻站敌对进路终端BXLZ终端命令未执行，S0205—X0203进路办理须检查敌对进路终端AXRZ终端命令未执行。

1.2.3 跨站进路的锁闭

跨站进路检查本站和邻站进路办理条件都满足后进行进路锁闭。跨站进路从始端至终端方向依次锁闭至边界区段，同时通过将边界的锁闭命令传递给邻站进而锁闭邻站区段，待邻站区段完成锁闭后将邻站区段的锁闭状态回传给本站来检查完整的进路锁闭状态。如图1所示，跨站进路X0102—S0104进路下行锁闭至WG0106时，WG0106将下行锁闭命令传递给WG0202使WG0202、WG0204完成下行锁闭。通过由远及近递归检查锁闭状态，WG0204完成下行锁闭→WG0202完成下行锁闭且WG0204完成下行锁闭→WG0106完成下行锁闭且WG0202完成下行锁闭，由此跨站进路完成对邻站区段锁闭状态检查，进而实现对进路完整锁闭的检查。

1.3 跨站进路信号开放

跨站进路锁闭后，检查本站信号开放条件满足后还须持续检查邻站相关条件，如区段占用状态、区段锁闭状态、保护区段建立触发区段占用状态、保护区段建立状态、区段封锁状态、SPKS激活状态、屏蔽门状态和紧急关闭状态等都满足开放条件时才能开放。

如图1所示，以跨站进路S0202—BSLZ为例说明信号开放须检查的邻站条件：后备模式下开放信号须检查S0104保护区段建立状态（保护区段建立需要检查触发区段占用状态，此时就需要B站将触发区段占用状态传递给A站进行检查）和DG0102空闲状态;须检查WG0104和WG0106区段空闲状态和未封锁状态;须检查WG0104处站台紧急关闭未激活、屏蔽门关闭且锁闭状态（若项目有需求要关联站台两侧紧急关闭和屏蔽门状态，则需检查双侧站台条件）;须检查邻站SPKS未激活状态。而CBTC模式下，其信号开放与后备模式相比，仅检查邻站区段未封锁状态和SPKS未激活状态。引导信号开放对于邻站条件，一般只检查邻站区段未封锁状态。

信号开放前联锁系统将区分模式持续检查影响信号开放的所有条件，一旦所有条件满足则会开放信号。特殊场景：当列车信号开放后因故关闭，在条件仍然不满足的条件下人工重开信号，列车信号将不能开放（等效于列车进路办理后因条件不满足信号未开放），当满足信号开放条件后将无需再次重开操作，可自动开放列车信号（引导信号不适用）。

信号开放后联锁系统将区分模式持续检查相关条件，一旦条件不满足导致信号关闭，信号在条件恢复后不能自动重开信号，只能通过人工重开信号操作开放信号。若跨站进路设置了自动进路属性，则条件恢复后信号会自动开放。

1.4 跨站进路的解锁

跨站进路随列车行驶自动逐段解锁，发车站边界区段须向接车站边界区段传递三点检查所需的信息。如图1所示，跨站进路X0102—S0104随列车行驶完全进入WG0106，WG0104满足三点检查后已解锁，此时检查到WG0202已占用待WG0106出清后WG0106即可解锁。WG0202在检查到WG0106解锁且WG0204占用后，待WG0202出清后WG0202即可解锁。WG0204作为进路最末区段，可通过进路S0202—BSLZ列车中途折返功能解锁，也可通过办理前方顺向进路正常行车逐段解锁。

跨站列车进路取消、人工延时解锁或引导进路人工解锁时，本站可通过边界区段将取消命令传递给邻站边界区段进行解锁。如图1所示，X0102—S0104列车进路取消或引导进路人工解锁时，区段由近及远逐段解锁，WG0106区段解锁时将取消命令传递给WG0202实现对邻站区段的解锁。

2 跨站进路的优化

2.1 无效动岔的规避

如图1所示，当B站敌对进路S0206—X0204办理后，A站X0102—S0104进路虽然不能办理成功，但A站进路命令下发可使处于道岔反位状态的P0101—P0102由反位操纵到定位，造成无效动岔。此时可将邻站边界区段传递的敌对条件运算后告知上位机，上位机通过卡控进路命令下发来实现无效动岔规避。

2.2 跨站进路解锁优化

跨站进路的解锁是建立在良好的网络通信基础上的，但是在极端情况下可能存在丢一包数据的可能。对于正常行车逐段解锁的场景，由于在互传三点检查信息时已经考虑了轻车跳动时间，丢一包数据不会影响正常解锁。但若丢包的恰好是进路取消命令，就可能会导致跨站进路本站区段已取消解锁，但是邻站区段未解锁的情况。为了保证跨站进路取消命令可靠传递给邻站，本站需对跨站进路边界区段进路取消命令做适当延时处理（取消命令保持时间不宜过长，否则会影响跨站进路再次办理）。

2.3 通信中断/宕机重启

本站至邻站跨站进路建立后邻站宕机重启，邻站重启并恢复通信后，跨站进路邻站部分应能正常锁闭，邻站的敌对进路无法办理，反之亦然。如图1所示，A站跨站进路X0102-S0104进路办理成功进路正常锁闭至X0204并开放X0102信号，当B站因故重启联锁时X0102信号关闭，待恢复正常通信后，B站应将区段锁闭至WG0204，X0102信号机保持关闭，只能在满足信号开放条件下通过人工重开才能开放信号。

邻站至本站跨站敌对进路未建立，通信中断后或邻站宕机重启期间，本站远端的敌对小进路可办理并开放信号，以减少对运营的影响。如图1所示，跨站进路X0102—S0104未办理，当站间通信中断或A站联锁宕机重启期间，B站S0206—X0204应能正常办理并开放信号。

通信中断或联锁宕机重启下的敌对进路卡控和进路锁闭处理，引导进路同样适用。

2.4 反向长大跨站进路折返优化

列车中途折返功能一般设置在终端按钮信号机外方相邻无岔区段，如图1所示，进路X0102—S0103可在WG0103进行折返作业。但若有反向长大跨站进路越过多个邻站站台，可在邻站相关站台处提供列车中途折返功能以增强行车作业灵活性。如图3所示，X0208—S0210进路范围至X0306，可在站台轨WG0304、WG0308处设置列车中途折返功能，提高中途折返灵活性。

2.5 告警优化

站内进路办理或信号开放异常时会有告警提示，但是对于跨站进路，告警可能只有本站的信息，跨站进路如邻站区段占用、封锁、保护区段占用、屏蔽门、紧急关闭和SPKS等条件不满足导致的进路不能办理或信号异常关闭告警通过上位机调取邻站界面显示才能获取。上位机软件设计应优化告警提示，关联邻站影响本站跨站进路的告警信息，给运营人员提供更优质和便捷的服务。

3 结束语

联锁功能的实现离不开实时、稳定可靠的安全数据通信，因此提高网络通信质量仍是保证联锁功能的重要一环。在保证站内联锁功能实现和行车安全的同时，应尽可能减小站间通信故障给行车作业带来的影响。本文就联锁子系统对跨站进路的处理进行了说明，对地铁线路平面图设计和联锁数据和软件详细设计有一定参考意义。

参考文献：

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[2] 许海洋.自动信号在跨站进路中的应用研究[J].铁路通信信号工程技术（RSCE），2018，15（11）：81-83.

[3] 王瑞峰.铁路信号运营基础[M].北京：中国铁道出版社，2008.

第一作者简介：刘文斌（1987-），男，工程师。研究方向为铁路信号。