地铁信号系统接口设计研究范文

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【摘要】随着轨道交通的快速发展，不同线路之间联络线的也越来越多，信号系统是保障不同线路通过联络线进行转线作业的安全系统，因此信号系统的联络线接口设计既要保障安全，也不能降低系统的可用性。本文经过对不同的信号系统接口方案的探讨，确定一个最适合的接口方案。

【关键词】联络线；接口设计；信号系统

1概述

近年来，我国城市人口快速增长，规模不断扩大，机动出行需求增长很快，使得城市地面交通越来越拥挤。越来越多的城市选择轨道交通来缓解城市交通拥堵，优化完善城市空间布局，提高人民生活质量。同一个城市往往开通两条以上轨道交通，为了便于运送大修、架修车辆，工程维修车辆、磨轨车等的临时调度运行，以及检修设备的资源共享，不同的地铁线路之间需要设置一条或多条联络线。为保障正线行车作业与联络线转线行车作业的安全，信号系统联络线接口设计显得尤为重要。

2联络线接口设计原则

结合福州地铁1号线与6号线联络线的特点，对联络线的设计方案进行探讨。福州地铁1号线与6号线之间的进行转线作业时，列车的驾驶模式采用人工驾驶模式（RM）或非限制人工驾驶模式（NRM），同时司机按照接发车进路始端信号机的显示行车，信号机的显示须遵守联络线接口设计的联锁关系。1号线和6号线联络线接口设计的联锁关系须满足如下要求：（1）两条独立运营线路，在非转线作业时，互不影响双方的正常运行；（2）联络线采用机电接口设计，遵循“谁采集谁供电”的原则；（3）联络线处的两组道岔分别归各自的线路控制；（4）不同线路之间需要进行照查检查。

3设计方案探讨

3.1传统的设计方案

在传统的设计方案中，1号线与6号线的分界点为联络线中间位置，1号线与6号线的终端计轴交叉布置，保证联络线上的轨道区段无盲区；信号机为并置设计。图2中接口处的信号设备轨道区段L1DG，信号机XL1以及道岔W1属于1号线联锁控制范围；轨道区段L6DG，信号机XL6以及道岔W2属于6号线联锁控制的范围。此方案在目前国内大部分地铁项目得到了应用。该接口方案的采用机电接口进行互传信息，通过安全继电器（JWXC1700）将各自的信息提供给对方，互传信息如表1所示。（1）方案设计总体原则：①定义接入本线的进路为接车进路，本线向邻线进路为发车进路。②两条线不能同时向对方排列进路。③接车进路信号开放后，发车进路（引导除外）才能开放。④显示界面需显示对方站的信号开放条件及相关照查表示灯。（2）方案设计原理（以1号线向6号线发车举例说明接发车原理）：①发车进路：a.进路取消：A.向6号线排列SL1至XL6的进路时，1号线调度人员需通过电话方式通知6号线调度人员。由6号线调度人员先排列以XL6为始端往6号线的进路，待XL6开放允许信号后（不包含引导），1号线调度人员才能排列SL1至XL6进路；B.排列SL1至XL6时，需检查6号线XL6ZCJ吸起后，进路才允许锁闭；C.排列SL1至XL6时，进路锁闭后，SL1允许信号开放（不含引导）需检查XL6允许信号开放条件（不含引导）；D.当XL6未开放允许信号时，SL1至XL6进路可预先锁闭，待XL6允许信号开放后，SL1信号机自动开放（仅首次开放时）；E.排列SL1至XL6引导进路时，引导信号开放不需检查XL6允许信号开放条件；F.SL1信号机开放期间需实时检查SL2开放条件。b.进路取消：发车进路取消按正常操作办理。②接车进路：a.进路办理：A.6号线办理以XL6信号机为始端的进路，信号开放即接近锁闭；B.XL6信号机能开放引导。b.进路取消：当6号线调度员需取消以XL6信号机为始端的接车进路（包括引导）时，需先通知1号线值班员取消向6号线的发车进路。此进路只能采用区解方式解锁；③界面显示要求：a.1号线显示界面需显示6号线XL6信号机显示状态（LXJ吸起点黄灯，YXJ吸起点红黄）、L6DG区段空闲占用状态及对方照查表示灯；b.6号线界面需显示1号线XL1信号显示状态（LXJ吸起点黄灯，YXJ吸起点红黄）、L6DG空闲占用状态及对方照查表示灯。（3）方案的不足该方案已经在全国大部分地铁线路上得到了应用，安全性得到可靠验证。但在具体施工过程中还存在不足，由于L1DG（L6DG）是有三个计轴点组成的计轴区段，不管道岔W1（W2）处在定位还是反位，只要L1DG（L6DG）有车占用，就会将L1DG（L6DG）GJ落下状态传递给6号线（1号线），此时会对运营造成以下问题，以1号线为例：当1号线的轨道区段L1DG故障时，1号线会将轨道区段L1DG设置为ARB，此时不会影响1号线CBTC列车的正常运行，但是当6号线正常运营的列车运行到L6DG处时，1号线收到L6DGGJ落下的状态，将L6DG设置为非CTC占用，根据CBTC信号系统故障导向安全原则，当L1DGARB时，相邻的轨道L6DG为非CBTC占用时，L1DG也会被置为非CBTC占用的状态，此时将会影响1号线CBTC列车的正常运营，导致故障扩大化。

3.2改进型设计方案

为了解决传统设计方案中不足，即因为计轴故障而导致正常运营受到影响的问题，对接口处设计进行改进，如图2所示。根据图2可以看出在6号线一侧增加一个计轴区段L6-2DG，此时双方互传信息表1中将“6号线→1号线”的L6DG-GJ改为L6-2DGGJ，其他保方案设计准则和设计原理不变。此时如果1号线L1DG计轴故障，L1DG处在ARB状态时，当6号线正常运营的列车运行到L6DG时，由于L1DG与L6DG相隔一个轨道区段L6-2DG，L1DG不会被置为非CBTC占用的状态，大大提高了系统的可用性。同理也可以在1号线一侧增加一个计轴区段。建议先开通的线路增加一个计轴区段。但该改进型设计方案在联络线处没有超限的情况下可以使用，结合福州地铁1号线与6号线的联络线实际超限情况，该方案将不满足两线互不影响的运营的需求。

3.3最终设计方案

福州地铁1号线与6号线联络线长度共计72.4m，1号线的超限处距离1号线W1道岔岔芯37.3m，6号线的超限处距离6号线W2道岔岔芯也是37.3m，如果按照改进型方案进行设计，由于1号线与6号线的分界点在联络线中间，因此1号线终端计轴距离1号线W1道岔岔芯36.2m，如果1号线正常运营的列车运行到L1DG轨道区段时，就处在6号线以SL6信号机为始端的正常运营的超限区段，导致6号线正常运营的列车不能越过SL6信号机，影响了6号线列车的正常运营，为了解决此问题，则提出以下最终解决方案，见图3。根据图3和表2可以看出，以1号线向6号线发车为例，1号线W1道岔岔后测向最短的轨道区段必须满足最不利情况下列车停车距离（表2中制动就离）29m，而6号线的警冲标则设置在岔后31.1m处（表2中警冲标距离），只要岔后侧向的第一个计轴点设置在岔后侧向29~31.1m处则即可满足列车最不利情况下停车的需求也可满足进路超限检查的需求。同理6号线向1号线发车也是按此进行设计。从图3中可以看出联络线上增加了一个1号线和6号线共用的轨道区段L1-2DG（L6-2DG）此轨道区段各自采集各自的，这样也可避免由于岔区计轴故障而造成故障扩大化的问题。本方案的设计既满足了列车转线运行的安全，也提高了信号系统的可用性。

4结论

通过对以上三种方案的分析，传统性设计方案在国内大部分地铁线路上得到了应用，安全性得到了验证，但是在计轴故障情况下系统的降低了系统的可用性。改进性方案解决了计轴故障情况下系统的可用性问题，但该方案适用于不超限的联络线上使用。目前国内城市建设地铁越来越多的考虑乘客乘车的方便，不同线路之间同台换乘的设计越来越多，同台换乘线路之间建立联络线必然导致联络线场段较短且存在相互超限的情况，此时福州1号线与6号线的联络线接口设计最终方案可以很好地解决系统可用性和超限情况。

参考文献

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[2]《地铁设计规范》（GB50157-2013）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2013．

[3]邹海平.地铁联络线信号系统接口设计[M].北京：铁道通信信号出版社，2014.

[4]朱志国，席庆.警冲标及信号机位置的求解方案[J].西南交通大学学报，1995.

作者：王冠文 单位：通号城市轨道交通技术有限公司