秦小虎

摘 要：針對城市軌道交通大量開展的互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)的方案研究，文章在分析其關鍵組成和技術要求的基礎之上，開展了對互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)驗證平臺的研究工作，以實驗室驗證平臺和試驗線現場驗證平臺為主要載體，綜合了仿真模型和實物驗證的功能，為下一步的互聯(lián)互通示范工程建設提供參考和借鑒。

關鍵詞：城市軌道交通；CBTC；互聯(lián)互通；驗證平臺

隨著我國各大城市對城市軌道交通的大力建設，單線運營存在的問題日益顯著，基于全局綜合調度的網絡化運營成為了必然的趨勢。然而，目前的各地城市軌道交通網絡化運營尚無法統(tǒng)一調度在不同線路上運行的使用不同信號廠家的列車，無法共享運力資源，造成較大的浪費。

以重慶市的城市軌道交通為例，截至2014年底，重慶軌道交通已經建成并投入運營的線路包括一號線、二號線、三號線、六號線，線路總長193.65公里。然而目前線路運能與客流需求匹配性仍然較差，相同制式線路的列車不能靈活調配。如一號線和六號線，都是地鐵B型車系統(tǒng)，一號線沿線為城市核心區(qū)和商業(yè)中心，客流量增長很快，運能已經出現飽和，但配屬列車的增加還需要較長的時間；六號線則相反，客流量比預測客流小，運能富余量較大。兩線間有交叉、有換乘，但因為使用的是不同廠家的信號產品，因而無法實現列車過軌，六號線雖然有足夠的備用列車卻無法與一號線共享。

1 研究的背景及意義

目前應用于城市軌道交通系統(tǒng)的列車自動控制系統(tǒng)有三種：包括基于移頻軌道電路固定閉塞系統(tǒng)、基于數字軌道電路的準移動閉塞系統(tǒng)、基于通信的移動閉塞系統(tǒng)（CBTC）。與前兩者相比，CBTC實現了移動閉塞，有助于縮短列車間隔時分、增大線路的通過能力，成為了城市軌道交通信號領域的主要選擇。

我國于2012年由中交協(xié)組織開始編制城市軌道交通CBTC信號系統(tǒng)標準，并于2013年6月發(fā)布了《中城協(xié)10號-2013城市軌道交通CBTC信號系統(tǒng)行業(yè)技術規(guī)范需求規(guī)范（暫行版）》，為互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)的研究提供了基礎平臺。采用互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)將能進一步發(fā)揮CBTC系統(tǒng)的技術優(yōu)勢，提升其在建設、生產、運營、維護期間的社會效益和經濟價值，主要體現在：通過靈活的跨線運營減少乘客換乘等待時間；通過快慢車運營提高直達旅行的速度；通過全網資源共享能有效減少配屬列車的總數量節(jié)約建設運營成本；通過提高線路復用度簡化站臺規(guī)模降低運行能耗；通過降低備品配件庫存量減少資源的投入，等等。

正是因為互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)具有這些重要的優(yōu)勢，許多研究機構和商業(yè)公司都投入到對其的研究工作來，并提出了多種設計方案[1][2]。根據“2015城市軌道交通發(fā)展論壇暨第十六屆《城市軌道交通研究》理事會年會”發(fā)布的消息稱，城市軌道交通通信信號系統(tǒng)互聯(lián)互通的有關規(guī)范正在制定中[3]。因此，在工程實施中究竟采用什么樣的解決方案、如何驗證各方案的實際運行效果，就成為了擺在建設總承包單位面前的一項重要任務。

2 驗證平臺體系設計

2.1 主要技術指標及要求

滿足系統(tǒng)設計行車間隔90秒，列車最高運行速度達到120公里/小時，滿足區(qū)域線網互聯(lián)互通的網絡化運營要求，實現各線路列車跨線及共線運行。

2.2 實驗室平臺設計

從技術層面來說，CBTC的互聯(lián)互通分為四個部分，即數據通信部分（DCS）、車載部分、軌旁部分和ATS部分[4]。實驗室驗證平臺需要緊密圍繞這四個部分進行建設，并按照“半實物仿真運行系統(tǒng)”、“綜合監(jiān)控系統(tǒng)”和“綜合測評系統(tǒng)”的層次結構進行設計和集成。其中，做為核心層次的“半實物仿真運行系統(tǒng)”還可以按照全局支撐層、代理層和模型/實物層劃分為三個細分結構。整體組成結構如圖1所示：

平臺采用分布式仿真技術，模塊間以松耦合機制相互通信，其中包含有車載控制器與ATS的互聯(lián)互通、車載控制器與區(qū)域控制器的互聯(lián)互通、ATS與區(qū)域控制器的互聯(lián)互通以及區(qū)域控制器之間的互聯(lián)互通。對于實物設備，底層的仿真運行系統(tǒng)通過相應的接口和代理接入仿真系統(tǒng)，保證程序的兼容性。

2.3 試驗線現場驗證平臺設計

由于設計原則和技術方案的不同，不同廠家的CBTC系統(tǒng)在工程設計階段存在差異，具體體現在：

（1）區(qū)段長度、站臺長度等線路參數設計原則不一致；

（2）應答器、計軸、信號機、無線AP等軌旁設備的布置原則不一致；

（3）進路、區(qū)段、信號機、道岔等線路設計元素的編碼規(guī)范不一致；

（4）軌旁設備的安裝規(guī)范不一致。

現場驗證平臺基于試驗線路或者試車線設計搭建，應針對上述方面的差異，著重加強以下內容的設計：

（1）合理劃分不同線路和集中站的管轄區(qū)域；

（2）在線路上設置站臺范圍、折返軌、移交區(qū)、聯(lián)絡線；

（3）根據互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)的要求設計安裝室外軌旁設備，包括信號機、應答器、計軸、無線軌旁設備、站臺門、折返按鈕及指示燈、緊急停車按鈕等；

（4）設置專門的地面室內設備室，在合適的位置設置繼電器架、配線架，規(guī)劃不同廠家地面設備的接入方案，提供軌旁設備接口及電源，供被驗證的不同廠家設備接入驗證環(huán)境。

3 結束語

解決城市軌道交通信號系統(tǒng)的互聯(lián)互通問題是網絡化運營的必然趨勢，相對眾多互聯(lián)互通方案的理論研究來說，對于如何在工程上驗證其可行性的研究目前尚相對較為薄弱，這勢必會影響將互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)投入實際建設的時間和效率。重慶市軌道交通（集團）有限公司近年來一直致力于探索互聯(lián)互通的實現途徑，積極爭取建設互聯(lián)互通工程的示范應用，促進重慶軌道交通運營邁向一個新的臺階。

參考文獻

[1]武永軍.城市軌道交通信號系統(tǒng)互聯(lián)互通解決方案[J].通訊世界，2014（10）：7-9.

[2]朱震.城市軌道交通CBTC系統(tǒng)互聯(lián)互通的設計與思考[J].鐵路通信信號工程技術，2015（2）：58-61.

[3]李繼成.城市軌道交通通信信號系統(tǒng)互聯(lián)互通的有關規(guī)范正在制定中[J].城市軌道交通研究，2015（6）：52.

[4]于超，鄭生全，石文靜.城市軌道交通CBTC系統(tǒng)互聯(lián)互通方案研究[J].鐵路通信信號，2010（1）：44-47.