劉甫勝

【摘 要】目前我國各城市軌道交通由單一線路向網(wǎng)絡(luò)線網(wǎng)發(fā)展，越來越多的城市開展軌道交通的建設(shè)及城市軌道交通運(yùn)營中單線運(yùn)營存在的問題日益顯著，網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營是適應(yīng)城市軌道交通建設(shè)發(fā)展的新趨勢，也是城市軌道交通必然要經(jīng)歷的新階段。本文從城市軌道交通的發(fā)展趨勢著手，分析城市軌道交通互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)的目的，闡述設(shè)計原則，提出構(gòu)成城市軌道交通CBTC系統(tǒng)幾大子系統(tǒng)的初步構(gòu)想。

【關(guān)鍵詞】城市軌道交通 CBTC 互聯(lián)互通

目前在國內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營理念尚未廣泛運(yùn)用于城市軌道交通建設(shè)與運(yùn)營。隨著城市軌道交通線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大、城市發(fā)展和居民出行要求的提高，單一交通模式已不能滿足乘客多樣化的出行需要，網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營是適應(yīng)乘客各種出行需要的必然趨勢。本文重點(diǎn)針對軌道交通互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)的目的、系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)設(shè)計等方面提出設(shè)想，期望對實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通提供相關(guān)依據(jù)。

1 城市軌道交通互聯(lián)互通的目的

實(shí)現(xiàn)不同線路的軌道、車輛、供電、信號、通信、屏蔽門及運(yùn)營組織等相互兼容，從而節(jié)約資源、降低成本、提高資源使用效率和服務(wù)質(zhì)量。對乘客來說是方便快捷；對運(yùn)營單位來說是提高車輛及設(shè)備的運(yùn)營效率，降低維護(hù)成本；對工程建設(shè)管理方來說是提高資金使用效率、減少投資。以互聯(lián)互通的理念，平衡好近、中、遠(yuǎn)期，線路和路網(wǎng)，線網(wǎng)和周邊資源，軌道和航空、鐵路、地面公交等多方關(guān)系，建設(shè)綠色、科技、人文的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營體系。

2 互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)設(shè)計的原則

CBTC系統(tǒng)是利用高精度的列車定位，雙向連續(xù)、大容量的車地數(shù)據(jù)通信，以及車載、地面的安全功能處理，實(shí)現(xiàn)的一種連續(xù)自動的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，目前各大城市都存在著不同廠商的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通難度比較大，為了在未來實(shí)現(xiàn)多條線網(wǎng)的互聯(lián)互通，必須對既有線路部分系統(tǒng)進(jìn)行改造，新線建設(shè)從設(shè)計上提出統(tǒng)一的需求。

（1）規(guī)范不同廠商之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌趨f(xié)議。（2）相同系統(tǒng)不同廠家間的兼容性。（3）各條線路同類各子系統(tǒng)間交換的數(shù)據(jù)信息必須一致，線路數(shù)據(jù)庫必須能被所有廠商子系統(tǒng)識別。（4）規(guī)范各類設(shè)備類型、控制模式、接口開放程度、互聯(lián)互通程度，以及工程中如何驗(yàn)證、設(shè)計和規(guī)劃等系列問題。

3 互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)構(gòu)成

為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通互聯(lián)互通，將互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)劃分為幾大模塊。具體如下圖1所示。

圖1 互聯(lián)互通CBTC系統(tǒng)構(gòu)成圖

3.1 互聯(lián)互通線路系統(tǒng)

線路是實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的先決條件，采用理論分析和例案分析相結(jié)合的方法，分析研究城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營的基本內(nèi)涵及其實(shí)現(xiàn)方式，提出互聯(lián)互通的先決條件，同時提出線路互聯(lián)互通的實(shí)施條件，一條線路要滿足不同結(jié)構(gòu)形式的列車的運(yùn)行。做好列車運(yùn)行線路分析（如線路運(yùn)行速度、曲線半徑、坡度等參數(shù)）。

3.2 互聯(lián)互通車輛系統(tǒng)

首先從地區(qū)氣候特征出發(fā)，提出車輛適應(yīng)本地區(qū)氣候和地理環(huán)境的條件，通過研究分析車輛定距和車輛軸距在通過最小半徑時對輪緣磨耗的影響，提高列車通過最小曲線半徑線路的能力，通過線路的曲線半徑、坡度、限界要求，折返能力、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排、故障運(yùn)行和救援能力、供電方式（接觸網(wǎng)或三軌）等方面進(jìn)行理論研究和技術(shù)分析，給車輛制造提供合理的技術(shù)參數(shù)。

3.3 互聯(lián)互通信號系統(tǒng)

城市軌道交通的互聯(lián)互通中信號系統(tǒng)是能否實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的關(guān)鍵因素，需要確保列車安全高效運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)不同廠商的同一制式信號設(shè)備互聯(lián)互通，整個信號系統(tǒng)包括CBTC地面設(shè)備和車載設(shè)備，地面設(shè)備和車載設(shè)備通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)連接起來，構(gòu)成系統(tǒng)的核心。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的互聯(lián)互通，將CBTC每個主要功能分配到不同的子系統(tǒng)中。開展列車速度防護(hù)車地接口安全研究、列車間隔防護(hù)接口安全研究、列車安全管理車地接口安全研究、車地通信安全通信協(xié)議研究，統(tǒng)一應(yīng)答器報文、統(tǒng)一車地通信協(xié)議格式、統(tǒng)一車載電子地圖等，按照先易后難、先點(diǎn)式后連續(xù)的方式，分級實(shí)現(xiàn)信號系統(tǒng)互聯(lián)互通功能。

3.4 互聯(lián)互通供電系統(tǒng)

目前城市軌道交通運(yùn)行線路中，主要采用接觸網(wǎng)或三軌的供電方式給列車供電，要實(shí)現(xiàn)軌道交通的互聯(lián)互通，就必須采用相同制式的供電方式，要求在設(shè)計階段提前做好互聯(lián)互通的相關(guān)設(shè)計工作，設(shè)計相同的供電模式，不同線路的供電情況可以通過綜合監(jiān)控平臺集中到控制中心，由控制中心實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度管理。

3.5 互通互通通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)列車安全運(yùn)行的安全保障，需要構(gòu)建全網(wǎng)通信系統(tǒng)、中心數(shù)據(jù)庫，制定專用的通信頻段，統(tǒng)一接口協(xié)議和傳輸模式，建立網(wǎng)絡(luò)化通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車地通信、無線通信，能夠在不通線路間自由轉(zhuǎn)換和接收。

3.6 互聯(lián)互通調(diào)度系統(tǒng)

調(diào)度系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的大腦，通過模擬跨線運(yùn)行、越線運(yùn)營組織方案進(jìn)行分析和研究，提出互聯(lián)互通調(diào)度系統(tǒng)的前提條件，建立調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫、建立中心監(jiān)控平臺、建立中心ATS平臺、建立中心調(diào)度平臺、建立中心電調(diào)平臺，實(shí)現(xiàn)各網(wǎng)線由中心統(tǒng)一調(diào)度管理，軌道交通線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)應(yīng)具有可拓展性、開放性和可靠性特征，軌道交通線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)應(yīng)具有三級實(shí)時控制和三層指揮管理的運(yùn)營體制。

4 結(jié)語

隨著城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化的不斷發(fā)展，互聯(lián)互通將是未來城市軌道發(fā)展趨勢，上述僅從系統(tǒng)機(jī)構(gòu)面對互聯(lián)互通提出要求和設(shè)想，要真正實(shí)現(xiàn)城市軌道交通互聯(lián)互通還任重道遠(yuǎn)。