范力群

摘 要：軌道交通的信號系統(tǒng)關(guān)系到列車運行的安全與效率，因此，其系統(tǒng)各部分的安裝和調(diào)試工作必須嚴格依照規(guī)范進行操作。本課題簡要介紹城市軌道交通信號系統(tǒng)的各組成部分及安裝要點，并在此基礎(chǔ)上研究信號系統(tǒng)的調(diào)試注意事項。

關(guān)鍵詞：軌道交通;信號系統(tǒng);安裝;調(diào)試;研究

中圖分類號：U284 文獻標識碼：A

0 引言

軌道交通信號是軌道列車“信號（顯示）、聯(lián)鎖、閉塞”的總稱。是由系統(tǒng)內(nèi)多種信號顯示、軌道電路、道岔轉(zhuǎn)轍裝置等主體設(shè)備和其他有關(guān)附屬設(shè)施構(gòu)成的一個完整的體系，信號系統(tǒng)的安裝和調(diào)試工作要根據(jù)軌道交通運輸?shù)奶攸c加以改進、更新和發(fā)展。

1 城市軌道交通信號系統(tǒng)的功能及組成

軌道交通的信號系統(tǒng)的作用不僅僅在于指揮和控制軌道內(nèi)列車運行，保證運行安全。城市軌道交通信號系統(tǒng)主要依靠三個子系統(tǒng)來實現(xiàn)列車的自動控制：列車自動監(jiān)控系統(tǒng)（簡稱ATS）、列車自動防護子系統(tǒng)（簡稱ATP）、列車自動運行系統(tǒng)（簡稱ATO）;三個子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上獨立，功能上相互連接，子系統(tǒng)之間通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)組成一個閉環(huán)，進而實現(xiàn)地面控制和車上控制結(jié)合。

2 信號系統(tǒng)設(shè)備安裝注意事項

信號系統(tǒng)設(shè)備包括軌道線路以及鋼軌等設(shè)備，在其安裝時要嚴格控制施工質(zhì)量，對存在隱患的關(guān)鍵環(huán)節(jié)做好復(fù)檢工作及記錄。

軌道電路是利用鋼軌線路和鋼軌絕緣構(gòu)成的電路，也是軌道交通信號的重要基礎(chǔ)設(shè)備。其設(shè)備底座安裝水平、牢固，組合柜、電源屏及其它機柜在一排時，所有底座安裝要排列整齊，并且底座間預(yù)留15 mm左右的空間。布置室內(nèi)線槽走向時要充分考慮機柜間的布線、防靜電地板支架固定和其它專業(yè)線槽經(jīng)信號設(shè)備房時布置情況。

鋼軌的鋪設(shè)同樣是信號系統(tǒng)安裝的重要工作，鋼軌作為導(dǎo)體，可以起到傳送電信息的作用。對于道岔區(qū)段軌道電路串聯(lián)的連接方式，因軌道電路的電流要流經(jīng)整個區(qū)段的所有鋼軌，在安裝鋼軌時，應(yīng)嚴格檢查所有跳線和鋼軌的完整性。

鋼軌絕緣可以將各軌道區(qū)段劃分開;安裝施工時一方面要保證相鄰軌道電路之間的電氣絕緣。另一方面，在軌道電路區(qū)段，其軌距保持桿、道岔連接桿、道岔連接墊板、尖端桿、轉(zhuǎn)轍機的安裝以及其它有導(dǎo)電性能的連接兩鋼軌的配件，均應(yīng)保持絕緣良好。檢查柱落入檢查缺口內(nèi)，兩側(cè)間隙為1～2 mm。

各種類型道岔所使用的電動轉(zhuǎn)轍機安裝裝置應(yīng)符合相應(yīng)的設(shè)計安裝圖。動作桿和密貼調(diào)整桿應(yīng)安裝在一直線上，并平行于道岔第一連接桿。當(dāng)插入手搖把或開啟機蓋時，安全接點應(yīng)斷開;當(dāng)鎖好機蓋時，該接點應(yīng)接觸良好。移位接觸器在道岔正常轉(zhuǎn)動時，其接點應(yīng)處于常閉狀態(tài);道岔被擠或擠切銷折損時，應(yīng)切斷道岔表示。表示系統(tǒng)的動接點與靜接點的接觸深度，不得小于4 mm，與靜接點座應(yīng)有2 mm以上的間隙;當(dāng)擠岔時，定、反位接點應(yīng)斷開。

調(diào)試道岔處軌距的變化不超過限度，基本軌不橫移，尖軌走向靈活一致。道岔應(yīng)方正。單開道岔（或?qū)ΨQ道岔）兩尖軌前后偏差不得大于20 mm;復(fù)式交分道岔雙轉(zhuǎn)轍器及復(fù)式交分道岔活動心軌鈍角轍叉不得大于10 mm。道岔開程適當(dāng)，尖軌應(yīng)能與基本軌密貼。軌枕空檔應(yīng)滿足安裝裝置的安裝要求，道岔不符合安裝要求時，應(yīng)由工務(wù)部門整治，以達到轉(zhuǎn)轍安裝標準。

軌端接續(xù)線：包括連接軌道電路送、受端變壓器箱或電纜盒與鋼軌的引接導(dǎo)線、用于軌道電路接縫處的鋼軌接續(xù)線及連接道岔岔心等處的道岔跳線。其目的均為減小接觸電阻，保持電信息的延續(xù);引接導(dǎo)線通常采用涂有防腐油的多股鋼絲繩絞合而成。鋼軌接續(xù)方式包括塞釘式、焊接式等。

電纜從區(qū)間電纜引入孔進入信號設(shè)備房，經(jīng)過其它專業(yè)設(shè)備房或走廊時，在砌墻與打墊層之前需提前預(yù)埋管道，各設(shè)備房位置確定即可進行管道的預(yù)埋。電纜從軌行區(qū)進入車站時，要注意土建單位預(yù)留電纜引入孔是否合適，電纜引入孔要綜合考慮其它弱電專業(yè)電纜共用。

軌道繼電器是主要受電設(shè)備，可實時反映軌道的狀況。主軌道繼電器的安裝接點位于聯(lián)鎖電路中，各分支受電端軌道繼電器的前接點，串聯(lián)在主軌道繼電器電路之中。當(dāng)任一分支分路時，分支軌道繼電器閉合，其主軌道繼電器隨之閉合。

信號系統(tǒng)中的限流設(shè)備通常是一個或一組可調(diào)式變阻器（箱），安裝在電源端，用來調(diào)整軌道電路的電壓，車輪分壓時，能防止電流輸出過大燒壞電源。軌道電路常用變阻器為R-2.2/220型，阻值為2.2 Ω，功率為220 W、容許電流為10 A、容許溫度為105℃，安裝前應(yīng)注意標稱規(guī)格是否與設(shè)計文件一致。

3 調(diào)試的階段及主要工作

軌道交通信號系統(tǒng)調(diào)試是軌道交通工程建設(shè)階段中的一個重要環(huán)節(jié)。是一項科技含量高、程序較為復(fù)雜的系統(tǒng)性工作。合理組織軌道交通信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試，在有限的時間和空間內(nèi)綜合利用線路條件，加強協(xié)調(diào)管理，完成全線設(shè)備聯(lián)調(diào)聯(lián)試，以檢驗城市軌道交通工程信號系統(tǒng)達到的運行能力以及城市軌道交通工程項目能否獲準載客試運營的關(guān)鍵。信號系統(tǒng)的調(diào)試工作通常在具備以下前提后進行：要在完成工程預(yù)驗收，出具聯(lián)鎖與驗收報告之后，分階段提供具備單車、多車上線調(diào)試報告，調(diào)試及安全防護方案已通過審核;通信系統(tǒng)控制中心與各站綜控室、變電所間電話開通，控制中心、各站綜控室、變電所及軌行區(qū)所有區(qū)域無線覆蓋并開通。

3.1 單臺設(shè)備調(diào)試

調(diào)試工作往往從單臺設(shè)備開始：

電源設(shè)備→信號機→發(fā)車指示器→緊急停車按鈕→計軸設(shè)備→車輛段軌道電路→轉(zhuǎn)轍設(shè)備。

在轉(zhuǎn)轍裝置安裝完成后，首先進行轉(zhuǎn)轍機手搖調(diào)整，對道岔的密貼、鎖閉量、缺口等參數(shù)進行調(diào)整。以車輛段最常見的ZDJ6型直流電動轉(zhuǎn)轍機為例：摩擦聯(lián)接器摩擦電流不得大于額定電流的1.3倍，在道岔正常轉(zhuǎn)換時，電機不空轉(zhuǎn)。另外，道岔尖軌因故不能轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)換中途遇阻時，應(yīng)使電機克服摩擦聯(lián)接力空轉(zhuǎn)。當(dāng)尖軌密貼基本軌后，摩擦聯(lián)接器應(yīng)能消耗電機多余的旋轉(zhuǎn)慣性力，但不得出現(xiàn)電動機驟?，F(xiàn)象。

室內(nèi)控制電路的試驗一般采用以下三種方法：

（1）使用專用的轉(zhuǎn)轍機模擬試驗裝置。（2）使用室外任意一臺轉(zhuǎn)轍機。（3）直接在分線盤處連接道岔二極管。

3.2 信號各子系統(tǒng)調(diào)試

當(dāng)單臺設(shè)備測試通過后，進行各個子系統(tǒng)的調(diào)試：

CBI子系統(tǒng)調(diào)試→ATS子系統(tǒng)調(diào)試→ATP子系統(tǒng)調(diào)試→ATO子系統(tǒng)調(diào)試→DCS子系統(tǒng)調(diào)試→車載設(shè)備系統(tǒng)調(diào)試。

CBI系統(tǒng)調(diào)試分模擬試驗階段和室內(nèi)外聯(lián)調(diào)階段。主要對包括功能性試驗和聯(lián)鎖關(guān)系進行驗證。

ATS子系統(tǒng)調(diào)試功能性驗證主要包括：車站及中心的系統(tǒng)操控功能，列車的監(jiān)督與追蹤，自動進路觸發(fā)，進路取消，自動列車調(diào)整，調(diào)度列車調(diào)整，車次號折返功能，報警功能等。

ATP子系統(tǒng)調(diào)試實現(xiàn)不同模式下的列車運行試驗，列車追蹤運行試驗，車門安全控制，臨時限速防護，緊急停車防護，自動換端和自動折返等功能測試。

如圖1所示，為列車自動駕駛模式下的速度距離曲線。在ATP子系統(tǒng)臨時限速測試中實際速度曲線應(yīng)介于ATP限制速度包絡(luò)線中。

ATO子系統(tǒng)調(diào)試主要是驗證列車運行速度曲線的計算，實現(xiàn)自動牽引和制動，驗證其準確停車以及自動開閉車門等功能。當(dāng)列車進入站臺區(qū)域，站臺區(qū)段軌道電路的ATP接收器檢測到列車到達車站;列車到達停車點，經(jīng)列車ATO系統(tǒng)確認，保證列車的制動;當(dāng)檢測到列車的速度為零，列車向地面送出列車停站信號，列車收到開門信息，使相應(yīng)的門控繼電器動作;司機按壓與門控繼電器相對應(yīng)的門控按鈕后，才可打開列車車門。

DCS子系統(tǒng)調(diào)試主要內(nèi)容包括：列車首尾雙套無線接收設(shè)備冗余倒替，車載設(shè)備的無線全覆蓋，車載設(shè)備有無丟失數(shù)據(jù)包現(xiàn)象，列車在前后有車的情況下能夠正常收發(fā)報文。

車載設(shè)備系統(tǒng)調(diào)試主要為觀察設(shè)備啟動及運行狀況是否正常，如：車載HMI、車載計算機、交換機以及板卡的指示燈顯示等信息，如有異常，需要及時處理。

3.3 全系統(tǒng)調(diào)試

子系統(tǒng)調(diào)試完畢并順利通過后，進行的下一步即信號系統(tǒng)的全系統(tǒng)調(diào)試，全系統(tǒng)調(diào)試是指對正線運行列車的車載設(shè)備與軌旁設(shè)備進行的一系列聯(lián)動試驗，這與在試車線的靜態(tài)、動態(tài)調(diào)試不同，主要目的是驗證車載、軌旁設(shè)備信號的一致性和有效性，檢驗列車運行控制狀態(tài)和性能是否滿足要求。試驗內(nèi)容和順序一般包括：電子地圖與地面設(shè)備一致性試驗，無線系統(tǒng)試驗，速度試驗（列車運行穩(wěn)定性驗證），停車對標試驗，自動換端試驗，車門開閉及與屏蔽門的聯(lián)動試驗，RM、SM、AM駕駛模式試驗，ATP超速防護，自動折返試驗等。單車試驗完成后應(yīng)進行多車追蹤及跑圖試驗，以評價其可靠性、可用性和安全性。

通過信號系統(tǒng)調(diào)試確保硬件和軟件接口功能和性能達到設(shè)計要求;各系統(tǒng)接口參數(shù)匹配優(yōu)化，驗證所有各系統(tǒng)之間的接口和通信規(guī)約的一致性;從而實現(xiàn)全系統(tǒng)整體性能的最優(yōu)。

4 總結(jié)

隨著科技的進步，城市軌道交通信號系統(tǒng)將朝著更加易于實現(xiàn)系統(tǒng)自身化管理及自診斷方向發(fā)展，在安裝調(diào)試過程中更需要加強自檢測技術(shù)的應(yīng)用，并充分評估遠距離聯(lián)網(wǎng)傳輸效果，切實保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的遠程控制和診斷。

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