伍雨彬

（紹興市軌道交通集團(tuán)有限公司 運(yùn)營分公司，助理工程師，浙江 紹興 312000）

0 引言

紹興地鐵2 號線一期工程線路全長約10.8km，共設(shè)車站9 座，均為地下站，2 號線一期初步設(shè)計有車輛段（袍江車輛段），由于一期工程調(diào)整，取消袍江車輛段，列車停放及檢修作業(yè)等存在問題，且列車無法實現(xiàn)在車輛段內(nèi)自動休眠、喚醒、出入庫、自動洗車等功能，導(dǎo)致列車無法進(jìn)入正線正常運(yùn)營，因此提出利用2 號線一期車站配線來停放列車，并選擇合適的車站配線設(shè)置檢修線或線上檢修庫，全線采用自動化等級4 級（GoA4［1］）全自動運(yùn)行系統(tǒng)，采用線上停檢線設(shè)置，且線上停檢線區(qū)域均采用全自動區(qū)域設(shè)計，信號系統(tǒng)設(shè)備配置及運(yùn)營需求需進(jìn)一步研究細(xì)化，包括軌旁基礎(chǔ)設(shè)備、ATS 系統(tǒng)設(shè)備配置等，以滿足列車自動喚醒休眠、自動出入庫等功能，實現(xiàn)正線及停檢線區(qū)域列車全自動運(yùn)行功能。

1 2號線信號系統(tǒng)概述

相對于傳統(tǒng)的半自動化列車運(yùn)行（STO），2號線全自動運(yùn)行信號系統(tǒng)的設(shè)計基于行車控制逐步通過設(shè)備替代人工，采用控制中心一級控制的模式。2號線全自動運(yùn)行系統(tǒng)在控制列車啟動、制動、停站、開關(guān)車門及軌道監(jiān)控、乘客上下客監(jiān)控、列車監(jiān)控等都由系統(tǒng)自動實現(xiàn)，在緊急情況的檢測與處理，由系統(tǒng)和人工配合完成，在各系統(tǒng)設(shè)計上要求新增接口及相應(yīng)接口內(nèi)容，以實現(xiàn)列車休眠喚醒、障礙物檢測、列車診斷等功能。

2 線上停檢線信號系統(tǒng)方案設(shè)計

2.1 總體方案

由于2 號線一期工程調(diào)整，采用在正線海南路站增設(shè)停檢線（即設(shè)置過渡期線上停車線），來完成檢修頻次較高的日常檢修或周月檢。在海南路站南側(cè)增設(shè)一股一線兩列位停車列檢線，北側(cè)增設(shè)一列位停車列檢線和一列位雙周三月檢線，海南路站站后兩股道為停車線。同時利用首末車站停車，一期工程停車規(guī)模可達(dá)11列位（含檢修車），難以滿足初期運(yùn)營五分鐘的行車間隔要求，為保障行車組織、車輛運(yùn)用與停放及維修組織要求，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整行車間隔，減少運(yùn)用列車數(shù)量，滿足開通要求（詳見圖1）。

圖1 紹興2號線一期線路調(diào)整圖

采用線上停檢線方案后，取消了原袍江車輛段提供的ATP、聯(lián)鎖設(shè)備，停檢線納入正線集中站海南路站控制。原袍江車輛段備用控制中心、培訓(xùn)及維修等設(shè)備用房臨時設(shè)置于正線集中站海南路站。取消原袍江車輛段試車線，2號線一期與1號線共用試車線，但需在1 號線試車線上加裝2 號線信號設(shè)備，包括：倒切開關(guān)柜、1號線轉(zhuǎn)2號線設(shè)備電纜接續(xù)箱、電源設(shè)備、分線柜、組合柜、ZC、聯(lián)鎖等全自動運(yùn)行正線設(shè)備、2 號線軌旁設(shè)備等。海南路線上停檢線自動運(yùn)行區(qū)內(nèi)的軌道視為正線的一部分，該區(qū)域不設(shè)置轉(zhuǎn)換區(qū)，停檢線所有區(qū)域納入正線ZC 管理，設(shè)置車地?zé)o線設(shè)備，列車在海南路線上停檢線區(qū)域能實現(xiàn)自動列車進(jìn)路等ATS 功能，海南路站全區(qū)域定義為全自動運(yùn)行區(qū)域，由控制中心集中控制。ATS具備對整個海南路站（含停檢線）監(jiān)控功能，具備列車識別號的連續(xù)追蹤、自動賦予列車車次號功能，海南路站管控的所有區(qū)域都納入列車運(yùn)行時刻表，入庫線上停檢線列車根據(jù)時刻表自動設(shè)置列車目的地碼，自動觸發(fā)列車進(jìn)路，支持列車以（全自動駕駛模式）FAM 進(jìn)入停檢線，列車出庫停檢線通過在停檢線上加載匹配時刻表，自動設(shè)置列車目的地碼，自動觸發(fā)進(jìn)路，列車以FAM模式出庫進(jìn)入正線運(yùn)營。

2.2 線上停檢線信號顯示設(shè)置

在停檢線設(shè)置列車（道岔防護(hù)）信號機(jī)，采用黃、綠、紅三燈位信號機(jī)構(gòu)和綠、黃、紅、紅+黃四顯示方案［6］，如表1所示。黃色信號顯示和綠色信號顯示都代表允許信號，正線及海南路站停檢線區(qū)域內(nèi)道岔都設(shè)置為9 號道岔，側(cè)向過岔最高限速40km/h。紅色信號顯示則代表禁止信號，紅+黃信號顯示代表開放引導(dǎo)信號，當(dāng)信號機(jī)故障不能開放或進(jìn)路故障時，引導(dǎo)進(jìn)路可辦理開放，列車以不大于規(guī)定的速度越過該信號機(jī)并隨時準(zhǔn)備停車。

表1 列車信號機(jī)顯示含義表

線路盡頭（安全線除外）設(shè)阻擋/終端信號機(jī)，盡頭阻擋/終端信號機(jī)采用紅燈（定位）單燈位信號機(jī)構(gòu)，且常點亮紅燈，表示不準(zhǔn)列車越過信號機(jī)。

2 號線一期通過在停檢線上設(shè)置的列車信號機(jī)來完成相關(guān)的調(diào)車作業(yè)功能。

2.3 應(yīng)答器設(shè)置

基于2 號線信號系統(tǒng)按CBTC 互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，因此2 號線一期全線區(qū)域內(nèi)（包含停檢線）應(yīng)答器設(shè)置都滿足互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)要求。

正常運(yùn)營結(jié)束后，F(xiàn)AM 模式運(yùn)行的列車自動進(jìn)入停檢線，并完成精確停車。因此為了確保精確停車，在停檢線區(qū)域增設(shè)精確停車應(yīng)答器，同時，為了使列車能夠自動休眠及喚醒，正線全線車站上下行站臺、越西路站后停車線/存車線、海南路站存車線/線上檢修線配置為休眠喚醒區(qū)。在涉及的區(qū)域設(shè)置休眠喚醒應(yīng)答器。

上線前，系統(tǒng)按照計劃喚醒列車，列車自檢完成后接收當(dāng)日運(yùn)行圖及系統(tǒng)分配的車次號，自動運(yùn)行至正線站臺，投入正線運(yùn)營服務(wù)。

下線后，列車自動駛?cè)腩A(yù)定停車股道，注銷車次號，保留車組號，按照計劃完成清掃等作業(yè)后進(jìn)入休眠模式。

檢修時，需要檢修的列車通過檢修計劃自動運(yùn)行至檢修區(qū)，控制室開啟人員防護(hù)開關(guān)，區(qū)域控制器管控列車不發(fā)生移動，檢修人員進(jìn)入開始檢修作業(yè)。

2.4 人員防護(hù)開關(guān)（SPKS）設(shè)置

2.4.1 人員防護(hù)開關(guān)（SPKS）設(shè)置 SPKS 開關(guān)用于無人駕駛地鐵中，在現(xiàn)玚發(fā)生故障需人員下軌作業(yè)、搶修時，可以通過設(shè)置臨時限速從而達(dá)到禁止列車進(jìn)入?yún)^(qū)段的目的，確保作業(yè)人員的人身安全。SKPS激活后將其激活信息傳至聯(lián)鎖系統(tǒng)，聯(lián)鎖系統(tǒng)將SKPS激活信息傳輸至軌旁ATP系統(tǒng)，軌旁ATP將信息傳至車載ATP 進(jìn)行防護(hù)。防護(hù)的始端為作業(yè)區(qū)段的起始點，到達(dá)防護(hù)始端前列車速度降為0。

海南路站中間兩條存車線均有設(shè)置專用通道、隔離門及SPKS專用門禁，且為進(jìn)入該存車線的唯一通道，海南路站中間兩條存車線之間設(shè)置到頂?shù)膲w進(jìn)行隔離，存車線與停檢線之間設(shè)置不到頂?shù)膲w并配備防護(hù)欄桿進(jìn)行隔離。在海南路站區(qū)域，海南路線上停檢線每個股道設(shè)置一個SPKS（方案1，詳見圖2）；防護(hù)范圍為本存車線區(qū)域的所有軌道區(qū)段，SPKS 防護(hù)區(qū)域按計軸邊界劃分，并須覆蓋所有區(qū)域，但此設(shè)置方案中，每個股道設(shè)置的防護(hù)區(qū)域在岔區(qū)存在交叉，考慮到岔區(qū)的防護(hù)區(qū)域的管理問題，在海南路站上下行檢修線區(qū)域分別設(shè)置1 個SPKS防護(hù)區(qū)域（方案2），每個SPKS 防護(hù)區(qū)域包括兩個檢修線及交叉渡線的相關(guān)區(qū)域（詳見圖3），其中SPKS設(shè)置須符合故障-安全原則，SPKS 狀態(tài)指示燈定位為熄滅狀態(tài)，防護(hù)區(qū)域內(nèi)不允許人員進(jìn)入，2 號線設(shè)有人員防護(hù)開關(guān)旁路功能，在車控室綜合后備盤（IBP）設(shè)有總盤路開關(guān)鑰匙，當(dāng)旁路相關(guān)防護(hù)區(qū)域時，須操作總旁路開關(guān)鑰匙和對應(yīng)的SPKS防護(hù)區(qū)域旁路按鈕，對應(yīng)的SPKS 防護(hù)區(qū)域旁路功能才有效，基于安全考慮，此項目中采用方案2 的SPKS 設(shè)置方案，但方案2 中，由于SPKS 劃分范圍較大，SPKS 激活后，此區(qū)域內(nèi)禁止動車，影響范圍較大，需運(yùn)營人員制定相關(guān)規(guī)章制度，并對運(yùn)營期間的故障處理響應(yīng)及處理時間要求較高，以保障運(yùn)營效率。

圖2 海南路停檢線SPKS防護(hù)區(qū)域圖（方案1）

圖3 海南路停檢線SPKS防護(hù)區(qū)域圖（方案2）

2.4.2 海南路線上停檢線軌旁作業(yè)防護(hù) 運(yùn)營人員進(jìn)入海南路站線上停檢線區(qū)的SPKS 操作流程如圖4所示。

圖4 運(yùn)營人員入停檢線全自動運(yùn)行區(qū)SPKS操作流程圖

運(yùn)營人員進(jìn)入海南路站線上停檢線全自動運(yùn)行區(qū)，駕駛巡道車至正線的操作流程如圖5所示。

圖5 運(yùn)營人員線上停檢線全自動運(yùn)行區(qū)駕駛列車至正線流程圖

2.5 計軸設(shè)置

2 號線一期停檢線區(qū)域增加計軸點的設(shè)置，確保列車降級運(yùn)行模式下的列車位置檢測功能，目前國內(nèi)地鐵線路計軸通常在正線設(shè)置預(yù)復(fù)位和車輛段/停車場設(shè)置直接復(fù)位方案，2 號線一期考慮到線上停檢區(qū)域作業(yè)調(diào)車及相關(guān)作業(yè)較為頻繁，且區(qū)域內(nèi)，計軸數(shù)量較多，采用計軸直接復(fù)位設(shè)置方案，在海南路站車控室設(shè)置1 個計軸直接復(fù)位盤，復(fù)位盤上設(shè)置1 個總復(fù)位按鈕和各個區(qū)段的復(fù)位按鈕，直接復(fù)位需在按壓總復(fù)位按鈕和相關(guān)區(qū)段的復(fù)位按鈕才有效，通過海南路站正線區(qū)域預(yù)復(fù)位設(shè)置方案和停檢線區(qū)域直接復(fù)位方案，操作更加靈活，運(yùn)行效率大大提高。從系統(tǒng)可用性角度，故障的計軸區(qū)段需要盡快進(jìn)行恢復(fù)，直接復(fù)位方式操作后，不需要進(jìn)行列車“清掃”，故障區(qū)段直接變?yōu)榭臻e區(qū)段，故障區(qū)段紅光帶消失，故障處理快速方便，運(yùn)營效率有效提高，減少了對運(yùn)營的影響。從故障處理的角度，直接復(fù)位方式最為高效，但線上停檢線區(qū)域較傳統(tǒng)車輛段無限速要求（除道岔側(cè)向限速或土建限速），因此運(yùn)營單位須通過制定嚴(yán)格的操作流程及規(guī)章制度，確保直接復(fù)位操作的安全性。

2.6 停檢線全自動出入庫過程功能分析

2.6.1 出庫過程 （1）系統(tǒng)可自動調(diào)用設(shè)置當(dāng)日時刻表，下發(fā)至各相關(guān)系統(tǒng)及崗位人員。在早間出庫準(zhǔn)備時，根據(jù)車輛運(yùn)用的出庫計劃［7］，系統(tǒng)自動提前啟動出庫列車停檢線區(qū)域內(nèi)的廣播、聯(lián)動視頻監(jiān)控等。（2）列車自動喚醒：系統(tǒng)對海南路線上停檢線、正線存車線或具備休眠喚醒功能的站臺區(qū)域休眠的列車實施喚醒作業(yè)［8］。（3）運(yùn)營前系統(tǒng)根據(jù)車站早間啟運(yùn)時間表自動開啟各車站的PIS顯示屏、AFC、照明、通風(fēng)、空調(diào)等設(shè)備。（4）根據(jù)ATS時刻表，系統(tǒng)可自動設(shè)定某列出庫列車作為巡道車，待列車巡道完成后，巡道車升級為FAM 模式進(jìn)入正線運(yùn)營，系統(tǒng)按時自動對已喚醒列車辦理發(fā)車進(jìn)路，控制列車自動發(fā)車。

2.6.2 入庫過程 列車退出運(yùn)營，自動運(yùn)行至海南路線上停檢線或正線休眠點等指定區(qū)域進(jìn)行休眠作業(yè)［9-10］。

3 結(jié)束語

短期內(nèi)不建設(shè)車輛段，采用線上停檢線過渡方案完成列車的檢修作業(yè)，在成都地鐵也有應(yīng)用過，基于2 號線一期全自動運(yùn)行系統(tǒng)條件下，采用線上停檢線方案，將線上停檢線區(qū)域全部納入列車自動控制系統(tǒng)（ATC）管理，將停檢線視為正線的一部分，信號系統(tǒng)配置與正線保持一致的總體方案，以實現(xiàn)全自動運(yùn)行所有功能，除了以上探討的信號系統(tǒng)的調(diào)整外，具體的實現(xiàn)方案中，還包括與其他外部系統(tǒng)接口的差異性，仍需跟進(jìn)研究信號系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整，以保障2號線一期全自動運(yùn)行的正常開通。