導(dǎo)語：不同列車編組運行信號設(shè)計方案一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：結(jié)合項目實際情況，分析了列車編組變化對信號系統(tǒng)設(shè)計的影響，對項目初期信號設(shè)計的實施方案進(jìn)行分析、比選，為近遠(yuǎn)期有類似列車編組運行需求的城市軌道交通系統(tǒng)，提供設(shè)計參考。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；列車編組；信號系統(tǒng)

國內(nèi)越來越多的城市軌道交通項目在初期客流量較少，但隨著城市發(fā)展及近遠(yuǎn)期項目的開通，客流量會逐漸增加，進(jìn)而要求列車編組數(shù)量也隨之增多，于是就形成了“初期小編組，近期混合編組，遠(yuǎn)期大編組”的編組形式。本文結(jié)合實際項目情況，分析研究在項目初期的信號系統(tǒng)設(shè)計方案，以便在近遠(yuǎn)期增加大編組列車時，有效減少項目實施成本，降低對運營的影響。

1項目概況

以某城市軌道交通X3線為例，按照“初期小編組，近期混合編組，遠(yuǎn)期大編組”的項目總體設(shè)計要求，全線列車采用的方案是初期4輛編組，近期4/6輛混編，遠(yuǎn)期6輛編組。初期配屬車數(shù)量為20列/80輛，近期配屬車數(shù)量為20（18）列/188輛，遠(yuǎn)期配屬車數(shù)量為44列/264輛。本文以卡斯柯信號有限公司的CBTC系統(tǒng)為例，討論列車編組變化對信號系統(tǒng)設(shè)計的影響，以便進(jìn)行方案的制定選擇。

2編組變化的影響

信號系統(tǒng)設(shè)計包括總體設(shè)計和子系統(tǒng)設(shè)計?？傮w設(shè)計是整個信號系統(tǒng)的設(shè)計基礎(chǔ)，為后續(xù)的子系統(tǒng)設(shè)計提供參考輸入。子系統(tǒng)設(shè)計主要包含ATC、ATS、CI、DCS、MSS等方面，它們直接影響著項目的硬件設(shè)備和數(shù)據(jù)軟件。列車編組變化會導(dǎo)致列車的長度、重量、牽引加速度、制動率等參數(shù)變化，進(jìn)而影響到總體設(shè)計中的相關(guān)參數(shù)，例如移動授權(quán)的長度、緩沖區(qū)域的長度。列車長度的變化，會使停車點設(shè)計時需要分別考慮2種車型，進(jìn)而在站臺、轉(zhuǎn)換軌、折返軌的信標(biāo)、計軸的布置和數(shù)量上都會不同。1）對列車自動控制子系統(tǒng)ATC的影響。ATC直接與車輛接口，結(jié)合總體設(shè)計中信標(biāo)、停車點等相關(guān)內(nèi)容，以及列車編組變化帶來的車輛參數(shù)更新，需要修改軌旁ATC設(shè)備布置和車載計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)軟件。2）對列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)ATS的影響。ATS主要負(fù)責(zé)監(jiān)控列車運行，安排每天的運營計劃。列車長度的變化會影響到ATS的邏輯區(qū)段劃分，同時ATS發(fā)車指示器的位置也受到停車點位置的影響，具體是否移動需根據(jù)停車點的設(shè)計而定。3）對計算機聯(lián)鎖子系統(tǒng)CI的影響。CI主要負(fù)責(zé)信號機、區(qū)段和道岔的聯(lián)鎖控制，與站臺門系統(tǒng)進(jìn)行接口。不同的列車編組將需要聯(lián)鎖提供不同的站臺門開門命令，以滿足不同編組列車到站時的站臺門控制，這將影響到站臺門開門命令相關(guān)的繼電器和電路設(shè)計。4）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)DCS和維護(hù)支持系統(tǒng)MSS，基本不受列車編組變化的影響。

3方案分析

在已經(jīng)明確“初期小編組，近期混合編組，遠(yuǎn)期大編組”的情況下，結(jié)合上述影響分析，信號系統(tǒng)的初期設(shè)計可主要采取2個方案。方案1：初期只有4輛小編組，不考慮6輛編組的車輛參數(shù)和預(yù)留設(shè)備，在近期新增6輛編組列車后，再根據(jù)明確的車輛參數(shù)進(jìn)行設(shè)計和設(shè)備增加。優(yōu)點是不考慮預(yù)留6輛編組，相對應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)參數(shù)更加明確，設(shè)計人工成本降低；不預(yù)留計軸、信標(biāo)、站臺門繼電器等設(shè)備，初期成本相對較少。缺點是在項目近期新增6輛編組列車后，系統(tǒng)總體設(shè)計需根據(jù)新的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，可能導(dǎo)致基礎(chǔ)參數(shù)變化較大，更新修改的風(fēng)險和成本較大；在項目近期才增加計軸、無源信標(biāo)，增加站臺門6輛編組開門命令相關(guān)的繼電器等設(shè)備，需要現(xiàn)場軌旁及機柜內(nèi)重新布線，類似于線路改造，對運營和調(diào)試的影響較大，工期較長。方案2：在初期設(shè)計時考慮將6輛編組的車輛參數(shù)預(yù)留，同時對近期混合編組情況下需要增加的計軸、信標(biāo)、站臺門繼電器等進(jìn)行預(yù)留設(shè)計。優(yōu)點是初期預(yù)留6輛編組的車輛參數(shù)，在近期系統(tǒng)設(shè)計中人工成本和風(fēng)險大大降低；預(yù)留計軸、無源信標(biāo)的設(shè)計安裝，以及站臺門6輛編組開門的繼電器電路設(shè)計和安裝，使近期基本無需新增設(shè)備及安裝，對運營和調(diào)試的影響大大降低，降低了全生命周期成本。缺點是初期設(shè)計會增加人工和設(shè)備成本。綜上所述，雖然初期設(shè)計考慮預(yù)留6輛編組列車的車輛參數(shù)和相關(guān)設(shè)備導(dǎo)致成本增加，但是在近期新增6輛編組列車后，升級和整改的施工量大大降低，對運營的影響較小。所以從整個項目生命周期來看，方案2更加科學(xué)合理。但采用方案2，需要在初期考慮預(yù)留6輛編組的參數(shù)設(shè)計和設(shè)備，以便確定CBTC信號系統(tǒng)的主要設(shè)計實施方案。

4方案實施

4.1轉(zhuǎn)換軌設(shè)計

轉(zhuǎn)換軌是列車從場段內(nèi)進(jìn)入正線時，由RM限制駕駛模式升級為CBTC模式的區(qū)段。在項目初期需充分考慮4/6輛編組列車混跑的需求，使轉(zhuǎn)換軌具備識別出不同編組列車的能力。RM車是非CBTC車，當(dāng)它駛?cè)胝€區(qū)域控制器管轄區(qū)域，且次級列車檢測設(shè)備被占用時，會產(chǎn)生非通信車包絡(luò)。非通信車因為沒有精確定位，產(chǎn)生的包絡(luò)會充滿整個占用的區(qū)段轉(zhuǎn)換軌設(shè)計見圖1。若只有一種列車編組的項目，一般只設(shè)計1個區(qū)段作為轉(zhuǎn)換軌。但是對于不同列車編組混跑運行的項目，需考慮設(shè)計2個區(qū)段作為轉(zhuǎn)換軌，見圖1中的G2和G3。當(dāng)4輛編組列車駛?cè)朕D(zhuǎn)換軌，并將G3占用同時出清G2。此時根據(jù)無線通信，車載計算機能夠?qū)⒕_定位計算后發(fā)送給區(qū)域控制器，通過G3來識別4輛編組列車非通信車防護(hù)包絡(luò)，并升級為通信車包絡(luò)。當(dāng)列車同時占用G2和G3，則表示6輛編組列車駛?cè)朕D(zhuǎn)換軌，區(qū)域控制器將把6輛編組列車的非通信車防護(hù)包絡(luò)升級為通信車包絡(luò)。

4.2停車點設(shè)計

停車點的設(shè)計分為站臺布置和站間布置。站間布置是站間設(shè)置折返的區(qū)域需要布置停車點，其布置原則是4輛編組與6輛編組的車某個端頭對齊即可，一般考慮折返效率，會設(shè)置為換端后發(fā)車點對齊。站臺停車點布置主要分為以下2種方案：方案1：4輛編組與6輛編組的車中心與站臺門中心對齊。需要對4輛編組和6輛編組精確停車分別設(shè)置無源信標(biāo)，同時存在車頭車尾司機室門和滑動門均錯位的風(fēng)險。方案2：6輛編組的車中心與站中心對齊，4輛編組列車車頭與6輛編組的車頭對齊。這樣可節(jié)省無源信標(biāo)，而且車頭司機室門和滑動門可以對齊。本項目中選用方案2，典型的站臺停車點設(shè)計見圖2。

4.3無源信標(biāo)布置

當(dāng)以ATO模式駕駛時，要求列車精確停在每個停車點。因此在接近停車點SSP的過程中，需要在軌道上安裝第1接近信標(biāo)和第2接近信標(biāo)來定位列車。參見圖3車站站臺，需在信標(biāo)天線前D1距離布置一個信標(biāo)，在天線前D2距離布置一個信標(biāo)。另外，在天線D3距離前布置一個信標(biāo)，保證列車精確停在乘客交換區(qū)域內(nèi)。無源信標(biāo)布置針對4輛和6輛編組的情況，主要考慮折返、站臺及轉(zhuǎn)換軌對于無源信標(biāo)的復(fù)用。圖3中，T1代表初期的4輛編組列車，T2代表近遠(yuǎn)期的6輛編組列車。

4.4站臺門接口

4輛、6輛編組混跑時，需要保證站臺門滑動要同時能分別對應(yīng)兩種車型的車門，并保證4輛編組列車?？寇囌緯r，對應(yīng)4輛編組列車車門的站臺門滑動開啟，其余滑動門則要求鎖閉不開啟。因此，在4輛編組和6輛編組列車的上下客作業(yè)時，信號系統(tǒng)與站臺門系統(tǒng)的接口需要特殊考慮，以具備4、6輛編組列車車門與站臺門的聯(lián)動功能。如圖4所示，電路中分4、6輛編組列車不同情況開門，針對不同編組的列車，ATC發(fā)送不同的開門命令給聯(lián)鎖系統(tǒng)，由聯(lián)鎖和站臺門系統(tǒng)接口，站臺門系統(tǒng)執(zhí)行開門操作。關(guān)門不需要區(qū)分4、6輛編組列車。

4.5ATS設(shè)計

由于ATS發(fā)車指示器的位置受到停車點位置的影響，按照停車點設(shè)計方案2，4輛編組和6輛編組的車頭停車點位置都是在站臺端頭部，ATS發(fā)車指示器在項目初期可安裝在站臺端頭部，在近遠(yuǎn)期增加大編組列車時，也不需變更位置。ATS界面中邏輯區(qū)段的劃分是以車長為基準(zhǔn)，在初期設(shè)計時，按考慮預(yù)留6輛編組列車長度進(jìn)行劃分，避免在近遠(yuǎn)期重新劃分，減少對設(shè)計以及操作使用的影響。

5結(jié)束語

X3線屬于新建城市軌道交通項目，目前所有設(shè)計方案均已通過評審，項目數(shù)據(jù)已經(jīng)過室內(nèi)測試，并進(jìn)入現(xiàn)場安裝調(diào)試階段。本文對近遠(yuǎn)期不同列車編組運行的項目在初期的信號設(shè)計方案進(jìn)行了分析比較，并從不同方面介紹了具體的初期實施方案，在近遠(yuǎn)期增加大編組列車時，可有效減少設(shè)計、安裝、調(diào)試的工作量，減少全生命周期成本，降低對運營的影響。該項設(shè)計可為類似近遠(yuǎn)期不同列車編組運行項目的信號系統(tǒng)設(shè)計提供參考。

作者：阮杰 張成國