王 輝 徐志華

（北京電鐵通信信號(hào)勘測(cè)設(shè)計(jì)院，北京 100036）

1 系統(tǒng)概述

重慶單軌3號(hào)線采用基于無(wú)線通信的列車控制系統(tǒng)（CBTC），CBTC系統(tǒng)的在線檢測(cè)是通過(guò)無(wú)線通信，實(shí)時(shí)地接收列車位置信息，從而掌握列車的在線位置。CBTC系統(tǒng)具有分別對(duì)應(yīng)不同系統(tǒng)控制級(jí)別的CBTC模式、后備模式等2種系統(tǒng)工作模式，可根據(jù)故障情況等手動(dòng)選擇相應(yīng)的模式。此外，作為搭載了CBTC的列車運(yùn)行模式，將提供正常情況下的常用模式及異常情況下的ATP切除模式。在常用運(yùn)行模式內(nèi)又分為列車自動(dòng)運(yùn)行（ATO）模式、列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）模式、限制人工駕駛（SR）模式、調(diào)車模式等。根據(jù)列車運(yùn)行位置(正線/車輛段等)以及故障發(fā)生等情況，自動(dòng)或手動(dòng)地切換至相宜的模式進(jìn)行運(yùn)行。

CBTC系統(tǒng)等級(jí)劃分如表1所示。

表1 CBTC系統(tǒng)等級(jí)劃分表

后備模式指當(dāng)CBTC系統(tǒng)無(wú)法使用的情況下所使用的控制模式。以運(yùn)行于相應(yīng)線路的所有列車為對(duì)象，通過(guò)物體檢測(cè)方式進(jìn)行列車檢測(cè)來(lái)實(shí)施信號(hào)控制。

后備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)CBTC故障時(shí)的后備模式控制。常用系統(tǒng)與后備系統(tǒng)是完全獨(dú)立的2個(gè)系統(tǒng)，而且可快速切換到后備系統(tǒng)。

重慶市單軌交通3號(hào)線后備系統(tǒng)的列車檢測(cè)使用與CI相連的計(jì)軸，在閉塞分區(qū)的邊界設(shè)置計(jì)軸，以檢測(cè)列車位置，判斷列車的運(yùn)行方向，將進(jìn)入或出清閉塞分區(qū)的信息傳給聯(lián)鎖。

后備系統(tǒng)的列車檢測(cè)單位是進(jìn)路起點(diǎn)和終點(diǎn)，在道岔區(qū)間以及站間等位置安裝列車檢測(cè)設(shè)備，實(shí)施固定閉塞控制。

2 系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)控制模式

2.1 控制中心調(diào)度指揮模式

通常列車的運(yùn)行處于控制中心自動(dòng)監(jiān)控狀態(tài)。在正常情況下，調(diào)度員僅監(jiān)督列車及設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)列車的實(shí)際運(yùn)行與計(jì)劃運(yùn)行圖之間發(fā)生一定偏差時(shí)，可對(duì)偏差進(jìn)行自動(dòng)或人工調(diào)整?？刂浦行恼{(diào)度指揮模式分為自動(dòng)監(jiān)控模式（ATS）和調(diào)度員人工調(diào)整模式。

2.1.1 自動(dòng)監(jiān)控模式（ATS）

在ATS模式下，控制中心ATS子系統(tǒng)主要完成以下功能。

1）根據(jù)聯(lián)鎖表、計(jì)劃運(yùn)行圖及列車位置自動(dòng)生成進(jìn)路控制命令，傳送到車站聯(lián)鎖設(shè)備，設(shè)置進(jìn)路。

2）控制中心根據(jù)列車計(jì)劃運(yùn)行圖自動(dòng)生成列車車次號(hào)（服務(wù)號(hào)、目的地）；車組號(hào)、乘務(wù)組號(hào)由當(dāng)天控制中心發(fā)往車輛調(diào)度終端的時(shí)刻表經(jīng)車輛派班室“填空”確認(rèn)后送回生成。

3）自動(dòng)完成正線區(qū)段內(nèi)列車車次號(hào)的跟蹤。當(dāng)列車從車輛段出發(fā)占用轉(zhuǎn)換區(qū)段時(shí)登記進(jìn)入系統(tǒng)并開(kāi)始跟蹤，列車返回車輛段后結(jié)束，車次號(hào)隨列車的運(yùn)行而移動(dòng)。通過(guò)車地通信實(shí)時(shí)校核車次號(hào)。由于某種原因車次號(hào)丟失或與時(shí)刻表車次號(hào)沖突，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，行車調(diào)度人員可通過(guò)行車調(diào)度工作站對(duì)列車車次號(hào)進(jìn)行修改。

4）系統(tǒng)具有列車計(jì)劃與實(shí)際運(yùn)行的比較功能和計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度的功能，即在發(fā)生列車計(jì)劃與實(shí)際運(yùn)行超過(guò)一定偏差時(shí)，ATS子系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整；超過(guò)限定偏差，發(fā)出偏差報(bào)警，并自動(dòng)給出調(diào)整方案，供調(diào)度員人工調(diào)整。

2.1.2 調(diào)度員人工調(diào)整模式

調(diào)度員可在控制中心人工發(fā)出有關(guān)命令，對(duì)全線的列車運(yùn)行進(jìn)行人工干預(yù)。

1）調(diào)度員人工調(diào)整列車運(yùn)行

在ATP/ATO設(shè)備（包括地面及車載設(shè)備）及聯(lián)鎖設(shè)備無(wú)故障狀態(tài)下，列車的實(shí)際運(yùn)行與實(shí)施的計(jì)劃運(yùn)行圖之間發(fā)生偏差，控制中心行車調(diào)度員可以根據(jù)顯示屏以及行車調(diào)度工作站顯示的列車運(yùn)行狀態(tài)，在行車調(diào)度工作站上（無(wú)線配合）對(duì)列車運(yùn)行進(jìn)行人工調(diào)整。調(diào)度員人工調(diào)整列車運(yùn)行包括以下內(nèi)容。

①對(duì)有關(guān)列車實(shí)施“扣車/終止站停”或“跳?！薄?/p>

②對(duì)計(jì)劃運(yùn)行圖進(jìn)行在線修改，包括“時(shí)間平移”、 增加或取消列車、改變列車的始發(fā)點(diǎn)及始發(fā)時(shí)間、調(diào)整列車的出、入段時(shí)間等。

2）人工進(jìn)路控制

行車調(diào)度人員根據(jù)需要，可在ATS子系統(tǒng)行車調(diào)度工作站對(duì)車站聯(lián)鎖設(shè)備發(fā)送進(jìn)路控制命令，經(jīng)聯(lián)鎖設(shè)備校核后排列進(jìn)路。此外，可由車站值班員申請(qǐng)，行車調(diào)度人員由控制中心ATS子系統(tǒng)人工發(fā)出“授權(quán)”命令，并經(jīng)車站值班員“確認(rèn)”后，將聯(lián)鎖子系統(tǒng)改由車站一級(jí)控制。

3）自動(dòng)或人工設(shè)定列車的車次號(hào)

在車輛段轉(zhuǎn)換區(qū)段、車站股道及折返線上，控制中心可自動(dòng)生成列車車次號(hào)，行車調(diào)度人員也可通過(guò)行車調(diào)度工作站對(duì)該列車的車次號(hào)進(jìn)行重新設(shè)定、修正和刪除。

2.2 車站控制模式

2.2.1 車站自動(dòng)控制模式

在車站自動(dòng)控制的模式下，ATS自動(dòng)根據(jù)時(shí)刻表向聯(lián)鎖設(shè)備發(fā)送排列進(jìn)路命令，或車站值班員對(duì)常用的進(jìn)路設(shè)定為自動(dòng)追蹤狀態(tài)，當(dāng)列車進(jìn)入防護(hù)該進(jìn)路的信號(hào)所定義的接近區(qū)段時(shí)，將會(huì)自動(dòng)排出一條固定的列車進(jìn)路。

2.2.2 車站人工控制模式

在車站控制模式條件下，車站值班員將可以直接控制車站聯(lián)鎖設(shè)備。

1）聯(lián)鎖設(shè)備的人工控制

車站值班員在車站的操作員工作站上，在本聯(lián)鎖區(qū)控制范圍內(nèi)排列進(jìn)路，并可對(duì)聯(lián)鎖控制范圍內(nèi)的進(jìn)路、道岔和軌道區(qū)段做特殊的設(shè)置或操縱。

2）緊急停車按鈕的操縱

每側(cè)站臺(tái)及IBP盤(pán)應(yīng)設(shè)有緊急停車按鈕，它是在車站股道上發(fā)生突發(fā)事件情況下，為保護(hù)乘客及設(shè)備的安全，使列車緊急停車的裝置。按壓緊急停車按鈕后，ATP將對(duì)預(yù)先定義的一定范圍內(nèi)進(jìn)、出站列車實(shí)施緊急制動(dòng)。在故障已排除，允許解除列車緊急制動(dòng)時(shí)，車站值班員操作IBP盤(pán)上的緊急停車恢復(fù)按鈕，恢復(fù)列車正常通行。

3）對(duì)信號(hào)元素的封鎖及軌道區(qū)段臨時(shí)限速的設(shè)置

在車站操作員工作站上，可對(duì)道岔、軌道區(qū)段等信號(hào)控制元素實(shí)施封鎖，以阻止列車通過(guò)該元素。當(dāng)因線路維修保養(yǎng)或其他原因需要對(duì)某段線路實(shí)施臨時(shí)限速時(shí)，車站值班員可根據(jù)OCC行車調(diào)度員指令在操作員工作站上對(duì)要求的限速區(qū)域設(shè)置臨時(shí)限速區(qū)以確保行車安全。故障排除后，車站值班員可解除設(shè)置的限制速度，但此操作必須慎重并需得到OCC行車調(diào)度員的授權(quán)。

4）對(duì)扣車、跳停、提前發(fā)車等的設(shè)置。

3 降級(jí)運(yùn)營(yíng)模式

3.1 地面設(shè)備故障

1）地面設(shè)備(ATP邏輯部、SM、APM、AP)故障時(shí)，區(qū)間內(nèi)的列車由于通信中斷而緊急停車。

2）ATP邏輯部故障時(shí)，聯(lián)鎖邏輯部收不到ATP邏輯部信息，檢測(cè)到ATP邏輯部故障，這時(shí)，CI就根據(jù)計(jì)軸的列車檢測(cè)信息控制信號(hào)機(jī)。

3）駕駛員通過(guò)無(wú)線電話通知地面調(diào)度員，列車由于通信中斷而緊急停車。

4）將地面設(shè)備的故障范圍設(shè)定為防護(hù)區(qū)間，具體情況如下。

*邏輯部故障時(shí)，相鄰的正常邏輯部生成停車點(diǎn)在故障邏輯部的外方。

* SM、APM故障時(shí)，通過(guò)本邏輯部完成相應(yīng)范圍內(nèi)的防護(hù)。

* AP連續(xù)故障時(shí)，通過(guò)本邏輯部完成相應(yīng)范圍內(nèi)的防護(hù)。

5）地面調(diào)度員根據(jù)所設(shè)定的防護(hù)區(qū)間向駕駛員發(fā)出指示，將車載駕駛模式切換到SR模式，并告知可運(yùn)行的區(qū)間（至故障范圍的終端）。

6）駕駛員收到地面調(diào)度員的指示后，駕駛列車在SR模式下在指定的區(qū)間內(nèi)根據(jù)信號(hào)機(jī)（聯(lián)鎖控制）運(yùn)行。

7）通過(guò)故障區(qū)間后，車-地通信恢復(fù)正常，條件成立后自動(dòng)地過(guò)渡到ATP模式。

故障得到修復(fù)后，調(diào)度員辦理相應(yīng)手續(xù)，從而相應(yīng)區(qū)段恢復(fù)正常CBTC模式。

8）在故障恢復(fù)正常前，ATS中心自動(dòng)控制功能停止，進(jìn)行車站或人工調(diào)度，如圖1所示。

9）防護(hù)區(qū)間隨列車移動(dòng)而移動(dòng)。

3.2 車載設(shè)備故障時(shí)

1）車載無(wú)線設(shè)備故障時(shí)，該列車與地面的通信中斷時(shí)。

2）駕駛員通過(guò)無(wú)線電話向地面調(diào)度員報(bào)告列車由于無(wú)線通信中斷而緊急停車。

3）ATP將列車前后必要的范圍設(shè)定為防護(hù)區(qū)間。

4）地面調(diào)度員根據(jù)所設(shè)定的防護(hù)區(qū)間，向駕駛員指示將車載駕駛模式切換到SR模式，并通知司機(jī)在前方看信號(hào)機(jī)行車。

5）駕駛員收到地面調(diào)度員的命令后，轉(zhuǎn)換到SR模式后運(yùn)行，或根據(jù)需要可在相應(yīng)信號(hào)機(jī)處開(kāi)始按照站間閉塞行車，如圖2所示。

6）故障車從正線退出后，駕駛員報(bào)告給地面調(diào)度員。

7）防護(hù)區(qū)間的解除是經(jīng)人工確認(rèn)后解除。地面調(diào)度員確認(rèn)故障車從正線退出后，解除防護(hù)區(qū)間。故障車所在的防護(hù)區(qū)間按照大區(qū)間設(shè)置考慮，隨著故障車的移動(dòng)，防護(hù)區(qū)間不斷向前推進(jìn)，直到車輛段、車站、折返線為止，如圖3所示。

3.3 故障車的救援

1）正線上出現(xiàn)了無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行的列車。

2）駕駛員通過(guò)無(wú)線電話，向地面調(diào)度員報(bào)告列車故障。

3）ATP將列車前后必要的范圍設(shè)定為防護(hù)區(qū)間。

4）地面調(diào)度員設(shè)定防護(hù)區(qū)間后，發(fā)出救援列車的請(qǐng)求。

5）救援列車在CBTC防護(hù)下行至防護(hù)區(qū)間邊緣外暫時(shí)停車，然后向地面調(diào)度員報(bào)告。

6）地面調(diào)度員將防護(hù)區(qū)間的范圍延長(zhǎng)到救援列車所在的在線位置。

7）地面調(diào)度員延長(zhǎng)防護(hù)區(qū)間后，向救援列車的駕駛員發(fā)出轉(zhuǎn)換到SR模式的指示。

8）救援列車的駕駛員根據(jù)地面調(diào)度員發(fā)來(lái)的指示，將車載駕駛模式切換到SR模式，然后與故障車連掛，將故障車拖到正線以外，此過(guò)程均以SR運(yùn)行。

9）故障車退出正線后，救援列車的駕駛員向地面調(diào)度員報(bào)告情況。

10）地面調(diào)度員確認(rèn)故障車退出正線，解除防護(hù)區(qū)間。

3.4 CBTC與后備模式切換

夜間運(yùn)營(yíng)列車停運(yùn)后，CBTC與后備模式進(jìn)行切換，夜間作業(yè)工程車在后備模式下采用非限制人工駕駛模式運(yùn)行，該模式為ATP切除狀態(tài)，列車運(yùn)行無(wú)超速防護(hù)功能，列車的運(yùn)行安全由司機(jī)負(fù)責(zé)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)重慶單軌3號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式的介紹，可以了解重慶單軌3號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)的相關(guān)功能，尤其是信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)各種故障情況的靈活性、高效性，在以后類似的應(yīng)用領(lǐng)域有很好的借鑒作用。

[1]北京電鐵通信信號(hào)設(shè)計(jì)院．重慶市軌道交通三號(hào)線南延伸段初步設(shè)計(jì)說(shuō)明文件[S]．

[2]中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司，株式會(huì)社日立制作所，中信國(guó)際合作公司等．重慶市軌道交通三號(hào)線一期工程信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)規(guī)格書(shū)[S]．

[3]傅世善．閉塞與列控概論第十講移動(dòng)閉塞概述[J]．鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2006，3（4）：61-63．