李兆齡

隨著城市軌道交通系統(tǒng)承載功能復(fù)雜度的不斷增加,運營壓力也隨著客流增長不斷增大,操作人員由于各種原因造成判斷失誤、錯誤操作、違章作業(yè)的情況時有發(fā)生。全自動運行系統(tǒng)（FAO）通過現(xiàn)代信息及自動化技術(shù)提升運營服務(wù)水平,由設(shè)備代替司機或運營人員的操作,可減少人員操作失誤和人工確認時間,為乘客提供更安全、更快捷的出行服務(wù)保障,進一步提升軌道交通的安全與效率。

FAO系統(tǒng)在既有CBTC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了列車休眠/喚醒、自動發(fā)車、自動折返、自動進出段/場、自動停車、自動開/關(guān)車門,以及車門與站臺門間隙探測、車輛段/停車場自動洗車作業(yè)等相關(guān)功能,實現(xiàn)了運營全過程的全自動［1］。

城軌列控系統(tǒng)由CBTC系統(tǒng)升級為FAO系統(tǒng)后,作為城軌信號系統(tǒng)基礎(chǔ)的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)（簡稱聯(lián)鎖）也新增了適配FAO的功能和接口,包括:跳躍功能、站臺門間隙探測功能、車庫門和洗車機接口以及SPKS功能。本文將對以上新增功能及接口做詳細闡述。

1 跳躍功能

跳躍功能是全自動運行系統(tǒng)控制列車以低速、短距離運行的功能要求,應(yīng)用于喚醒場景下的動態(tài)測試及車輛未精確停車情況下再次精確對標停車。當列車進行動態(tài)測試時、或者列車在站臺未停準的情況下,車載向ZC發(fā)起跳躍請求,跳躍功能啟動。聯(lián)鎖收到來自ZC的跳躍請求,判斷滿足跳躍條件則回復(fù)ZC能夠跳躍；否則,回復(fù)無法跳躍。

聯(lián)鎖在進行進路選排檢查時,應(yīng)判斷進路路徑內(nèi)是否存在執(zhí)行跳躍作業(yè)的區(qū)域（簡稱跳躍區(qū)域）,存在跳躍區(qū)域的進路不應(yīng)辦理,保證列車的運行安全。

1.1 控制邏輯

1）聯(lián)鎖在執(zhí)行跳躍業(yè)務(wù)時需要滿足:跳躍區(qū)域內(nèi)區(qū)段空閑；跳躍區(qū)域SPKS未處于防護位；跳躍區(qū)域內(nèi)區(qū)段無超限情況。

2）進路辦理過程中應(yīng)檢查跳躍條件:當區(qū)段設(shè)置了跳躍標志時,不得排列、鎖閉、開放與跳躍方向相反且途經(jīng)該區(qū)段的列車進路或調(diào)車進路；與跳躍方向相反且途經(jīng)該區(qū)段的列車進路或調(diào)車進路,如果已經(jīng)開放應(yīng)立即關(guān)閉；與跳躍方向相反且途經(jīng)該區(qū)段的保護進路不能觸發(fā)辦理和鎖閉,并應(yīng)置為無效；因跳躍條件不滿足而關(guān)閉的信號機應(yīng)人工重開信號（其他條件滿足時）。

1.2 與其他系統(tǒng)信息交互

當ZC收到來自ATP的向前/向后跳躍請求后,向聯(lián)鎖發(fā)送向前/向后跳躍請求,直到ZC不再收到來自ATP的向前/向后跳躍請求,ZC停止向聯(lián)鎖發(fā)送對應(yīng)信息；聯(lián)鎖收到來自ZC的向前/向后跳躍請求后,應(yīng)周期性向ZC發(fā)送跳躍狀態(tài)信息,同時也周期性地向ATS發(fā)送跳躍狀態(tài)。

2 站臺門間隙探測功能

站臺門間隙探測功能是用于檢測站臺門與車門之間是否存在人員或物品。探測設(shè)備獨立于信號設(shè)備之外,與聯(lián)鎖設(shè)備采用繼電接口。

當列車在站臺完成乘客上下作業(yè),站臺門和車門關(guān)閉后,車載ATP向地面聯(lián)鎖發(fā)送間隙探測啟動命令；聯(lián)鎖收到該命令,檢查相關(guān)條件滿足后,驅(qū)動間隙探測繼電器動作,通知間隙探測系統(tǒng)啟動間隙探測；間隙探測系統(tǒng)通過繼電接口回復(fù)間隙探測狀態(tài)給聯(lián)鎖；聯(lián)鎖再將采集到的間隙探測狀態(tài)發(fā)送給車載ATP；車載ATP檢測條件滿足后,發(fā)車離開站臺區(qū),停站作業(yè)完成［2］。

當間隙探測結(jié)果為不滿足,列車不能發(fā)車；當人工判斷站臺門與車門之間無人員或物品,可以通過人工旁路間隙探測來實現(xiàn)站臺發(fā)車作業(yè)。

2.1 控制邏輯

1）聯(lián)鎖收到間隙探測命令后,檢查以下條件滿足后驅(qū)動間隙探測繼電器:列車在站臺區(qū)停穩(wěn)；站臺門已經(jīng)關(guān)閉且鎖緊；收到處于站臺軌列車向聯(lián)鎖發(fā)送的間隙探測命令。

2）聯(lián)鎖檢查以下條件滿足后,終止間隙探測:聯(lián)鎖與車載ATP通信中斷,聯(lián)鎖停止驅(qū)動間隙探測繼電器；聯(lián)鎖收到車載ATP的間隙探測終止命令,聯(lián)鎖停止驅(qū)動間隙探測繼電器。

3）間隙探測不作為進路選排、鎖閉、開放的檢查條件。

2.2 與其他系統(tǒng)信息交互

車載ATP向聯(lián)鎖發(fā)送間隙探測命令；聯(lián)鎖向車載ATP發(fā)送間隙探測狀態(tài)。聯(lián)鎖周期性地向ATS發(fā)送間隙探測的相關(guān)信息。

3 車庫門接口

聯(lián)鎖通過與車庫門接口,控制車庫門打開和關(guān)閉；采集車庫門狀態(tài),并將車庫門狀態(tài)納入進路選排條件。

3.1 控制邏輯

1）車庫門開門為無條件執(zhí)行,聯(lián)鎖收到來自ATS的開門命令,立即執(zhí)行。

2）車庫門關(guān)門條件判斷:聯(lián)鎖判斷車庫門相關(guān)區(qū)段均為空閑且未鎖閉狀態(tài),則允許關(guān)閉車庫門；聯(lián)鎖判斷車庫門相關(guān)區(qū)段存在降級車占用,則不允許關(guān)閉車庫門；聯(lián)鎖判斷車庫門相關(guān)區(qū)段存在升級車占用,且不存在降級車占用,則向ZC發(fā)送車庫門關(guān)閉請求,是否允許關(guān)閉車庫門根據(jù)ZC的反饋信息決定。

3）進路辦理過程中應(yīng)檢查車庫門狀態(tài)。當車庫門未處于“打開且鎖閉狀態(tài)”時,應(yīng)不得排列、鎖閉、開放途經(jīng)車庫門相關(guān)區(qū)段的列車進路或調(diào)車進路；途經(jīng)車庫門相關(guān)區(qū)段的列車進路或調(diào)車進路如果已經(jīng)開放應(yīng)立即關(guān)閉；途經(jīng)車庫門相關(guān)區(qū)段的保護進路不能觸發(fā)辦理和鎖閉,并應(yīng)置為無效；因車庫門條件不滿足而關(guān)閉的信號機應(yīng)人工重開信號（其他條件滿足時）。

3.2 車庫門控制過程的信息交互

1）聯(lián)鎖以繼電接口向車庫門設(shè)備發(fā)送開門、關(guān)門命令,接收來自車庫門的門開且鎖閉、門關(guān)、旁路狀態(tài)以及模式狀態(tài)信息。

2）聯(lián)鎖向ZC發(fā)送車庫門狀態(tài)信息,包括打開且鎖閉、關(guān)閉、旁路；聯(lián)鎖向ZC發(fā)送車庫門關(guān)門請求；聯(lián)鎖接收來自ZC的車庫門允許關(guān)門或不允許關(guān)門。

3）聯(lián)鎖接收來自ATS的車庫門開門和關(guān)門命令；聯(lián)鎖向ATS發(fā)送車庫門狀態(tài)信息,包括車庫門開閉狀態(tài)、車庫門旁路狀態(tài)、車庫門控制模式,以及相應(yīng)的報警信息。

4 洗車機接口

車輛段洗車功能,是車輛段作業(yè)過程中的重要環(huán)節(jié),通過洗車功能實現(xiàn)車列外部清潔。自動洗車功能包含了信號系統(tǒng)配合洗車機設(shè)備實現(xiàn)自動洗車的整個過程,從車輛在洗車停車點停穩(wěn)開始,經(jīng)過升降弓、前端洗車、后端洗車、列車完成洗車、控制洗車臂抬起,一直到自動調(diào)度列車駛出洗車線［3］。洗車線路設(shè)置定位裝置,用于確認洗車過程中各個環(huán)節(jié)的列車位置,洗車線路定位裝置設(shè)置示意見圖1。

圖1 洗車線路定位裝置設(shè)置示意

洗車機實時將設(shè)備狀態(tài)傳送給聯(lián)鎖,聯(lián)鎖與VOBC建立通信后,實時交互狀態(tài)信息。

4.1 洗車機控制邏輯

1）在洗車機整個工作過程中,聯(lián)鎖作為車載ATP與洗車機之間的交流通道,聯(lián)鎖邏輯不參與洗車的整個過程。

2）進路辦理過程中應(yīng)檢查洗車機條件（洗車就緒或洗車通過允許）。當洗車機條件不滿足時:應(yīng)不得排列、鎖閉、開放與洗車機相關(guān)的列車進路或調(diào)車進路；與洗車機相關(guān)的列車進路或調(diào)車進路如果已經(jīng)開放應(yīng)立即關(guān)閉；與洗車機相關(guān)的保護進路不能觸發(fā)辦理和鎖閉,并應(yīng)置為無效［4］。

3）因洗車機條件不滿足而關(guān)閉的信號機應(yīng)人工重開信號（其他條件滿足時）。

4.2 洗車機進行洗車作業(yè)過程的信息交互

1）與洗車機的繼電接口。聯(lián)鎖發(fā)送洗車請求、暫停洗車、頭洗車停穩(wěn)、尾洗車停穩(wěn)等信息；洗車機發(fā)送洗車就緒、洗車請求確認、頭洗車完成、尾洗車完成、緊停、洗車臂收回等信息［5?6］。

2）與ATS接口。聯(lián)鎖向ATS發(fā)送洗車機狀態(tài)信息。

3）與車載ATP接口。聯(lián)鎖接收來自車載ATP的洗車請求、洗車停穩(wěn)、暫停洗車、洗車臂收回請求等信息；聯(lián)鎖發(fā)送洗車請求確認、允許通過、洗車臂收回確認、緊停等信息。

5 人員防護開關(guān)功能

在正線各站車站控制室IBP盤及車輛段設(shè)置人員防護開關(guān)（SPKS）及相應(yīng)表示燈,作為人員進行軌旁作業(yè)或列車發(fā)生故障進行乘客疏散時的防護手段。

進行軌旁作業(yè)或乘客疏散時,操作員通過使SPKS處于防護位建立起相應(yīng)封鎖區(qū)域,等待確定時間后,方可進行軌旁作業(yè)或乘客疏散。封鎖區(qū)域外的列車禁止進入該區(qū)域,封鎖區(qū)域內(nèi)的列車制動停車或保持停止狀態(tài)不發(fā)生移動［7］。

正線SPKS防護范圍如下:出站SPKS,防護本站出站信號機處計軸點至下一站站臺入口處計軸點之間的區(qū)段；進站SPKS,防護上一站出站信號機處計軸點至本站出站信號機處計軸點之間的區(qū)段；停車線根據(jù)區(qū)間隧道結(jié)構(gòu),劃分至相應(yīng)上行或下行的SPKS防護范圍；正線與車輛段/停車場間的SPKS,防護分界為出段/場信號機處計軸點。

車輛段SPKS防護范圍如下:停車列檢庫SPKS,防護停車列檢庫對應(yīng)的停車列檢線；洗車庫SPKS,防護洗車庫前后牽出線車擋之間的所有股道；停車列檢庫和洗車庫外咽喉區(qū)的SPKS,防護咽喉區(qū)自動控制區(qū)域（停車列檢庫和洗車庫的SPKS防護范圍除外的所有區(qū)段）。

停車列檢庫和咽喉區(qū)的防護分界為出庫信號機處計軸點；洗車庫和咽喉區(qū)的防護分界為洗車庫兩端牽出線至庫外咽喉區(qū)道岔區(qū)段邊界的計軸點；咽喉區(qū)SPKS與正線的防護分界為出段/場信號機處計軸點。

5.1 控制邏輯

1）聯(lián)鎖通過繼電接口采集SPKS開關(guān)的狀態(tài),繼電器落下設(shè)置為SPKS防護位時,SPKS激活。

2）SPKS防護區(qū)域內(nèi)的道岔應(yīng)具備單操功能。

3）進路辦理過程應(yīng)檢查SPKS條件。當SPKS開關(guān)處于防護狀態(tài)時:應(yīng)不得排列、鎖閉、開放途經(jīng)SPKS防護區(qū)域的進路；途經(jīng)SPKS防護區(qū)域的列車進路或調(diào)車進路,如果已經(jīng)開放應(yīng)立即關(guān)閉；途經(jīng)SPKS防護區(qū)域的保護進路,不得觸發(fā)辦理和鎖閉,并應(yīng)置為無效。當SPKS開關(guān)未處于防護狀態(tài)或旁路時,因SPKS開關(guān)激活而關(guān)閉的信號機應(yīng)人工重開信號（其他條件滿足時）。

4）聯(lián)鎖執(zhí)行跳躍時,應(yīng)檢查跳躍區(qū)域所屬SPKS未激活。

5）當SPKS開關(guān)由鄰站聯(lián)鎖控制,并防護本站相關(guān)區(qū)域時,相鄰聯(lián)鎖應(yīng)能交互SPKS開關(guān)狀態(tài)；聯(lián)鎖間通信中斷后,聯(lián)鎖具備對來自鄰站的SPKS設(shè)置旁路的功能；聯(lián)鎖對來自鄰站的SPKS設(shè)置旁路應(yīng)確認鄰站實體SPKS未激活。

5.2 與其他子系統(tǒng)的交互

1）聯(lián)鎖應(yīng)周期性向ZC發(fā)送SPKS開關(guān)的激活狀態(tài),SPKS開關(guān)激活狀態(tài)作為安全防護點是ZC計算MA的相關(guān)條件。

2）聯(lián)鎖周期性向ATS發(fā)送SPKS開關(guān)的激活狀態(tài),ATS根據(jù)此信息在電調(diào)和行調(diào)界面上顯示,提醒操作員有人員進入SPKS防護區(qū)域。

6 結(jié)語

目前,越來越多的城軌項目采用全自動運行系統(tǒng),與傳統(tǒng)項目相比,作為信號基礎(chǔ)設(shè)備的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)增加了SPKS、洗車機、車庫門、間隙探測、跳躍等功能,拓展了系統(tǒng)的安全防護范圍,有效保證了FAO系統(tǒng)功能的正常實現(xiàn),這些均為后續(xù)信號系統(tǒng)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。