摘要：從福州市軌道交通1號(hào)線的實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行了分析，針對(duì)基于通信的列車控制系統(tǒng)(CBTC),介紹了該系統(tǒng)的控制原理，各子系統(tǒng)組成和功能等。

關(guān)鍵詞：CBTC;地鐵;移動(dòng)閉塞

福州市城市軌道交通1號(hào)線采用基于通信的列車控制信號(hào)系統(tǒng)(CBTC)，該系統(tǒng)主要包括四個(gè)子系統(tǒng)：列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)ATS、列車自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)ATP、列車自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)ATO、聯(lián)鎖子系統(tǒng)。

1.工程概況

福州市軌道交通1號(hào)線全長(zhǎng)約29.2km，共設(shè)24座車站，設(shè)車輛段和停車場(chǎng)各一座、控制中心一處。1號(hào)線分期實(shí)施，一期工程共21座地下車站。

2.主要技術(shù)性能指標(biāo)

2.1要求的主要運(yùn)營(yíng)指標(biāo)

(1)設(shè)計(jì)行車間隔

滿足6輛編組，正線最小設(shè)計(jì)行車間隔應(yīng)小于或等于90秒。

滿足6輛編組，設(shè)計(jì)折返間隔應(yīng)小于或等于108秒。

滿足6輛編組，車輛基地、停車場(chǎng)的列車進(jìn)出正線的設(shè)計(jì)間隔應(yīng)小于或等于108秒。

降級(jí)運(yùn)行模式下列車最小行車間隔至少滿足5min間隔要求。

(2)平均旅行速度不低于35km/h。

2.2滿足運(yùn)營(yíng)要求提供后備模式

具備點(diǎn)式ATP、點(diǎn)式ATO及聯(lián)鎖層面的后備模式，保證地鐵的不間斷運(yùn)行。本信號(hào)系統(tǒng)設(shè)置地面信號(hào)機(jī)，輔助以另外的列車位置檢測(cè)設(shè)備與聯(lián)鎖設(shè)備共同構(gòu)成后備系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)故障或無車載機(jī)車進(jìn)入正線或非運(yùn)營(yíng)段行車時(shí)，按后備模式運(yùn)行。

3列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)

3.1中央ATS服務(wù)器

3臺(tái)行車調(diào)度工作站，其中1臺(tái)調(diào)度長(zhǎng)工作站、2臺(tái)調(diào)度員工作站，各調(diào)度工作站在硬件和軟件上應(yīng)具有相同的結(jié)構(gòu)，控制功能可以互為備用，各控制功能可根據(jù)需要進(jìn)行靈活劃分和屏蔽。

3.2車站ATS服務(wù)器

在車站應(yīng)設(shè)冗余配置的ATS車站網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、路由器及傳輸設(shè)備、車控室ATS工作站。

4正線聯(lián)鎖系統(tǒng)

4.1 構(gòu)成要求

在正線的設(shè)備集中站設(shè)置計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)設(shè)備。聯(lián)鎖子系統(tǒng)是保證列車運(yùn)行安全，實(shí)現(xiàn)軌道區(qū)段、道岔、信號(hào)機(jī)之間正確聯(lián)鎖關(guān)系的系統(tǒng)，必須滿足故障-安全原則。為確保系統(tǒng)的高可靠性和高安全性，應(yīng)采用高可靠性、高安全性硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)，并采取必要的硬件、軟件冗余措施。

4.2 功能要求

4.2.1 聯(lián)鎖設(shè)備確保列車運(yùn)行進(jìn)路的安全。聯(lián)鎖設(shè)備按一定的程序和條件控制軌旁的道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)和信號(hào)機(jī)，建立列車運(yùn)行進(jìn)路，確保進(jìn)路上軌道區(qū)段、道岔、信號(hào)機(jī)之間的安全聯(lián)鎖。對(duì)于來自操作設(shè)備的錯(cuò)誤操作，應(yīng)具備有效的防護(hù)能力。

4.2.2聯(lián)鎖設(shè)備與ATS子系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)列車進(jìn)路的自動(dòng)控制。通過車站級(jí)的局域網(wǎng)，聯(lián)鎖設(shè)備向ATS設(shè)備提供列車運(yùn)行的表示信息和信號(hào)狀態(tài)信息，并接收ATS子系統(tǒng)的進(jìn)路控制命令。

4.2.3 聯(lián)鎖設(shè)備與ATS子系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)車站和中心的兩級(jí)控制功能。

5 ATP子系統(tǒng)

5.1構(gòu)成要求

5.1.1ATP子系統(tǒng)由中心設(shè)備、軌旁現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和車載設(shè)備組成。ATP子系統(tǒng)應(yīng)采用基于通信技術(shù)的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)，以車載信號(hào)顯示為行車憑證。其車-地間數(shù)據(jù)通信應(yīng)采用雙向無線傳輸方式。

5.1.2ATP子系統(tǒng)采用計(jì)軸軌道電路為降級(jí)列車檢測(cè)設(shè)備，要求正線車站區(qū)域、區(qū)間線路、折返線、存車線和車輛基地試車線均裝設(shè)計(jì)軸軌道電路設(shè)備。

5.1.3系統(tǒng)配備的ATP/ATO主控計(jì)算機(jī)設(shè)備應(yīng)設(shè)置于正線設(shè)備集中站。ATP子系統(tǒng)地面計(jì)算機(jī)設(shè)備與聯(lián)鎖設(shè)備必須具有成熟的接口，應(yīng)配置在有聯(lián)鎖主機(jī)(聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算計(jì)算機(jī))的設(shè)備集中站，并須滿足三取二或二乘二取二的冗余配置。

5.2功能要求

5.2.1ATP子系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)在線列車連續(xù)跟蹤定位，對(duì)線路的占用/空閑進(jìn)行安全可靠檢測(cè)。

5.2.2ATP子系統(tǒng)應(yīng)在線路上設(shè)置用于校正列車運(yùn)行里程計(jì)數(shù)誤差的點(diǎn)式信標(biāo)裝置，確保列車運(yùn)行里程累計(jì)誤差始終控制在信號(hào)系統(tǒng)安全防護(hù)所允許的誤差范圍內(nèi)。ATP子系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)聯(lián)鎖設(shè)備提供的區(qū)間運(yùn)行方向，確定相應(yīng)的列車運(yùn)行方向，保證前行與后續(xù)列車之間的安全間隔，滿足正向運(yùn)行時(shí)的設(shè)計(jì)行車間隔和折返間隔，并能對(duì)列車的反向運(yùn)行提供ATP防護(hù)。

5.2.3ATP 子系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)列車在正線車站站臺(tái)線路、折返停車線、存車線及車輛基地、停車場(chǎng)轉(zhuǎn)換軌的停穩(wěn)控制功能，對(duì)正向運(yùn)行的列車在車站站臺(tái)的停車精度實(shí)施嚴(yán)格監(jiān)控，只有在停車精度滿足要求的情況下，并根據(jù)運(yùn)行方向和站臺(tái)位置，釋放允許開左(或/和右)車門的命令。

6自動(dòng)駕駛系統(tǒng)ATO系統(tǒng)

6.1構(gòu)成要求

6.1.1ATO子系統(tǒng)由車載設(shè)備和軌旁設(shè)備組成。可實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)駕駛功能。

6.1.2ATO子系統(tǒng)設(shè)備可分布設(shè)置于設(shè)備集中站，也可以集中設(shè)置于控制中心。車輛基地試車線設(shè)置與車載ATO設(shè)備試驗(yàn)有關(guān)的地面設(shè)備。所有列車均裝設(shè)車載ATO設(shè)備。

6.2功能要求

6.2.1ATO子系統(tǒng)在ATP子系統(tǒng)的安全保護(hù)下，并根據(jù)ATS子系統(tǒng)的指令，能夠完成對(duì)列車的啟動(dòng)、加速、巡航、惰行和制動(dòng)的控制，實(shí)現(xiàn)列車的自動(dòng)駕駛，確保達(dá)到設(shè)計(jì)行車間隔及旅行速度。

6.2.2在ATS監(jiān)控范圍內(nèi)，所有正線車站站臺(tái)線路、折返停車線、存車線、轉(zhuǎn)換軌及試車線均應(yīng)通過車-地雙向通信，將列車的有關(guān)信息傳送至ATS子系統(tǒng)。利用地面?zhèn)鞲衅�、信�?biāo)、環(huán)線或其它措施實(shí)現(xiàn)列車在車站的定點(diǎn)精確停車。

7 結(jié)論

在斷面客流較大的福州地鐵一號(hào)線工程項(xiàng)目中，采用移動(dòng)閉塞CBTC信號(hào)系統(tǒng)，在滿足SIL4安全性要求的前提下，能夠滿足列車追蹤間隔108秒技術(shù)指標(biāo)，大運(yùn)量的系統(tǒng)功能需求。同時(shí)實(shí)現(xiàn)與相關(guān)的通信、屏蔽門、防淹門等專業(yè)的安全、可靠的技術(shù)接口。在工程設(shè)計(jì)、實(shí)施過程中，應(yīng)緊密結(jié)合工程的實(shí)際需求，以及系統(tǒng)的控制特性進(jìn)行中央、車站以及軌旁的設(shè)備布置，其功能滿足運(yùn)營(yíng)的需求并按照方便運(yùn)營(yíng)、維護(hù)管理的原則實(shí)施。

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