CBTC系統(tǒng)保護區(qū)段設置的控制策略探討

王繼男

(北京全路通信信號研究設計院有限公司，北京 100073)

CBTC系統(tǒng)保護區(qū)段設置的控制策略探討

王繼男

(北京全路通信信號研究設計院有限公司，北京 100073)

針對CBTC系統(tǒng)保護區(qū)段設置的控制策略進行分析和探討。

CBTC系統(tǒng)；保護區(qū)段；建立；解鎖

1 保護區(qū)段定義

保護區(qū)段是為實現(xiàn)超速防護,保證安全停車而延伸的閉塞區(qū)段(《城市軌道交通信號系統(tǒng)通用技術條件》(GB/T 12758-2004))。保護區(qū)段僅當列車運行在ATP完全監(jiān)控模式下具有安全防護的概念。CBTC系統(tǒng)中設置保護區(qū)段的目的是為了使列車在ATP防護下能夠盡量靠近預定停車點停車。

進路外設置獨立物理區(qū)段作為保護區(qū)段(即:獨立保護區(qū)段)和進路不設置獨立物理區(qū)段而在進路內設置安全保護距離方式(即:安全保護距離)是為列車超速防護提供防護距離的兩種通用做法。

獨立保護區(qū)段為進路終端信號機內方緊鄰的一個或多個軌道區(qū)段,當列車停車點距終端信號機較近時,提供足夠的ATP安全保護距離。保護區(qū)段的類型一般分為無岔保護區(qū)段和道岔保護區(qū)段。保護區(qū)段中若存在道岔區(qū)段,無論道岔開通直向或側向,均應能作為保護區(qū)段使用。

2 保護區(qū)段的設計原則

2.1 保護區(qū)段長度的計算

保護區(qū)段長度由ATP的計算確定,ATP使用保護區(qū)段的末端作為防護危險點。計算原則為:在選定運營停車點之后,考慮ATO運營的速度余量,計算一條ATO運營的最高曲線,將該曲線作為參考曲線。從該參考曲線上任意一點以最大的加速度按照安全制動模型去計算撞線后列車的走行距離,可得到列車的真正停車點和運營停車點的距離差值,最大的距離差值為保護區(qū)段。

圖1 保護區(qū)段的計算模型示意圖

保護區(qū)段的計算模型如圖1所示。當列車速度超過緊急制動觸發(fā)速度V4時,按照最不利條件來考慮列車可能達到的位置。具體計算時需考慮因素:

*測速誤差(verr);

*最大牽引階段(AB);

*惰行階段(BC);

*緊急制動生效階段(CD);

*線路坡度;

*列車實施緊急制動之后的停車位置。

保護區(qū)段長度選取各入口速度下delta的最大值。保護區(qū)段的長度需結合工程的具體參數(shù)計算確定,同時需考慮一定的安全裕量,安全裕量包括:設備安裝誤差、第一輪對到車鉤的距離(懸垂距離)、前車倒溜的最大距離。

2.2 保護區(qū)段的建立

系統(tǒng)處于ATS控制級別時,保護區(qū)段的建立應由ATS控制。ATS根據(jù)列車運行的目的地,分別選擇基本進路和保護區(qū)段。聯(lián)鎖負責對列車進路進行防護,應能根據(jù)要求設置相應的保護區(qū)段,并確保保護區(qū)段道岔位置正確。

ATS和聯(lián)鎖設備需對保護區(qū)段的設置時機進行判斷,后續(xù)列車進路保護區(qū)段的設置不能影響前行列車的運行和折返作業(yè)。

保護區(qū)段應能根據(jù)不同的列車屬性(CBTC列車和非CBTC列車)及運營組織需要靈活配置。保護區(qū)段中若存在道岔區(qū)段,應能建立道岔側向和道岔直向的保護區(qū)段。聯(lián)鎖對保護區(qū)段的設置進行邏輯判斷,當一條保護區(qū)段不能建立時,自動建立另外一條保護區(qū)段。保護區(qū)段應能以工程數(shù)據(jù)的方式,配置多條保護區(qū)段的默認保護區(qū)段和相應優(yōu)先級,同時亦應具備在現(xiàn)地控制工作站人工選擇設置保護區(qū)段的功能。

為提高效率,進路的保護區(qū)段在未解鎖時,若與此進路的后續(xù)進路(以此進路終端信號機為始端信號機的進路)路徑方向(道岔方向)一致,則可被此后續(xù)進路(無論多列車進路還是單列車進路)直接選通并重復鎖閉。同時在后續(xù)進路與保護區(qū)段路徑方向一致時,則保護進路可被后續(xù)進路重復鎖閉。

對于單列車進路的保護區(qū)段,在進路辦理后,需要和進路共同選通,并且共同鎖閉。如果保護區(qū)段無法選通,則整個進路無法選通,進路辦理失敗。單列車進路的保護區(qū)段在未解鎖時,若與此進路的后續(xù)進路(以此進路終端信號機為始端信號機的進路)路徑方向(道岔方向)一致,則可被此后續(xù)進路(無論多列車進路還是單列車進路)直接選通并重復鎖閉。

對于多列車進路,保護區(qū)段的建立不影響進路的建立及開放,進路開放后若保護區(qū)段未建立,則對應列車的移動授權無法超越此進路的終端信號機(無法在離終端信號機較近的停車點停車)。多列車進路的保護區(qū)段一旦建立,則此列車的移動授權可進入進路的終端信號機(列車方具有在離終端信號機較近的停車點停車的可能)。

多列車進路保護區(qū)段的辦理時機需要有一定的策略;因為若保護區(qū)段過早辦理,則有可能過早鎖閉保護區(qū)段,此保護區(qū)段無法被其他敵對進路征用,對效率將有所影響;若保護區(qū)段辦理過晚,則由于移動授權無法及時進入保護區(qū)段,而引起列車提前減速甚至停車;同時,考慮到停車點尤其是運行停車點至信號機的距離,有些進路的保護區(qū)段最終必須建立(如出站信號機),有些進路的保護區(qū)段最終不一定需要建立(如部分區(qū)間內的信號機)。

因此,多列車進路保護區(qū)段的辦理采用以下3種不同的方式。

*方式一:保護區(qū)段提前辦理,最好在列車尚未進入進路時辦理。

*方式二:保護區(qū)段在列車進入進路后,在因保護區(qū)段未建立減速前一定時間辦理。

*方式三:不建立保護區(qū)段。

2.3 保護區(qū)段的解鎖

CBTC模式下,聯(lián)鎖接收ATP發(fā)送的停穩(wěn)信息后,保護區(qū)段可立即解鎖;若聯(lián)鎖接收不到列車停穩(wěn)信息,保護區(qū)段需在滿足車載ATP防護點回縮至終端信號機處才能解鎖。當聯(lián)鎖無法接收ATP發(fā)送的停穩(wěn)信息時,需人工確認列車停穩(wěn),并提示值班員采用人工延時解鎖。

點式級別下,通過無線或環(huán)線(聯(lián)鎖與車載直接通信)方式可在站臺軌區(qū)段、折返軌區(qū)段等處具備列車停穩(wěn)控制功能,停穩(wěn)信息用于點式級別下保護區(qū)段的立即解鎖。

降級(點式或聯(lián)鎖級)情況下,當無停穩(wěn)控制功能時,采用倒計時方式判定停穩(wěn)后解鎖。

保護區(qū)段的延時解鎖是保護區(qū)段最基本的解鎖方式,由聯(lián)鎖設備進行處理。當保護區(qū)段的接近區(qū)段(即:保護區(qū)段解鎖的觸發(fā)區(qū)段)被占用時,保護區(qū)段的解鎖計時器開始從“m”倒計時至“0”為止,此時間應能保證列車在進入接近區(qū)段后,在進路終端信號機外方停車點停車,并留有一定的余量。其中,接近區(qū)段的長度和時間“m”均應通過計算確定。

此外,保護區(qū)段和后續(xù)進路重疊時,保護區(qū)段的解鎖和后續(xù)進路的取消或人工解鎖應相互獨立,互不影響。后續(xù)進路重復鎖閉保護區(qū)段時,保護區(qū)段隨著后續(xù)進路的正常解鎖而立即解鎖,保護區(qū)段解鎖計時器將隨著保護區(qū)段解鎖立即清零。

3 工程設計中保護區(qū)段的設置舉例

CBTC系統(tǒng)下保護區(qū)段的設置在滿足ATP防護所需的安全前提下,應充分考慮對列車運行效率的影響,如圖2所示,下面結合本人參與的實際工程具體論述。

圖2 平面布置示意圖

進路1:F14至SC08

為保證CBTC列車進站在站臺端部停車標處精確停車,故此進路需設置獨立的保護區(qū)段。系統(tǒng)處于ATS控制級別時,保護區(qū)段有兩個選擇,即:道岔P04處于定位或反位的軌道區(qū)段,DG04均可作為基本進路1的保護區(qū)段。

進路2:SC02至F14

1) 若ATS控制級別時,此基本進路2可設置獨立的保護區(qū)段,ATS可根據(jù)目的地碼,判斷選擇道岔P08處于定位或反位的軌道區(qū)段DG12來作為基本進路2的保護區(qū)段。

2) 若聯(lián)鎖控制級下,一般聯(lián)鎖會默認道岔的定位或反位其中一種狀態(tài)作為保護區(qū)段,此種情況下,假若聯(lián)鎖默認道岔定位時為其保護區(qū)段,而此時列車是回段車,這樣下一進路需等待道岔區(qū)段解鎖,才能辦理,影響行車效率。在這種情況下,解決辦法:值班員可將后續(xù)進路提前辦理,而不影響效率。

3) 綜上分析,基本進路2考慮到列車運行效率的問題以及減少值班員的頻繁操作,可不設置獨立保護區(qū)段而在進路內設置安全保護距離方式。

4 結論

本文簡要分析了CBTC系統(tǒng)下保護區(qū)段的設置原則和應用實例。保護區(qū)段的設置涉及系統(tǒng)安全和可用性的雙重考慮,需結合具體的線路配線設置不同的控制策略,需具體問題具體分析,在工程設計中不能一概而論。

The paper analyzes and discusses the control strategy of setting the overlap protection block section for the CBTC System.

CBTC system; overlap protection block section; seting; release

10.3969/j.issn.1673-4440.2014.04.016

2014-03-20)