眾合科技創(chuàng)新性現(xiàn)代有軌電車信號系統(tǒng)解決方案

文_浙江眾合科技股份有限公司（原浙江眾合機電股份有限公司）翟瑾 周在福 供稿

眾合科技創(chuàng)新性現(xiàn)代有軌電車信號系統(tǒng)解決方案

文_浙江眾合科技股份有限公司（原浙江眾合機電股份有限公司）翟瑾 周在福 供稿

現(xiàn)代有軌電車簡介

現(xiàn)代有軌電車采用多種環(huán)保技術(shù)，與城市公路交通設(shè)備共用路權(quán)，成為城市的一道風(fēng)景線。現(xiàn)代有軌電車建設(shè)非常方便，往往可以在公路綠化帶中運行，運行中間仍然可以通過植草方式保持綠化帶的完整。現(xiàn)代有軌電車系統(tǒng)造價不高，同時又用于較高的運載能力，越來越為大城市郊區(qū)和中小城市所青睞。現(xiàn)代有軌電車建設(shè)將迎來一輪一輪的建設(shè)熱潮。

現(xiàn)代有軌電車信號系統(tǒng)的新挑戰(zhàn)

有軌電車優(yōu)先功能

現(xiàn)代有軌電車與公路汽車共有路權(quán)，為提升現(xiàn)代有軌電車系統(tǒng)運營效率，業(yè)主提出了有軌電車優(yōu)先通過路口的要求。即有軌電車接近路口時，有軌電車信號系統(tǒng)需要給智能交通控制系統(tǒng)提出優(yōu)先通過路口的請求。智能交通控制系統(tǒng)根據(jù)智能運行規(guī)則和運行狀態(tài)，給予有軌電車信號系統(tǒng)反饋優(yōu)先通過指令。有軌電車信號系統(tǒng)在保證安全的基礎(chǔ)上，指示有軌電車通過路口，并及時給智能交通系統(tǒng)反饋列車進入路口和出清路口狀態(tài)。

由于現(xiàn)代有軌電車與社會車輛共有路權(quán)，社會車輛也可能進入有軌電車的軌道區(qū)域，這對列車接近路口的檢測帶來了難題。現(xiàn)有的公路汽車檢測系統(tǒng)由于不能區(qū)分是有軌電車接近路口，還是普通汽車接近路口，因此不適合有軌電車信號系統(tǒng)使用。

道岔防護子系統(tǒng)的新挑戰(zhàn)

道岔防護設(shè)備具有高安全完整性要求，在地鐵或者大鐵領(lǐng)域往往都部署在設(shè)備集中站的信號設(shè)備間，通過復(fù)雜的安全聯(lián)鎖邏輯和復(fù)雜的安全防護電路來保障道岔區(qū)域的安全。

現(xiàn)代有軌電車運行在公路兩旁，或者公路中間綠化帶上，除車輛段或者運營中心外，沿途無法建設(shè)設(shè)備房。因此沿途的道岔防護子系統(tǒng)也必須隨著線路走行，在軌旁就近安放，道岔防護子系統(tǒng)必須小型化、方便化。同時道岔防護子系統(tǒng)還必須適應(yīng)軌旁室外的惡劣環(huán)境運行。

眾合科技創(chuàng)新性現(xiàn)代有軌電車信號系統(tǒng)解決方案

為了應(yīng)對現(xiàn)代有軌電車信號系統(tǒng)的新挑戰(zhàn)，結(jié)合現(xiàn)代有軌電車信號系統(tǒng)的應(yīng)用特點，眾合科技（原名“眾合機電”）設(shè)計了創(chuàng)新現(xiàn)代有軌電車信號系統(tǒng)解決方案，本方案已應(yīng)用到淮安現(xiàn)代有軌電車一期工程項目當(dāng)中，其中核心子系統(tǒng)已經(jīng)在南京有軌電車項目中穩(wěn)定運營，獲得業(yè)主和合作方的好評。

眾合科技創(chuàng)新性現(xiàn)代有軌電車信號系統(tǒng)解決方案如下圖所示。

道岔控制器

眾合科技的道岔控制系統(tǒng)實現(xiàn)道岔操作和道岔防護功能，它采用全電子聯(lián)鎖方式實現(xiàn)進路表示器和地埋式轉(zhuǎn)轍機操控、顯示和狀態(tài)檢測。通過專用有軌電車軌道電路，避免傳統(tǒng)軌道電路接觸不良的缺點，可能檢測軌道的占用/空閑狀態(tài)。通過專用的車地環(huán)線傳輸通道，防止各種無線干擾問題。眾合科技的道岔控制器采用2取2雙通道表決系統(tǒng)，實時在線BIST檢測，輸入輸出電路異構(gòu)等安全原理，確保系統(tǒng)安全完整性滿足SIL3要求。

平交路口控制器

眾合科技的平交路口控制器實現(xiàn)有軌電車優(yōu)先通過路口的功能。它采用現(xiàn)代主流方案，即采用專用車地環(huán)線通信方式，作為列車接近路口的檢測方式，完全避免了社會車輛誤觸發(fā)的可能性。在路口區(qū)域布置車地通信環(huán)線，有軌電車的車載控制器實現(xiàn)列車的定位功能。當(dāng)列車接近路口時，車載控制器通過車地通信環(huán)線向平交路口控制器發(fā)送優(yōu)先請求信息。眾合科技的平交路口控制器與智能交通系統(tǒng)交互，指示并監(jiān)控有軌電車優(yōu)先通過路口。眾合科技的平交路口控制器采用2取2雙通道表決系統(tǒng)，輸入輸出異構(gòu)等安全原理，確保系統(tǒng)的安全完整性滿足要求。

車載控制器

現(xiàn)代有軌電車采用類似于公交的司機人工駕駛列車方式，由司機保證行車安全，因此有軌電車的車載控制子系統(tǒng)一般不具備列車自動防護（ATP）或列車自動駕駛（ATO）功能，但是為了配合正線道岔控制子系統(tǒng)、中心ATS子系統(tǒng)以及平交路口信號控制子系統(tǒng)的需要，車載控制子系統(tǒng)仍是信號系統(tǒng)不可或缺的組成部分。

車載控制子系統(tǒng)由車載主機（控制單元）、車載顯示器、速度傳感器、GPS/ BD衛(wèi)星定位設(shè)備、車地通信單元以及電源等設(shè)備構(gòu)成。車載主機是車載控制子系統(tǒng)的核心，該車載控制主機的安全計算機平臺嚴格遵循歐洲鐵路安全標準EN50126/50128/50129，獲得獨立第三方認證機構(gòu)的SIL4安全認證證書。

在列車兩端司機室將設(shè)置司機操作按鈕，用司機遙控道岔及發(fā)送信號優(yōu)先請求；在列車換向后，僅激活端司機操作按鈕有效，非激活端操作按鈕無效。

車載設(shè)備分別在車頭車尾各設(shè)置一套車載主機，兩套主機間通過網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)系統(tǒng)的雙機備份，當(dāng)一套車載設(shè)備故障情況下，另一套設(shè)備可實現(xiàn)快速切換，保障列車更安全，更高效的運營。

OCC控制中心

OCC控制中心ATS子系統(tǒng)是現(xiàn)代有軌電車運營系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，能夠?qū)崿F(xiàn)對全線區(qū)域（含出入段線、聯(lián)絡(luò)線、存車線、折返線、車輛段等）列車運行的自動管理和監(jiān)視功能，具備列車自動識別、監(jiān)視、車次號顯示等功能。根據(jù)運營需求，系統(tǒng)還具備時刻表編制及管理、道岔區(qū)段列車進路的控制、運行統(tǒng)計及報表生成處理、列車運行計劃及車輛管理等其它功能。同一中心ATS子系統(tǒng)可監(jiān)視一條或多條運營線路。監(jiān)視多條運營線路時，能保證各條線路具有獨立運營或混合運營的能力。

中心ATS子系統(tǒng)由應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、通信服務(wù)器、調(diào)度員工作站等組成，通過中心控制室的大屏幕系統(tǒng)模擬顯示全線的線路、車站、車輛段/停車場全景和線路運營情況。其中系統(tǒng)平臺軟件基于公司已獲得SIL2級安全認證的自動列車運營監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺，服務(wù)器、工作站等均采用國際/國內(nèi)知名品牌的成熟和高可靠性的產(chǎn)品。

車輛段計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)

車輛段聯(lián)鎖子系統(tǒng)是保證列車運行安全，實現(xiàn)進路、道岔、信號機之間正確聯(lián)鎖關(guān)系的系統(tǒng)，滿足故障-安全原則。

眾合科技BiLOCK型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)采用二乘二取二結(jié)構(gòu)，這也是國內(nèi)首個同時具備通用產(chǎn)品和通用應(yīng)用兩張SIL4級安全認證證書的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)。本系統(tǒng)為兩級網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。第一級網(wǎng)絡(luò)由以太網(wǎng)組成，主要連接HMI和診斷維護臺，傳送聯(lián)鎖系統(tǒng)的操作記錄、站場狀態(tài)信息、聯(lián)鎖系統(tǒng)自檢信息、I/O采集驅(qū)動故障信息等。第二級網(wǎng)絡(luò)為聯(lián)鎖總線網(wǎng)，也是聯(lián)鎖系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的，與安全直接相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)，采用安全冗余結(jié)構(gòu)的高可靠高速現(xiàn)場總線RS485和安全通信協(xié)議，實現(xiàn)聯(lián)鎖機和采集驅(qū)動I/O模塊的連接。聯(lián)鎖機通過此總線向采集驅(qū)動模塊發(fā)送命令，動作現(xiàn)場信號設(shè)備，同時接收信號設(shè)備狀態(tài)，作出聯(lián)鎖邏輯判斷。車輛段聯(lián)鎖設(shè)備采用集中控制模式，由車輛段調(diào)度員設(shè)置列車進路。

信號維護監(jiān)測設(shè)備

維護監(jiān)測設(shè)備設(shè)置于車輛段信號設(shè)備機房，主要由監(jiān)測系統(tǒng)主機、監(jiān)測模塊、維護終端、維護監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及接口設(shè)備組成。其中維護終端分別在設(shè)備機房和檢修庫信號維修工區(qū)設(shè)備各設(shè)置一套。

正線信號系統(tǒng)、車輛段信號系統(tǒng)設(shè)備，通過自身的診斷和監(jiān)測設(shè)備，將診斷和監(jiān)測報警信息傳送給中心ATS子系統(tǒng)及信號維護監(jiān)測子系統(tǒng)。