基于通信的列車控制系統聯鎖功能特點

王鵬

【摘要】 本文主要對CBTC系統的聯鎖功能特點進行了探討。

【關鍵詞】 CBTC 聯鎖

一、引言

目前國內在城市軌道交通中，基于通信的列車控制系統（CBTC）得到了廣泛的應用。國內傳統的信號廠家也逐步掌握該技術特點，開展了相關研究以實現CBTC技術的國產化，由于傳統的計算機聯鎖國內信號廠家均已經實現國產化，只需做出適應CBTC系統技術修改就可以應用在CBTC的系統中。

二、CBTC中“傳統聯鎖技術條件”的改變

基于通信的列車控制系統可以根據列車的實際位置計算移動授權，但是聯鎖仍然會依靠計軸區段的出清占用，判斷列車的實際位置。基于通信的列車控制系統中一些聯鎖功能已經和傳統計算機聯鎖有所改變，由傳統的聯鎖的邏輯關系上主要增加了與ATP的邏輯關系導致聯鎖技術條件的變化。

三、CBTC聯鎖功能特點

3.1區段的定義

列車分為CBTC列車和非CBTC列車兩種，區段的劃分也相應的分成了物理區段和邏輯區段兩種。非CBTC列車和傳統的列車相同，采用了計軸區段（物理區段）的方式；而CBTC列車由于可以更根據車載ATP判斷自身位置，并且將位置報告傳送給地面ATP，因此可將傳統的計軸的區段劃分為幾個較短的邏輯區段（也可以稱為虛擬區段）。

特別的，由于聯鎖根據計軸的信息判斷物理區段空閑占用情況，地面ATP根據車載ATP判斷邏輯區段的空閑占用情況。但是實際工程中由于計軸可能會受到干擾，車載ATP由于通信延時，列車速度測量的誤差等多種因素，有可能造成二者不一致時的情況發生，這時區段的空閑占用情況需要通過一系列的判定加以取舍。

3.2進路建立原則

目前主要廠家CBTC模式時依然沿用的傳統進路的概念，只是聯鎖在辦理進路前需要明確為哪種類型列車辦理，以及是單列車進路還是多列車進路（即同時要給多輛通信列車提供的運行防護進路）。聯鎖得到進路始端信號機外方一定范圍內最接近的列車的類型后，依次辦理進路的始端、終端，可以自動的根據地面ATP傳遞的列車相關信息排列出與列車性質相符的多列車進路或傳統單列車進路。

聯鎖要求考慮以下情況：

不得同時選出敵對進路。敵對進路包括：同一站臺軌道或無岔區段上對向的列車進路（包括防護進路、保護進路）；同一咽喉區內對向重疊的列車進路（包括防護進路、保護進路）。有列車跨壓信號機時不允許辦理進路。

3.3進路鎖閉條件

進路的鎖閉按時機分為進路鎖閉和接近鎖閉。進路鎖閉應在進路選通，有關聯鎖條件具備時構成；接近鎖閉應在信號開放后接近區段有車占用時構成，當無接近區段時，應于信號開放后立即構成。在有關聯鎖條件滿足時，對進路進行鎖閉并排除敵對進路的情況，針對CBTC列車和非CBTC列車的聯鎖主要技術條件如下：

（1）對于CBTC列車：道岔位置正確；照查及超限條件滿足；無對向重疊的敵對進路；列車未跨壓信號機；

（2）對于非CBTC列車：道岔位置正確；區段全空閑且；照查及超限條件滿足；傳統意義上的敵對進路未選出；列車未跨壓信號機；

未設置臨時限速

保護進路的鎖閉：對于非CBTC列車來說，保護區段隨進路區段一起鎖閉；對于CBTC列車，保護列車多列車進路保護區段的建立需要的前提條件為列車的移動授權達到終端信號機方可建立保護區段。

3.4進路解鎖

（1）正常解鎖。與傳統的聯鎖條件一樣，鎖閉的進路在其防護信號機關閉后，應能隨著列車的正常運行，按照列車性質分段自動解鎖對應性質的軌道區段。特別的對于多列車進路，當辦理了后一條重疊的進路的時候，前一條進路應不再解鎖。物理區段與邏輯區段原則上應滿足三點檢查后，延時3s后自動解鎖。非CBTC列車根據計軸區段方式解鎖、CBTC列車以邏輯區段方式解鎖； 保護區段在列車完全進入站臺軌道區段或站內停車線軌道區段并停穩后（按列車頭部駛入該軌道區段30s計）自動解鎖或收到停穩信號后自動解鎖。當有折返作業時，具有中途返回解鎖功能。（2）取消進路。進路未處于接近鎖閉的情況下辦理取消進路時，在檢查信號機關閉和進路空閑后，進路應立即解鎖。列車進路取消后其保護進路應隨之自動解鎖。（3）進路人工延時解鎖（簡稱人工解鎖）和停穩立即解鎖。傳統的聯鎖采用接近區段的占用狀態，對于CBTC車聯鎖使用地面ATP計算得出的接近信息值。當進路處于接近鎖閉而列車未駛入進路的情況下需要解鎖時，應辦理人工解鎖。進路自信號機關閉時起延時后解鎖。若進路的地面ATP接收到列車停穩信息，則地面ATP通知聯鎖系統進路立即解鎖。辦理列車進路人工解鎖時，其保護進路在列車進路解鎖后應隨之自動解鎖。

3.5信號機

只是具體點燈處理比較多樣，目前主要有以下幾種：（1）CBTC模式下，信號機滅燈，后備情況下信號機根據進路狀態點相應的燈光。（2）CBTC模式下，信號機點燈（藍燈），后備情況下信號機根據進路狀態點相應的燈光。（3）CBTC模式下，CBTC列車接近時信號機滅燈，無列車接近時常態點紅燈。后備情況下信號機根據進路狀態點相應的燈光。 其中（3）的方式應用較晚，但是其很好的結合了（1）和（2）的優點，卻又避免了（1）和（2）的缺點。只是由于國內運營公司已經有一套運營習慣，應根據業主要求而確定。

3.6保護進路

保護進路在傳統計算機聯鎖中有類似的聯鎖技術條件，當進站信號機外方列車制動超過千分之六的下坡道時，必須設置延續進路。

實際上城市軌道交通里的保護進路來自于國外聯鎖里的“overlap”實際上保護進路的長度和速度相關，為了保證列車在出站信號機外方以較高的速度進站停車，并且冒進不會產生危險，在出站信號機的后方單獨設置一段進路。

（1）非CBTC列車：保護區段隨進路區段一起鎖閉。

（2）CBTC列車：同時要給多輛列車（通信列車）提供運行防護的進路-多列車進路。

應在列車的移動授權達到終端信號機方可建立此列車所對應的多列車進路的子進路的保護區段，收到地面ATP發送的建立保護區段時建立即可。

（3）多列車進路保護區段建立的觸發列車：應由前車觸發，不能由后車發出。否則前車的后續進路可能會被后車的保護區段鎖死，而無法建立。因此，對于多列車進路，其保護區段僅對應于此進路終端信號機外方最接近此終端信號機且可被識別的CBTC列車（不能超出進路可識別的接近區域）的子進路。

（4）多列車進路保護區段的觸發時機。觸發時機太早，可能造成該進路其它沖突進路無法開放，影響其它車輛。觸發進路過晚，迫使本列車減速，影響該列車效率。策略一：保護區段提前辦理，最好在列車尚未進入進路時辦理。 策略二：保護區段在列車進入進路后，在因保護區段未建立減速前一定時間辦理。策略三：不建立保護區段。

針對上述方式，采用策略二處理，實現方式如下：

上圖中：

接近區段1，為列車因移動授權達到進路終端信號機而采用全常制動開始制動的起始點至終端信號機的軌道范圍。

接近區段2，應滿足列車以允許的最高速度進入接近區段2且未進入接近區段1的時間能夠以正常時間建立保護區段，并留有一定余量。

接近區段3，進路外方一定范圍至接近區段1的起始點。

由地面ATP向聯鎖發送每列CBTC列車所對應的多列車進路的子進路的保護區段請求命令，地面ATP向聯鎖發送保護區段請求命令的條件為：地面ATP檢測到CBTC列車移動授權達到進路終端信號機（如上圖X2），并且CBTC列車進入保護區段的觸發區段且未進入保護區段；其中保護區段的觸發區段是工程設計數據，設置于地面ATP的電子地圖中，觸發區段的不同設置。

參 考 文 獻

[1]中華人民共和國鐵道部.TB/T3027-2002.計算機聯鎖技術條件。2002

[2]于增明，劉正東，基于通信的列車控制系統中聯鎖功能的改變-鐵道運營技術2011（10）