軌道交通信號系統兩站合一改造項目的方案設計

聶旻 李美健 邱月嬌

摘 要：由于前進大街衛星路互通立交橋的建設與目前輕軌前進西街站站位產生沖突，需要廢除現有前進西街站，并改造交叉路口部分線路。本文中的方案在不影響立交橋施工以及輕軌運營的前提下，結合長春軌道交通信號系統改造工程，以及合并原前進西街及前進大街站而引起的信號系統設備改造，來闡述信號系統改造的方案設計。

關鍵詞：軌道交通；信號系統改造

中圖分類號：U284；U239.5 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）02-0076-03

Scheme Design of Rail Transit Signal System Two Stations in One Transformation Project

——Take forward station and west forward station revamping project of changchun line 3 as an example

NIE Min，LI Meijian，QIU Yuejiao

（Changchun Railway Traffic Group Co.，Ltd.，Changchun 130000，China）

Abstract：With the construction of the interchange bridge between the forward street and the satellite road，which conflicts with the route position of the west forward street station of the urban transit，it is necessary to abolish the existing west forward street station and reconstruct the intersections.This paper，combined with the reconstruction project of Changchun urban transit signal system without affecting the construction of interchange and the operating of the light rail，merge the west forward street station and the forward street station，and elaborate a case study of signal system modification project.

Keywords：urban transit；signal system modification

0 引 言

前進西街站與前進大街站屬于輕軌一期工程的車站，位于前進大街與衛星路交叉路口的兩側，兩站都是側式站臺。每側站臺端部分別設置進出站檢票設備的站房。兩站間距只有不到400米，如圖1所示。

圖1 前進西街站與前進大街站位置衛星圖

前進大街與衛星路互通立交橋的建設與目前前進西街站站位產生沖突，需要廢除現有前進西街站，及改造交叉路口部分線路。在不影響立交橋施工以及輕軌運營的前提下，在立交橋施工期間，已建設一個簡易臨時站進行了過渡；根據立交橋建設后道路規劃，在立交橋下新建一座車站：即前進大街站（新），并合并原本站間距過小（不足400米）的前進大街站。

本工程拆除一期工程兩座車站，并在兩站之間新設前進大街站（新）。車站概況如表1所示。

注：車站站臺有效長度65m。

1 一期工程概述

輕軌一期工程始于長春火車站站，止于衛光街站，是3 號線的一期工程，線路全長13.93公里，共設置車站17座，分別是長春火車站站、芙蓉橋站、遼寧路站、南昌路站、西安橋站、解放橋站、朝陽橋站、寬平橋站、湖西橋站、撫松路站、南湖大街站、硅谷大街站、湖光路站、南湖大街站、硅谷大街站、湖光路站、前進西街站、前進大街站、衛明街站、衛光街站。其中，長春火車站站、寬平橋站、湖光路站、衛光街站是有岔站，其它車站均為無岔站。一期均為地面線，十處平交道口，站臺全部為側式站臺。工程于2001年12月28日建成通車。

基于當時的技術條件和建設投資規模，一期工程信號系統的配置也僅僅由調度集中子系統（CTC）、車站6502繼電聯鎖子系統、25Hz相敏軌道電路和ZD6型直流電動轉轍機等設備組成，沒有配置列車自動防護子系統（ATP），湖光路車輛采用了DS6-11微機聯鎖系統。運營采用地面色燈信號機顯示為主體信號，司機采用無ATP防護下的人工駕駛模式，所有列車（裝有車載ATP設備的列車或沒有裝備車站ATP設備的列車）均以站間閉塞方式運行，不能實現在ATP防護下的追蹤運行。

二期因建設時間較晚，信號系統采用了FZL型列車超速防護系統，聯鎖系統采用了DS6-11聯鎖子系統，控制中心與一期合用中心CTC系統，軌旁采用FZL數字軌道電路，裝有車載ATP設備的列車可以在二期線路范圍內實現ATP防護下的追蹤運行或以站間閉塞方式運行，沒有裝備車站ATP設備的列車只能以站間閉塞方式運行。

由于一期工程信號系統配置較低，無ATP軌旁設備，輕軌列車在一期工程線路上只能在人工駕駛模式下行駛，列車運行安全完全由司機人為保證。

因此，2009年啟動了對一期工程信號系統的改造，統一長春輕軌一、二期信號系統的制式，實現真正意義上的貫通運營，改造方案為采用與二期工程相同的通號集團的FZL型準移動信號控制系統，拆除既有的6502繼電聯鎖和25Hz相敏軌道電路設備，新增DS6-60計算機聯鎖子系統（與二期工程接駁站增加DS6-11/DS6-60協議轉換器）和列車自動防護子系統（ATP）（合稱區控中心設備）、FZL型數字無絕緣軌道電路及環路設備、CTC車站分機。改造工程已于2013年11月投入使用。

2 改造范圍

（1）正線前進西街站至前進大街站范圍內的信號設備；（2）拆除前進西街站及前進大街站；（3）新建前進大街站（新）；（4）1座控制中心CTC設備的升級改造；（5）衛明街控區的升級改造；（6）一、二期55列車車載ATP設備的升級改造。

3 設計方案

一期改造工程信號系統采用了中國通號公司的FZL型準移動信號控制系統，全部列車也裝載了中國通號的FZL型車載設備。本工程新增的前進大街站（新）及拆除的前進西街站、前進大街站均屬于一期工程衛明街控區管轄范圍內，若在一期改造工程信號系統基礎上，實施對本工程的信號系統改造，并將新建的前進大街站（新）設計為非集中站，劃歸衛明街控區管轄，能夠最大限度的節約投資成本、又易于實施，并有利于本工程與一期工程的無縫銜接。

一期改造工程的信號系統采用CTC子系統+DS6-60/ATP計算機聯鎖子系統，具體設備組成如下：

（1）控制中心CTC設備；（2）CTC車站分機；（3）區域控制中心設備：DS6-60/ATP聯鎖設備；（4）車載ATP設備；（5）無絕緣數字軌道設備；（6）信號智能電源屏；（7）信號機、轉轍機及發車計時器；（8）緊急關閉按鈕。

3.1 控制中心CTC設備

控制中心設備是ATC系統監控的核心部分。在正常情況下，控制中心調度員通過中心調度員工作站監督全線的列車運行情況。本工程拆除一期工程兩座車站、新建一座車站，控制中心CTC設備須進行相應地升級改造。

為了降低本次工程改造的投資成本，并盡可能減小對既有線正常運營的干擾，本工程僅在既有的控制中心CTC 硬件設備的基礎上對軟件進行修改、升級，主要包括：

（1）更新數據庫中的基礎數據；（2）對線路組態數據進行更新；（3）重新編制時刻表和運行圖；（4）測試本工程部分和CI、ATP/ATO等子系統的連接；（5）對中心CTC與外部系統（如SCADA、時鐘系統、無線系統、乘客信息系統、廣播系統、綜合表示屏）的接口進行升級等。

在本工程實施時，建議在非運營時段進行軟件倒替，并進行調試；且在運營前，倒替回原有系統，并進行測試，以確保運營安全。在完成所有調試后，進行系統的最終升級替換。

3.2 CTC車站分機

正線的信號設備采用集中設置的方式，一期工程在遼寧路站、解放橋站、湖光路站、衛明街站等設備集中站各設置一套CTC車站分機，通過冗余通信網絡與中心CTC設備相連。當中心CTC發生故障，車站CTC分機仍可按下載的時刻表監控線路運營，實現CTC的車站自動控制功能。

本工程拆除前進西街站、前進大街站，新建前進大街站（新），拆除及新建車站均為非集中站無室內設備，不涉及車站CTC分機的搬遷及新設等工作，僅需在所屬控區的CTC車站分機（衛明街站CTC車站分機）上進行軟件修改、升級，與中心CTC升級類似，主要包括：

（1）更新數據庫中的基礎數據；（2）對線路組態數據進行更新；（3）測試本工程部分和CI、ATP/ATO等子系統的連接等。

在本工程實施時，建議在非運營時段進行軟件倒替，并進行調試；且在運營前，倒替回原有系統，并進行測試，確保運營安全。在完成所有調試后，進行系統的最終升級替換。

3.3 區域控制中心設備

一期工程在每個設備集中站設置一套區域控制中心設備，用以實現對管轄車站的進路控制、完成管轄范圍內地面ATP功能，并與相鄰設備集中站的區域控制中心設備交換信息，實現對在線列車的連續監控。

本工程須對衛明街站區控中心設備進行軟、硬件修改，以適應本工程對一期工程站場網絡、車站布置配置的調整，主要包括：

（1）修改聯鎖表；（2）拆除、增加驅動采集設備；（3）拆除必要的軌旁設備和車站設備的接口，將新增設備，例如信號機、緊急關閉按鈕等信息接入接口柜；（4）更換車站工程化數據；（5）對相鄰控區的區控中心設備的接口進行升級等。

本工程實施時，新建設備可以先獨立進行調試，接口內容可采用模擬的形式。待獨立調試結束后，利用穿插調試（運營結束期間調試運營時恢復）的手段進行系統的接口調試，從而實現區域控制中心設備的有效銜接，而且不影響既有線路的正常運營。

3.4 車載ATP設備

二期工程共配置列車55列，每列列車的頭、尾車各設一套車載ATP設備，用于保障列車運行安全和實現列車運行間隔控制。

車載數據庫有關線路信息（坡度信息等）保存在ATP車載系統中，當發生線路變更或者車站變更時，首先將新的線路信息載入當前的車載數據庫，然后將變更前的線路數據更新，線路數據庫更新后，系統才可正常運行。

當數據更新后，車載ATP設備將按照新的線路數據和接收到的新的地面數據計算，并生成新的速度曲線，按新線路條件的數據進行列車控制。

因此，本工程須對一、二期55列運營列車的車載設備進行軟件升級，建議利用非運營時間進行軟件改造及調試。

3.5 無絕緣數字軌道設備

數字無絕緣軌道電路具有列車占用檢測和信息傳遞的作用。軌道電路把聯鎖/ATP計算機發出的命令傳遞給列車，同時也把列車的位置信息（以軌道電路區段為單位）返回給聯鎖/ATP計算機，聯鎖/ATP計算機據此形成對后續列車的控制命令。

在1.0歐姆道碴電阻條件下，發送或接收傳輸電纜長度為2.5km時，軌道電路長度無岔區段不大于350米，道岔區段不大于100米，最小不少于50米。一期改造工程配置的軌道區段如圖2所示。

車站的有效站臺長度為65m，新建車站的公里標為K11+741.922～K11+806.922，位于一期改造工程410G、409G軌道電路區段內。為降低改造工程的投資成本及改造工作量，數字軌道電路區段不進行調整。

4 工程的實施及倒接方案

4.1 工程的實施

因一期工程為既有運營線路，運營時間為每天6時到21時30分，在非運營時間進行施工，把施工對運營的影響降到最低，處理好施工與運營之間的矛盾，必須做好以下工作：（1）配線的校對；（2）局部電路試驗；（3）模擬聯鎖試驗；（4）確保按聯鎖區倒接一次成功。

4.2 系統的倒接

正線車站倒接過程中，要停止倒接范圍內的信、聯、閉的使用，采用路票或其它人工方式組織行車，倒接完成后可實現現地操作。待正線車站倒接完成后，進行控制中心一期CTC系統的倒接工作，實現一期工程的中心控制，閉塞方式采用自動站間閉塞。

最后進行ATP系統的車地聯合調試，實現列車按準移動閉塞方式追蹤運營，至此，完成系統的全功能開通。

5 結 論

本文結合長春市軌道交通3號線前進站、前進西站改造工程，淺談了信號系統升級改造方案設計，討論了如何在不間斷運營的情況下進行信號系統的工程實施，并為后續軌道交通信號系統改造提供參考。

參考文獻：

[1] TB/T2668-2004，鐵路自動站間閉塞技術條件 [S].北京：中國鐵道出版社，2004.

[2] 林瑜筠，張鐵增.區間信號自動控制 [M].北京：中國鐵道出版社，2009.