簡談北京1號線與八通線信號系統的貫通運營

薛 超

(1．北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070；2．北京市高速鐵路運行控制系統工程技術研究中心，北京 100070)

1 概述

1.1 信號系統概況

目前，1號線信號系統采用基于無線通信的移動閉塞列車自動控制系統，該系統由列車自動監控子系統、列車自動防護子系統、列車自動運行子系統及計算機聯鎖子系統組成。而八通線信號系統正處于改造階段，改造后將采用與1號線一致的移動閉塞列車自動控制系統。

1.2 基礎參數

1.2.1 線路參數

在四惠站和四惠東站之間，線路選用四組12號曲尖軌道岔、四組9號曲尖軌道岔，連接八通線與1號線。將原八通線四惠東站西側S曲線的西端設置為9號單開道岔，將八通線與1號線搭接道岔加大至12號道岔，將1號線與八通線兩線相連，如圖1所示。

1.2.2 運行交路

一八貫通后，早晚高峰開行蘋果園站至環球影城站大交路，如圖2所示。

圖1 一八貫通線路圖Fig.1 Connection diagram of Beijing Metro Line 1 and Batong Line

圖2 貫通運營后早晚高峰運行交路Fig.2 Train operation routing scheme in the morning and evening peak hours after through operation

一八貫通后平峰開行交路，如圖3所示。

圖3 平峰時段運行交路方案Fig.3 Train operation routing scheme in the mean hours

結合目前全線的配線方案，四惠及四惠東站各站臺均不廢棄。以后八通線及1號線仍能獨立組織運營交路，如圖4所示。

圖4 平峰備用交路Fig.4 Standby routing scheme in the mean hours

2 改造方案

為實現兩線貫通運營，可將兩線信號系統進行整合，即1號線與八通線的四惠站合并為一個，1號線與八通線的四惠東站合并為一個。合并后信號設備可放置于1號線信號設備室，也可放置于八通線，為方便貫通倒切，以四惠和四惠東站合并后采用八通線信號設備用房為例，進行詳細闡述。

3 貫通改造內容

3.1 計算機聯鎖系統

貫通新增軌旁設備以及既有1號線軌旁設備都將納入八通線聯鎖系統。貫通實施時，1號線既有軌旁設備可利舊，八通線的既有室內組合架、接口架、分線盤等設備均可利舊，倒切位置可在八通線接口架與聯鎖機柜連接處，將1號線接口信息通過倒接設備倒接至八通線的聯鎖設備，1號線聯鎖設備退出。

改造過程中，所有新增的軌旁設備安裝均可在夜間非運營時間進行，為避免未投入運營的信號機對既有運營列車司機產生干擾，新設信號機均采取封閉措施；新增加的轉轍機通過鉤鎖器鎖至定位，不接入線聯鎖；新增加的計軸設備不接入系統，保證貫通實施不影響既有線正常運營。

3.2 ATS子系統

對于中心ATS系統，兩線將采用1套控制中心ATS設備和1套備用中心ATS設備（貫通后可拆除1號線控制中心和備用控制中心相關服務器等設備）。貫通實施時，可將八通線中心ATS軟件進行升級，以實現八通線與1號線全線的線路監控和列車監控。

貫通ATS改造內容主要包括以下內容：

1）目的碼的擴容及修改；

2）增加1號線線路監控和監控界面的整合；

3）中心調度員工作站1號線利舊，通過軟件升級與八通線整合；

4）ATS系統在控制中心與其他子系統的接口均在八通線ATS接口的基礎上進行升級；

5）網關計算機軟件數據、外部接口設備（如通信前置機等）軟件數據按貫通方式升級；

6）八通線四惠站、四惠東站ATS軟件數據按將1號線四惠、四惠東站數據納入方式升級；

7）八通線四惠站、四惠東站現地控制工作站軟件數據按貫通方式升級；

8）1號線、八通線其他各站ATS分機、現地控制工作站進行軟件升級，納入對方線路數據，與中心構成完整整體。

3.3 ATO/ATP系統

3.3.1 地面ATP/ATO

貫通時，通過升級八通線四惠站ATP/ATO設備相關軟件完成兩線的ATP/ATO子系統整合。通過升級八通線數據存儲單元軟件，可將1號線數據存儲單元的數據整合至八通線的數據存儲設備中，也可將八通線數據存儲單元的數據整合至1號線的數據存儲設備中，實現全線數據存儲設備的整合。

1號線、八通線其他各站的地面ATP/ATO設備，根據貫通方案，進行軟件升級，保證貫通后設備數據完整性、版本的一致性。

3.3.2 車載ATP/ATO

分別對1號線、八通線兩條線的列車車載設備進行軟件升級改造，1號線列車載入八通線電子地圖，八通線列車載入1號線電子地圖，將列車信號車載設備軟件整合，實現地面信號系統設備對列車運行的監控管理。

貫通新增列車的ATP/ATO車載設備和軟件升級改造后的既有ATP/ATO車載設備都具有在全線運營的能力。

3.4 數據通信子系統

1號線與八通線均采用基于標準IEEE 802.11g協議，2.4 GHz WiFi數據通信方案，且1號線與八通線分別在四惠和四惠東站設置SDH光接點設備，因此貫通工程須將四惠和四惠東站的SDH接點相互連接，使兩條線的骨干網貫通，并對DCS軟件進行升級，銜接示意如圖5所示。

圖5 1號線與八通線骨干網貫通方案圖Fig.5 Backbone network connection plan of Beijing Metro Line 1 and Batong Line

3.5 維修子系統

1號線與八通線可合設一個維修中心，貫通實施時，可將八通線維修子系統的服務器及工作站軟件進行升級，將原1號線維修子系統的信息接入，使其覆蓋貫通后兩條線的設備狀態監測，實現貫通整合。

3.5.1 電源設備

由于四惠站和四惠東站信號設備用房的整合，八通線四惠站和四惠東站的電源設備容量需考慮1號線的設備。在1號線與八通線貫通時，將1號線四惠站和四惠東站軌旁所有設備接入八通線電源設備，1號線四惠、四惠東站電源設備可退出運營。同時1號線與八通線控制中心、備用中心以及維修中心的電源設備可合并采用八通線改造新增的電源設備，貫通運營后，其1號線的電源設備可退出運營。

3.5.2 計軸

由于四惠站和四惠東站信號設備用房的整合，八通線四惠站和四惠東站的計軸機柜預留1號線計軸設備容量，在1號線與八通線貫通時，將原1號線室外計軸接入八通線室內計軸機柜，實現貫通整合。

3.5.3 IBP盤

八通線工程實施時，四惠、四惠東站綜合控制室直接與1號線四惠、四惠東站綜合控制室進行整合，均集中到1號線兩站各自的綜控室。八通線信號改造工程，2站的IBP盤在1號線兩站的IBP盤基礎上進行擴容改造，信號系統IBP盤按照貫通盤面進行預留設計。貫通工程實施時，將1號線按鈕、表示燈倒接到貫通盤面上，貫通運營后，1號線既有盤面可拆除補空。

3.5.4 信息安全

1號線與八通線貫通應按照國家信息安全等級保護管理規范和技術標準，使用符合國家有關規定、滿足信息系統安全等級保護等級需求的信息技術產品，開展信息系統安全建設工作。各系統應按相應的級別進行設計，信號系統應滿足國家及北京市對信息系統安全等級保護的相關標準和規定的要求。1號線既有各車站、車輛段等處根據信息安全需設置必要的軟、硬件設備，并納入八通線信息安全系統。

4 主要調試內容

4.1 DCS子系統調試

在夜間調試階段，通過四惠和四惠東站SDH節點將1號線、八通線兩條線骨干網貫通，升級1號線、八通線骨干網EPLAN配置，進行DCS子系統功能調試，待白天運營前，將升級后的數據軟件退回至原始運營數據軟件版本，恢復1號線和八通線既有設備，以保證白天正常運營。

4.2 聯鎖子系統的調試

在夜間調試階段，將八通線四惠、四惠東集中站以及其相鄰車站聯鎖數據升級為與1號線貫通后的數據，同時通過室內倒切設備將四惠站和四惠東站室外軌旁設備倒接至新聯鎖系統，并進行聯鎖功能調試，待白天運營前，將聯鎖軟件退回至各自線路原始運營數據軟件版本，以保證白天正常運營。

4.3 ATS子系統的調試

在夜間調試階段，關閉1號線既有應用服務器，數據庫服務器、通信前置機、TCC接口機，網關計算機等設備，待1號線與八通線網絡連通后，將全線ATS數據升級為與1號線貫通后的數據，同時將1號線四惠站、四惠東站發車計時器連接到八通線的發車計時器集線器上，然后進行ATS系統功能調試。待白天運營前，將ATS數據軟件退回至各自線路原始運營數據軟件版本，恢復原1號線既有設備，以保證白天正常運營。

4.4 ATP/ATO子系統的調試

在夜間調試階段，待1號線與八通線網絡連通后，將八通線四惠站ATP/ATO設備數據升級為與1號線貫通后的數據，關閉1號線數據存儲單元，升級八通線數據存儲單元，同時升級1號線、八通線兩條線的列車車載設備，進行ATP/ATO系統功能調試。待白天運營前，將升級后的數據軟件退回至原始運營數據軟件版本，恢復原1號線既有設備，以保證白天正常運營。

5 結束語

1號線與八通線是北京地鐵線網中東西向重要的骨干線，早晚高峰四惠、四惠東兩換乘站站內擁擠嚴重。為緩解站內換乘壓力，1號線和八通線貫通運營是未來發展的趨勢，從上述可知信號系統已能實現兩線的貫通運營。