QC卡斯柯信號系統列車升級理論

姚靚

摘要：卡斯柯CBTC系統是一個基于無線的列車自動控制系統。它最大的特點是可以無線通信，由列車-地面間周期傳遞列車位置信息和地面-列車間傳遞移動授權來實現功能。基于無線通信的CBTC 系統是指通過無線通信方式，來確定列車位置和實現車-地雙向實時通信。列車通過軌道上的信標，確定列車絕對位置，軌旁 CBTC設備，根據各列車的當前位置、運行方向、速度等要素，向所管轄的列車發送“移動授權”，即向列車傳送運行的距離、最高的運行速度，從而保證列車間的安全間隔距離。

關鍵詞：軌道交通；卡斯柯CBTC系統

一、CBTC系統特征介紹

無線CBTC采用無線通信系統，通過開放的數據通信網絡實現了列車與軌旁設備實時雙向通信，信息量大，并通過采用基于IP標準的列車運行控制結構，實現列車運行控制。它由ATC子系統：包括CC（車載計算機）、ZC（區域控制器）及 LC（線路控制器）；DCS子系統；ATS子系統；CI聯鎖子系統；MSS維護支持子系統組成。

寧天線正線信號系統采用卡斯柯的CBTC信號系統，列車在CBTC模式下的運行基于移動閉塞，列車以CBTC-ATO/CBTC-ATPM模式運行時，司機根據車載DMI指示以自動駕駛方式或人工駕駛方式運行。列車以CBTC-ATO/CBTC-ATPM模式運行時，列車前方授權終端范圍內的信號機為非點燈狀態，非CBTC-ATO/CBTC-ATP模式運行的列車前方信號機均為點燈狀態。

二、BM后備模式系統特征介紹

BM 模式為系統的降級運營模式，它可以針對整條線路也可以僅僅用于一個特定區段或特定的列車。當 CBTC 模式功能失效或特殊需要時，能啟動后備模式組織列車運營。后備模式下 ATP/ATO 系統將以聯鎖、計軸軌道區段、信號機、道岔及有源信標、無線接口按目標‐距離方式控制列車運行。

在增強型后備模式下，列車可以通過安裝在軌道上的信標和無線從聯鎖接收軌道上前方信號燈和道岔的信息。這使得系統在正常情況下提供的功能，只能降級提供。

在后備模式下運行采用基于“1個紅燈+1個防護區段”防護的閉塞方式行車。

三、相關功能介紹

1、ATP/ATO子系統實現的功能，車載控制器（CC）通過線路上的信標進行定位，并將定位信息發送給區域控制器（ZC），區域控制器（ZC）向車載控制器（CC）發送變量（軌旁設備狀態〈信號、道岔、區段占用〉、緊急停車區域狀態和授權終點（EOA）。車載控制器（CC）根據授權終點（EOA）計算運行速度。正線只設置一套線路控制器LC，位于葛塘站的信號設備室內。線路控制器（LC）采用3取2冗余技術，管理數據版本和臨時限速、時鐘同步。

2、計算機聯鎖子系統CI實現的功能

實現與ZC 接口，負責把本區域內的信號機和道岔狀態、列車進路設置情況、保護區段的建立、區間運行方向、聯鎖處理結果等信息發送給相應的ZC，并接收ZC 發送的列車位置等相關信息。實現與車載CC 的接口，接收車載系統發送的站臺門動作信息，通過安全型繼電器實現與站臺門系統的接口。實現與ATS 的接口，接收車站ATS 分機的控制命令，并把站場顯示信息傳送給車站ATS分機和OCC ATS；同時接收并顯示ATS 分機發送的列車識別號。負責和LEU 接口，在后備模式下向車載系統提供軌旁信號和道岔的相關信息。

3、數據通信子系統DCS實現的功能

DCS由無線網絡、有線網絡、網管系統組成。

有線網絡：為信號系統提供一條無縫的數據傳輸通道，保證信號應用軌旁數據傳輸的的準確性。同時也為 車地通信的接口提供服務。

無線網絡：實現車載信號設備與軌旁信號設備之間的無線通信。

網管系統：SDH網絡管理系統用于管理SDH網絡。

四、列車升降級處置原則

1、列車在ZC邊界處降級

降級列車占用的計軸區段與ZC邊界±300米重疊（方州廣場至沈橋區間的G1426-G1502、G1425-G1501計軸區段，龍池至化工園下行的G1005-G1101，六合開發區至龍池上行區間的G1010-G1102計軸區段，信息工程大學至卸甲甸上行區間的G0408-G0502計軸區段，卸甲甸至高新開發區下行的G0501-G0403計軸區段，這6個計軸區段與ZC邊界±300米重疊），行調需確認列車與前方計軸邊界的距離。

1.1、距前方信號機300米內

司機明確距前方X0401/X0502/X1001/X1102/X1502/X1413信號機在300米內（以司機目視距離為準，相關信號機在司機目視范圍以外時，視為超過300米。下同），行調令司機RM模式運行尋碼，若運行400米后仍未升級為CBTC/BM，行調令其切除ATP運行至前方站恢復ATP嘗試升級。

1.2、距前方信號機300米外

司機明確列車距前方X0401/X0502/X1001/X1102/X1502/X1413信號機超過300米，行調令其切除ATP運行至前方站恢復ATP嘗試升級。

2、列車在非ZC邊界處降級

2.1、在區間降級的處置

列車在區間降級，行調令降級列車司機RM模式運行，若運行400米后仍未升級為CBTC/BM，行調令其切除ATP運行至前方快速升級站臺恢復ATP嘗試升級。

2.2、在站臺區域降級的處置

根據寧天線的線路特點，全線除六合開發區下行站臺、信息工程大學下行站臺，其余站臺均為快速升級站臺。

a）列車在進站時降級，若還沒有對標停穩，采取RM模式進站對標，上下客完畢后繼續RM模式動車出站升級。若RM模式出站運行400m后仍不成功，行調應立即通知司機改為NRM模式運行至終點；

b）若列車在對標完畢后降級，在快速升級站采取RM模式動車出站；六合開發區下行站臺、信息工程大學下行站臺采取NRM模式動車出站，并視情在快速升級站再次嘗試RM模式出站升級，若RM模式出站運行400m后仍不成功，行調應立即通知司機改為URM模式運行至終點；

2.3、在折返線降級的處置

列車在折返線產生降級故障，同時利用備用車替換該車運營。遇折返線無備用車可用時，司機在折返線處置后，RM模式動車至站臺，若沒有升級，行調須確認降級列車的定位、通信是否正常。

a）降級列車有定位無通信

列車開關門作業完畢后，采用BM模式運行至終點站；若出站后沒有升級，采用NRM模式運行至終點站，視情退出服務。

b）降級列車無定位有通信

列車開關門作業完畢，采用NRM模式運行至終點站退出服務。

c）降級列車無定位無通信

列車開關門作業完畢，行調令司機利用停站時間重啟車載ATC后，RM模式動車出站嘗試升級，若沒有升級，則采用NRM模式運行至終點站退出服務。

2.4、在轉換軌降級的處置

庫內出車時，列車在轉換軌產生降級故障，行調應確認降級列車的定位、通信是否正常，同時利用備用車替換該車運營。遇庫內無備用車可用時，司機在轉換軌處置后（在轉換軌如何處置等測試后通號中心發技術聯系單確認，以免發生3月16日故障情況），RM模式動車通過X0709/X0710信號機，若沒有升級，行調令司機利用葛塘站停站時間重啟車載ATC后，RM模式動車出站嘗試升級，仍沒有升級為CBTC/BM模式，則采用NRM模式運行至終點站退出服務。

2.5、同一地點連續降級（非折返線）

若在同一地點/區段連續兩列車均降級，行調須確認降級列車的定位、通信是否正常。

a）降級列車有定位無通信

行調令后續列車司機在進入關系區段前一站改為強制BM模式駕駛，通過關系區段運行至下一站，恢復CBTC駕駛。

b）降級列車無定位有通信

行調令后續列車司機在進入關系區段前一站改為NRM模式駕駛，通過關系區段運行至快速升級站，嘗試RM模式出站升級。

c）降級列車無定位無通信

行調令后續列車司機在進入關系區段前一站改為NRM模式駕駛，通過關系區段運行至快速升級站，嘗試RM模式出站升級。

3、追蹤非受控列車運行間隔

CBTC列車追蹤非受控列車（RM/NRM/BM）運行，需間隔一站一區間以上的行車間隔。行調可視情令CBTC列車改為強制BM模式追蹤非受控列車運行。

4、列車故障救援（降級情況ZC/LC/SDH，）

原則上故障車司機在接到行調通知停止故障處理的命令后，因恢復車載ATP便于救援車前往救援。故障車與救援車連掛后必須切除車載ATP，采用NRM駕駛至下線地點。

（作者單位：南京地鐵運營有限責任公司）