城市軌道交通延伸線工程 信號系統過渡改造方案分析

鄒強

摘 要：城市軌道交通延伸線工程的過渡改造方案是影響整個工程實施的關鍵因素，文章以長春市軌道交通 3 號線一期工程延伸線信號系統過渡改造為背景，通過對信號系統改造實際情況進行分析，提出過渡改造方案，為后續城市軌道交通延伸線工程過渡改造及過渡運營提供參考和借鑒。

關鍵詞：城市軌道交通;延伸線工程;信號系統;改造方案

中圖分類號：U239.3

0 引言

近年來，隨著我國城市化進程的加快，既有線路通過延伸改造以適應不斷擴大的城市規模，逐漸成為了城市軌道交通建設的一種形式。伴隨著汽車保有量增大帶來的擁堵、能源消耗、環境污染等問題，軌道交通憑借節能、環保、高效等優點在城市交通系統中發揮越來越重要的作用。延伸線工程涉及到既有工程的過渡改造，如何在保證工程建設的前提下減少對既有線路運營的影響是延伸線過渡改造工程的重點和難點。信號系統是保障列車運行安全、保證線路運營效率的重要系統，涉及維持運能及行車安全，在改造期間必然對運營產生影響。選擇合適的信號系統過渡改造方案，能夠降低過渡工程對既有線路運營的影響。

1 工程概況

長春市軌道交通3號線一期工程延伸線線路全長5.476km，共新建車站4座（遼寧路站、長春南廣場站、東廣場站、偽皇宮站），全部為地下站，其中有道岔車站3座（遼寧路站、長春南廣場站、偽皇宮站），無道岔車站1座（東廣場站）。長春南廣場站是長春火車站南廣場交通樞紐工程的一部分，車站的主體結構、附屬結構、出入口、風道及部分設備工程等已由長春市軌道交通三期4 號線工程完成。

3號線一期工程延伸線施工時涉及到既有西安橋站過渡改造，既有遼寧路站、芙蓉橋站、長春火車站站拆除，過渡改造的目的是保證延伸線工程不影響既有線路的正常運營。

3號線一期遼寧路（既有）聯鎖區控制范圍包括西安橋站、芙蓉橋站、遼寧路站（既有設備集中站）、長春火車站站4座車站，本文對過渡改造工程的信號設備增減及方案進行分析，提出過渡改造和過渡運營的可行性方案并對方案進行分析比對。

2 土建方案概述

延伸線土建工程在既有西安橋站后設置U型槽過渡段（見圖1），線路通過過渡段后進入地下，既有遼寧路站、長春火車站站廢棄，新建4座車站為地下站。過渡改造工程在既有西安橋站至既有芙蓉橋站區間上行線增設臨時線，下行線增設1組單動道岔和1組復式交分道岔，過渡改造工程實施完成前拆除既有芙蓉橋站。過渡方案完成后利用臨時線及改造完成的既有正線臨時過渡運營，運營終點為既有長春火車站站。同時，在西安橋站站后增加單渡線1組。延伸線開通后按照貫通運營模式實現大交路運營;同時，在臨時線設置車擋將其改造為故障車停車線。

3 信號設備變動分析

過渡改造工程信號布置如圖2所示。

過渡改造工程增加臨時線及單渡線后，需要在既有線路及過渡線路上增加轉轍機、信號機、軌道電路、岔區環線設備，以確保過渡工程及西安橋站在作為臨時交路折返站時的行車安全，增減的設備涉及到室外信號設備和室內信號設備。

3.1 室外信號設備變動分析

（1） 直流電動轉轍機4臺，用于新增道岔的控制。位置為D0101、D0102、D0104、L01號道岔位置。

（2） A、B位置不設置道岔，B位置采用撥線方式將臨時線接入既有正線;A位置在臨時線投入運營后，延伸線將軌道斷開后直接接入既有正線。

（3） L03為復式交分道岔，列車經過此道岔時，只通過、不轉線、不設置轉轍機，利用鎖閉器將道岔鎖死以保證行車安全。

（4） 三顯示道岔防護信號機3架，位置為S0104、X0106、LX01。延伸線工程設置的防護信號機不在過渡工程中考慮。

（5） 拆除既有二顯示出站信號機1架，更換為三顯示道岔防護信號機，位置為S0103。

（6） 二顯示出站信號機1架，位置為X0101。該信號機用于延伸線開通后，故障車停車線車輛進入上行線，為避免延伸線接入后二次改造，由過渡工程中統一實施。

（7） 增加過渡線軌道電路及新增岔區用于發碼的環線設備。

（8） 拆除新增道岔區域及廢棄線路部分的軌道電路室外設備，考慮到延伸線開通后，A位置及L01號道岔后方既有正線將全部廢棄，對過渡工程及延伸線接入無影響的設備建議在延伸線開通后統一拆除。

（9） 增加相應箱盒、電纜以及安裝件。

為了不影響行車運營，改造工程室外設備安裝在夜間停運后進行，包括信號機、轉轍機、相關室外箱盒的安裝，電纜敷設，以及調試等工作。工程實施需與線路、限界、軌道等專業配合實施，確保信號軌旁設備安裝滿足限界等要求。

3.2 室內信號設備變動分析

（1） 既有遼寧路站聯鎖系統改造。

（2） 繼電器、斷路器及配線修改。包括：①拆除改造涉及到的既有軌道電路配套繼電器、斷路器及配線修改;②增加新增轉轍機、信號機、軌道電路、道岔環線等配套繼電器、斷路器及配線修改。

（3） 增加分線盤相對應的防雷模塊等。

（4） 如果既有室內機柜不滿足改造工程需求，還需增加組合柜、分線柜等。

為減少室內改造的工程量，新增繼電器應盡量設置于一期工程預留的空組合內。新增設備的配線、聯鎖軟件升級及調試等工作不應影響既有線路運營。

4 過渡改造方案分析

延伸線正線開通運營前，保留既有遼寧路站作為設備集中站。過渡改造工程利用夜間停運時間進行，并進行調試。在改造工作完成前，必須確保在運營開始前將室內外設備狀態恢復到既有設備未改造前狀態，例如聯鎖軟件需要進行回歸測試，確保第2天的行車安全。

4.1 芙蓉橋站拆除方案分析

過渡工程開通運營前，利用既有線路完成運營。自臨時線工程實施起，停用及拆除既有芙蓉橋站，列車經過芙蓉橋站通過不停車。基于以上信號設備變動以及行車方案變化，下面提出2種可行性信號系統方案進行分析及比選。

4.1.1 方案一

列車通過既有芙蓉橋站采用跳停方案。此方案可利用既有1號線調度集中系統（CTC）的跳停功能。優點是在利用既有線路運營期間，不需要對既有信號系統進行修改，待延伸線工程開通后，芙蓉橋站信號設備與既有遼寧路、火車站南廣場一并廢棄，統一完成拆除工作。該方案投資費用較低。缺點是由于受信號系統過站限速的影響，在既有芙蓉橋站拆除完成至臨時線開通運營階段，既有線路的運營效率較低。

4.1.2 方案二

既有芙蓉橋站站內區段修改為區間方案。此方案要求信號設備廠商對既有芙蓉橋站站內區段進行調碼，將既有西安橋站至遼寧路站修改為1個區間。此方案優點是在既有芙蓉橋站拆除完成至臨時線開通運營階段，能保證既有線路的運營效率。缺點是在既有芙蓉橋站拆除完成前，需要在施工線路實施臨時限速，增加了過渡工程工作量及工作難度;另外，由于涉及到信號設備廠商對既有信號系統的修改，投資費用較高。

4.1.3 方案比選

2種方案都能保證臨時線開通前既有線路運營的行車安全;從工程實施難度和節省投資方面分析，方案一優于方案二;從保證運營效率方面分析，方案二優于方案一。另外，考慮到延伸線開通后此部分線路將廢棄，推薦采用方案一完成芙蓉橋站的過渡改造。

4.2 西安橋站改造方案分析

既有西安橋站屬于遼寧路站聯鎖區，該聯鎖區包括西安橋站、芙蓉橋站、遼寧路站和長春南廣場站4座車站，集中站為遼寧路站。

西安橋站改造完成后，部分既有軌道電路（見圖2）將停止使用，需要將停用設備與既有遼寧路站的室內設備斷開。同時，還需要完成室內設備的改造工作，包括繼電器、斷路器的拆除，相關配線的拆除、修改，以及聯鎖軟件升級、改造等。

根據線路專業提供的資料，臨時線和既有線停用的線路長度分別為317.53m和317.21m。考慮到線路長度接近，臨時線軌道電路劃分及碼位應與停用線路保持一致，以減少對既有聯鎖軟件的影響。

改造工作應保證不對既有線路運營造成影響，在信號系統過渡改造完成前，新增線路、道岔及信號機均不納入聯鎖關系。道岔應通過非信號專業手段例如鎖閉器等方式鎖閉，以保行車安全。同時，新增及改造信號機應在不影響過渡改造工程工期的情況下盡量晚安裝，并且在過渡改造完成前處于滅燈狀態，以保證不對既有運營造成影響。待信號系統改造后完成后，再將上述設備納入聯鎖關系進行ATP/聯鎖控制。

考慮到本工程的實際情況，西安橋站改造方案有2種，具體如下。

4.2.1 方案一

延伸線工程開通前，保留既有遼寧路站為設備集中站，延伸線工程開通后再完成由既有遼寧路站至新建遼寧路站的設備倒接。為了保證既有一期工程的正常運營，在改造期間，需從線路、軌道、供電、通信等多方面保證不對信號設備造成影響。

延伸線工程施工、調試完成后，試運行利用夜間及非高峰時段完成，根據實際運營需求，列車可選擇按既有3號線交路運行或在西安橋站清客后進入延伸線。在試運行最后階段，即按試運營開通時列車運行圖行車開始前，完成西安橋站接入新建遼寧路站的安裝、調試等工作，將西安橋納入延伸線遼寧路聯鎖區。

4.2.2 方案二

將改造后的西安橋站納入新建遼寧路站控制，修改既有遼寧路聯鎖區控制范圍，既有遼寧路和新建遼寧路聯鎖區分界設置于L01號道岔及延伸線開通后停車線車擋位置（見圖1）。

該方案需要在既有西安橋站的改造過程中，將西安橋接入新建遼寧路站。根據延伸線土建工程進度計劃，土建工程滿足新建遼寧路和臨時線同期實施的需求，故該方案是可行的。該方案在延伸線實施過程中可以一次性完成遼寧路站管轄范圍內的車站以及區間室內外設備的調試，開通延伸線時直接將既有遼寧路聯鎖區廢棄即可。

4.2.3 方案比選

3號線一期工程延伸線工程起點為既有運營線路中間，而非線路終點，在試運行20天按照試運營開通時列車運行圖行車期間，既有西安路至長春火車站需停運。因此，方案比選應從實施難度、經濟性、對既有線路運營的影響及工程特殊性方面綜合考慮。

方案一中，既有遼寧路聯鎖區控制范圍與目前一致，不需要對3號線既有的運營組織方案進行調整，貫通運營前不需要對運營組織模式、運營人員配置進行調整。缺點是在延伸線開通前需要將西安橋站接入新建遼寧路站，需要進行二次施工、調試。

方案二的優點是臨時線工程實施過程中，直接完成新建遼寧路聯鎖區的施工、調試工作，東延線開通前無需進行二次施工、調試。

根據上述分析，2個方案在工程實施中都可以確保工程的安全性;從工程實施難度和投資分析方案二均優于方案一。因此推薦采用方案二完成過渡段改造從而保證過渡工程及延伸線工程對既有一、二期工程的影響降到最低;同時，該方案也能更好的保障延伸線工程的順利開通。

5 結語

考慮到城市軌道交通延伸線工程的特殊性，信號系統過渡改造方案的選擇需要從對既有線路運營影響、實施難度、經濟投入、與土建工期匹配等多個方面綜合考慮、分析。本文以長春市軌道交通3號線一期工程延伸線工程為例，提出合理的信號系統過渡改造方案，為其他類似工程提供參考。

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收稿日期 2019-03-26

責任編輯 胡姬