復雜條件下地鐵CBTC信號系統接入既有線的解決方案

陳 通

（大連公共交通建設發展有限公司，遼寧大連 116000）

近年來，地鐵項目中分段建設及延伸線工程越來越多，極大地提高了信號系統的建設難度。以大連地鐵2 號線二期北段工程為例，由于2 號線一期、二期東段工程于2015 年先期開通試運營，在2 號線二期北段工程信號系統建設中，需要克服作業天窗期短、動車調試難度高、協調配合范圍大及既有線實施限制條件多等不利因素，復雜條件下CBTC信號系統的接入工作是線路開通的關鍵。

1 信號系統接入既有線的特點分析

1.1 全線設備布局統一設計

分段及延伸線地鐵項目信號系統在設計之初要規劃全線設備位置的布局和余量，包括ZC、有線網絡節點布置，分段處相鄰聯鎖區計軸、信號機、信標設計等，在設計平面布置圖和系統構成圖時全線統籌考慮。尤其要考慮土建和軌道的分界點與信號聯鎖區分界點是否一致，減少后期施工時分界點設備位置的改動。2 號線二期北段分界點如圖1 所示。

圖1 分界點平面布置Fig.1 Layout at boundary points

1.2 可有效利用工期短

涉及既有線的信號系統調試工作是工程實施的重點，但是調試總工期非常緊張。在2 號線二期北段項目的分界點聯鎖調試、全線貫通調試和系統接入期間，每日作業天窗期僅有3 h 左右。除去調試前后刷寫軟件、拆配線、恢復及驗證時間，實際可有效利用的天窗期約為2 h。并且全線動車調試時不能影響既有線正常運營和夜間天窗期線路、接觸網等專業的必要檢修工作，每周可用作業點最多3日。受此限制極大地增加了工期壓力。

1.3 接入調試復雜

全線貫通動車調試前，需要完成既有線相鄰聯鎖集中站辛寨子的調試。由于土建分界點與信號聯鎖區分界點不同，聯鎖調試前首先需在非運營時段完成辛寨子站后未裝計軸、信號機和AP 設備的安裝和調試。同時注意運用管理手段禁止在運營時段闖入信號分界面計軸，避免影響運營車輛進入停車線的事件發生。延伸線接入還需要考慮DCS、ATS、車載ATP和ZC 的全線貫通調試，接入調試技術復雜。

1.4 制約因素多、協調難度大

各子系統調試尤其是相鄰聯鎖區和全線貫通動車調試受制約因素多，包括前序專業軌道、供電和通信的完成時間、既有線運營組織、分界面安全管理（車擋、道岔鉤鎖器、防護安全帶和警示燈等）和夜間天窗時間等。由于延伸線無車輛段/停車場，動車調試電客車存放于既有線車輛段。全線貫通動車調試協調工作量非常大，安全風險高。

2 大連地鐵2號線二期北段接入方案

2.1 大連地鐵2號線二期北段工程介紹

2 號線信號系統全線核心設備供應商為安薩爾多，2 號線二期北段共7 座車站（前革至大連北站），中革站、衛生中心站、大連北站為設備集中站，其中大連北站設置1 套ZC，平面布置如圖2 所示。

圖2 平面布置Fig.2 Layout

為了便于動車調試，減少設備軟件刷寫工作，在大連北站設置臨時ATS 服務器作為臨時控制中心，避免全線貫通調試前每日在已開通控制中心倒切；設置臨時ZC 設備模擬一期線路ZC 設備；設備臨時FRONTAM 設備作為全線數據庫服務器。

2.2 總體技術方案

2.2.1 既有線分界處聯鎖區調試

1）調試前準備工作

分界點處辛寨子聯鎖區室外設備全部安裝完成，辛寨子聯鎖區平面布置如圖3 所示。

圖3 辛寨子聯鎖區Fig.3 Interlocking area of Xinzhaizi station

準備4 塊聯鎖CPU 板，軟件刷寫為調試版本，調試完成后更換回運營版本CPU 板卡，減少板卡刷寫時間。調試期間辛寨子聯鎖區軌行區封鎖，ATS 控制權下放至站控。

2） 調試工作內容

更換CPU 板卡。臨時拆除及恢復辛寨子聯鎖區信號設備室部分既有配線。臨時拆除及恢復辛寨子聯鎖區信號設備室計軸電阻。臨時閉合及斷開部分道岔動作電源及表示電源斷路器。使用辛寨子站LCW 工作站排列進路進行聯鎖調試。調試完成后更新安全認證相關限制條件。

2.2.2 系統調試

1）調試前準備工作

系統調試期間辛寨子站聯鎖軟件升級為調試版本。

調試期間ATS 控制中心及車站ATS 升級為調試版本軟件，通過切換賬號方式進行軟件倒切。既有線ZC 更換調試版本軟件板卡。調試電客車的車載軟件版本更換。調試期間2 號線二期DCS 網絡在控制中心臨時接入一期。

2） 調試工作內容

接口部分回歸測試；點式系統集成測試；CBTC 系統集成測試。

2.3 系統接入方案

2.3.1 系統接入步驟

大連地鐵2 號線二期北段分兩步接入一期工程。

1）DCS 接入一期工程。完成與一期工程的接口測試和集成測試，DCS 正式接入一期測試，滿足一期載客運營條件。

2）CBTC 接入一期工程全線貫通運營。進行一、二期接口位置CBTC 動車測試，IATP 和CBTC 級的集成測試，取得CBTC 貫通運營的證書，完成CBTC級接入工作，滿足全線CBTC 貫通運營條件。

2.3.2 系統接入策略

1）第1 日夜間升級辛寨子站的聯鎖，既有線ATS、聯鎖、ZC、FTM，電客車車載ATP（升級數量為除去第2 日運營及預備外全部列車）。DCS正式割接至一期大環網中，測試完成后聯鎖、ATS、ZC、FTM 回退至運營版本，DCS 和車載ATP 不回退軟件。

2）第2 日夜間升級既有線ATS、聯鎖、ZC、FTM、剩余未升級電客車車載ATP，測試完成后所有子系統軟件均不回退，正式完成CBTC 接入。規定好升級成功的時間點，研判結果為失敗時，需按照流程回退各子系統軟件。

3 工程實施經驗和結論

延伸線的系統接入涉及建設公司、運營公司、集成商、施工單位和其他專業施工單位等，協調工作多、安全風險大，在較短的時間需要完成測試和驗證工作，因此在技術上和管理上必須采取多種方式便于項目實施。技術上可以采取以模擬設備代替既有線設備、更換板卡減少設備軟件刷寫操作等措施降低安全風險和減少調試時間，也降低了對既有運營線路的影響。管理上提前與運營公司協調電客車、司機和作業點，了解分界面車擋、道岔鉤鎖器、防護安全帶和警示燈等設施，與前序施工專業多方配合，保證工作效率。