地铁延伸线信号CBTC系统无缝接入运营线路解决方案

罗建强

随着我国经济建设和城市规模的飞速发展，地铁建设的规模越来越大，截止2013年末，已有36个城市上报轨道交通建设规划，19个城市开通运营线路近2800km。地铁建设中的线路根据规划逐步进行延伸，并投入载客运营。而如何将延伸线路接入既有一期运营线路，则成为延伸线建设过程中重要的一步，信号系统的接入尤为重要和关键。本文以成都地铁2号线为例，结合信号CBTC系统西／东延伸线接入一期工程运营线的实施方案进行探讨。

1 接入方案设计原则

根据成都地铁2号线的工程概况和建设情况，该接入工程分为2期3段，即一期工程、二期西延线工程、二期东延线工程。设计原则：①为延伸线调试创造更优条件，优化调试时间，提高调试效率；②延伸线接入一期工程过程中，一期线路继续以CBTC模式正常运营；③降低延伸线调试对一期运营的影响；④利用一期夜间停止运营时间进行调试，尽量为延伸线调试提供条件。

2 接入方案技术简述

2．1 系统接入方案

根据延伸线接入一期工程方案设计原则，考虑延伸线的调试过程和接入过程，信号系统延伸线分2步4个阶段 （每步分2个阶段）进入接入，其工作流程示意图如图1所示。

第一步：联锁级 （DCS、联锁、ATS及轨旁设备）接入。

第一阶段：完成第一步 （联锁级接入）的准备工作，主要内容：①延伸线各站联锁现场测试；②延伸线与一期相关接口测试；③一期工程接口站的设备改造及联锁、ATS升级测试；④完成联锁级别的系统测试；⑤DCS正式接入的组网测试；⑥ATS正式接入OCC的测试。

第二阶段：完成第一步 （联锁级接入）的实施工作，主要内容：①取得一期工程接口站联锁软件升级和延伸线联锁级接入一期认证证书；②实施延伸线联锁级接入一期工程，并进行接入测试验证；③对一期运营交路进行动车验证。

第二步：与一期工程CBTC全线贯通运营。

图1 工作流程示意图

第三阶段：完成第二步 （CBTC贯通运营）的准备工作，主要内容：①完成ATS子系统各项测试；②车载子系统完成IATP／ATP／ATO功能测试；③完成CBTC级别的系统测试；④配合地铁公司组织的空载试运行，联锁和IATP／ATP／ATO等各子系统陆续投入空载。

第四阶段：完成第二步 （CBTC贯通运营）的实施工作，主要内容：①完成后续列车的IATP／ATP／ATO的例行测试；②取得延伸线CBTC与一期工程贯通载客运营的证书；③完成一期所有列车及ZC／FTM的升级工作；④配合完成CBTC级大交路空载试运行；⑤延伸线CBTC与一期工程贯通载客运营。

2．2 子系统调试及接入方案

2．2．1 一期工程接口站轨旁设备调试及接入方案

1．第一阶段完成接口站新增设备的安装及调试。

2．第二阶段完成接口站既有设备的移设／拆除／更改及调试，实现接入一期工程；之前，配合其他子系统调试时，采用模拟条件进行 （主要是室外设备）。

3．第三、四阶段配合其他子系统进行测试。

2．2．2 联锁子系统调试及接入方案

1．第一阶段：延伸线各联锁区单独调试，一期接口站联锁子系统调试 （室外设备采用模拟条件，室内联锁应用软件采用倒切运营／调试版本的方式进行）。

2．第二阶段：完成联锁子系统接入一期工程。

3．第三、四阶段配合其他子系统进行测试。

2．2．3 DCS子系统调试及接入方案

1．第一阶段：为降低对一期工程运营的影响，针对DCS网络，在延伸线搭建DCS临时有线网络和无线网络 （如需要），配合支持其他子系统进行测试；同时，对一期工程DCS双环骨干网进行切割，并接入延伸线，进行全线组网测试。

2．第二阶段完成DCS子系统接入一期工程，并拆除临时网络。

3．第三、四阶段配合其他子系统进行测试。

2．2．4 ATS子系统调试及接入方案

1．第一阶段：在延伸线搭建临时OCC，进行延伸线ATS单独组网测试；利用夜间一期工程停运期间，进行与一期工程的接口及正式OCC监控全线 （含延伸线）的测试。

2．第二阶段：完成ATS子系统接入一期工程，并拆除临时OCC。

3．第三、四阶段：完成ATS子系统自身测试及软件配置升级 （如果有），并配合其他子系统进行测试。

2．2．5 IATP／ATP／ATO子系统调试及接入方案

1．第一、二阶段不涉及车载信号部分的动车测试。

2．第三阶段：在夜间一期工程停运期间进行IATP／ATP／ATO动车调试时，启用延伸线的ZC（如果有），并将一期工程的ZC软件倒切成调试版本。

3．第四阶段：IATP／ATP／ATO等子系统配合空载试运行／运营陆续启用；延伸线的列车陆续投入空载试运行，一期工程列车在取得允许载客证书并升级 （含延伸线数据）后，投入全线的空载试运行／运营。

3 接入方案实施

针对成都地铁2号线信号CBTC系统西／东延伸线接入一期工程的方案，确定了行业内的最高目标——不降级、不停运、不影响一期工程CBTC正常运营，无缝接入一期工程。

在充分了解地铁运营需求、深入研究各项资源配置、落实安全保证措施后，在完成各项验证测试的前提下，确定：第一步，接入分2天实施 （第1天完成DCS子系统的接入，第2天完成联锁、ATS、轨旁设备的接入）；第二步，随IATP／ATP／ATO各子系统的陆续投入运行而实施，并最终一次性完成投入运营。

3．1 实施方案的总体安排

3．1．1 第一步 （联锁级接入）实施方案

综合评估第一步接入的工作量，并考虑运营的需求，分2天连续完成。

1．第1天完成DCS子系统的接入。根据技术方案确定的DCS正式接入方案，对一期工程DCS骨干网络进行切割，接入延伸线的DCS骨干网络，形成含一期和延伸线的DCS双环骨干网；并进行联锁、ATS等子系统的应用测试验证，同时为确保第2天一期工程的正常运营，需对延伸线进行安全防护。

2．第2天完成联锁、ATS、轨旁设备的接入。该工作为整个接入方案的关键，根据技术方案确定各子系统的正式接入，正式就位轨旁设备、升级联锁／ATS软件，启用延伸线与一期的各系统设备，并进行子系统测试验证及第2天运营交路动车验证。第一步接入流程图如图2所示。

3．1．2 第二步 （CBTC贯通运营）实施方案

图2 第一步接入流程简图

延伸线与一期工程CBTC全线贯通运营的实施方案，实际上是自第一步联锁级接入一期工程，伴随运营公司组织不同模式的空载试运行而陆续完成的。

1．根据工程的总体进度安排，在延伸线范围内或一期工程停止运营时间段，进行各项动车调试。

2．结合空载试运行的安排，信号系统将陆续完成IATP／ATP／ATO各系统的测试调试，并完成所有列车的验证。在此条件下，各种运行模式的列车陆续投入空载试运行。

3．信号系统完成集成测试，并取得独立第三方出具的支持信号CBTC系统投入载客运营的支持函。在此条件下，对一期工程的所有列车进行软件／数据库升级及验证，实现全时段在一期工程及延伸线范围内贯通空载试运行／载客运营。

如此，完成了延伸线接入一期工程的第二步，即与一期工程CBTC全线贯通运营的实施。

3．2 实施方案的确定及安全措施

为了更好地策划延伸线的接入方案，项目团队在系统设计完成后，开始组织技术专家对接入方案进行研究和探讨，通过多次专题会议、征询运营需求、剖析安全隐患、关键技术攻关等，形成接入方案草案；通过对接入方案进行专业级、公司级技术评审、安全评审，形成接入方案初稿；方案初稿提交地铁公司进行运营需求评审、安全技术评审，最终形成接入方案评审稿；承包商与地铁公司共同组织召开业内专家专题评审会，对接入方案进行专题评审；专家评审通过，并由地铁公司审批后，作为执行方案选择合适的时机予以实施。

4 小结

成都地铁2号线西／东延线信号系统，分别于2013年3月10日和2014年5月23日成功实现联锁级 （第一步）接入一期工程，并与一期工程CBTC贯通运营。该过程对于已经运营的一期工程来讲未降级、未停运、不影响CBTC正常运营。

延伸线接入一期工程的成功，标志着承包商对CBTC系统的研究进入了一个新阶段，其技术能力上升到了一个新的高度。

成都地铁2号线日均客流约40万人，若接入方案停止运营1～2天，将对整个城市的公共交通造成一定的影响。分步接入的实施方案，有效降低了一次性接入的风险，为可能存在的问题处理，及运营组织的应变预留出了足够的时间，从而提高了运营服务的质量。

城市轨道交通的快速发展，产生了越来越多的延伸线工程，带来了越来越多的分段开通方式，分段开通的延伸线工程可以降低建设资金一次性投入的压力，可以减少对城市道路交通的影响。