简析成都地铁4号线计轴工作原理及故障应急处置

申 雄

（成都地铁运营有限公司，成都 610081）

成都地铁4号线采用基于无线通信的列车自动控制系统，计轴作为列车占用检测设备，在信号系统中扮演着重要角色，在行车闭塞中作为行车安全的检查设备，能够给予行车更好的安全保证[1]。

1 计轴系统的工作原理

为了实现对计轴区段空闲和占用的检测，在计轴区段两端设置计轴点，用于检测轮对数及运行方向。

计轴区段检测计算公式：

其中，.N.——取反；*——相与。

为精确定位列车位置，ATC系统将计轴区段划分为一个或多个虚拟的ATP区段，每一个ATP区段不少于一列车的长度。如图2所示，计轴区段A为一个物理区段，被ATC系统划分为2个虚拟的ATP区段，即“ATP区段C”和“ATP区段D”。

通信正常情况下，列车占用及出清检测以ATC为主，计轴检测为辅，通过公式计算得出计轴区段真值，如表1所示。

表1 联锁区段真值表

以表1中情况4为例，对计轴空闲检测原理进行说明：

计轴区段A为0，表示计轴区段A有列车占用；

计轴状态B为0，表示计轴区段状态正常；

ATP区段C/D均为1，表示ZC检测虚拟区段C、D均处于出清状态；

根据空闲检测计算公式（1），参照表1中情况4，有E=（0*.N.0+1*1）=1；即为表中CI区段E的值，表示在该情况下，计轴区段A检测结果为出清状态，而ATC认为计轴区段A空闲。

此即计轴棕光带产生原理：当计轴检测占用，而ZC检测出清时，ZC将计轴切除，显示棕光带。

2 计轴状态显示

2.1 MMI上计轴状态显示

MMI上计轴有以下状态显示：

稳定蓝色：计轴区段处于空闲状态；

稳定绿色：计轴处于出清状态，是进路一部分；

稳定白色：计轴处于出清状态，故障锁闭；

稳定粉红色：计轴区段被CBTC列车占用；

稳定红色：计轴区段处于占用状态；

稳定棕色：计轴区段被ATC切除；

稳定深绿色：计轴区段被保护区段征用；

稳定的灰色：联锁故障或ATS与联锁通讯中断；

当前状态闪烁：计轴区段被执行“区段跟踪切除”，以当前颜色闪烁。

2.2 计轴区段的显示层级

计轴区段显示层级由高到低依次为：灰色、粉红色、红色、棕色、绿色、深绿色、白色和蓝色。

3 计轴故障的影响及应急处置

3.1 计轴故障锁闭

列车未按照进路方向出清时，计轴区段故障锁闭，显示为白色光带。

3.1.1 计轴故障锁闭影响

1）影响与故障锁闭区段方向相反的进路排列；

2）道岔区段故障锁闭，该道岔不能“定操”或“反操”。

3.1.2 应急处置

1）对故障锁闭区段执行“区故解”；

2） 排列一条与故障锁闭区段方向相同的进路，再执行“取消进路”或“人解进路”；

3）联锁机重启后，故障联锁区全部计轴故障锁闭，执行“上电解锁”。

3.2 计轴棕光带

当ATC系统检测列车出清，计轴检测未出清时，遵循“故障导向安全”的原则，该计轴被ATC系统切除。

3.2.1 棕光带的影响

1）棕光带不影响CBTC列车运行。列车接近时，因包络占用，升级显示为红光带，因系统能判断为包络占用，不影响车载信号；

2）棕光带不影响道岔转动，列车接近时，因包络占用，升级显示为红光带，影响道岔“定操”或“反操”；

3）连续2个计轴不同时段出现棕光带，升级显示为红光带；

4）棕光带影响非CBTC列车运行，列车需降级越红灯运行。

3.2.2 应急处置

1）指令车站对故障计轴执行“计轴预复零”，组织列车轧过后，操作“确认计轴有效”；

2）联锁区多个计轴棕光带时，可执行“组确认计轴有效”。

3.3 计轴红光带

ZC正常情况下，一般不会出现计轴红光带故障；棕光带故障下，列车接近后因包络占用，棕光带升级显示为红光带；连续2个计轴不同时段出现棕光带故障时，棕光带升级显示为红光带；非通信列车轧过棕光带后，因AP遗留，棕光带升级显示为红光带；ZC故障情况下，因计轴磁头干扰等因素，可能会产生计轴红光带。

3.3.1 红光带的影响

1）红光带影响CBTC列车运行，列车在红光带前自动停车，列车需降级运行；

2）道岔区段红光带，影响道岔“定操”或“反操”。

3.3.2 应急处置

1）指令车站操作“计轴预复零”，组织列车轧过后恢复；

2）专业人员对故障计轴执行“直接复零”；

3）联锁区多个或全部计轴红光带时，执行电话闭塞法。

3.4 联锁区灰显

联锁故障或ATS与联锁通讯中断时，联锁区灰显，计轴占用及车次信息全部消失，联锁区灰显通常是以联锁区为单位出现。

3.4.1 联锁区灰显的影响

联锁故障时，故障区域内列车EB；

ATS与联锁通讯时，无法监控列车运行，列车运行正常。

3.4.2 应急处置

联锁区灰显时，按电话闭塞法组织行车。

4 案例分析

4.1 事件经过

2017年7月19日08：50，成都地铁4号线中央ATS显示光华公园联锁区ST1718计轴区段棕光带（位于道岔区段，道岔处于反位），129次在涌泉下行开出后，ST1718、T1705计轴区段突变红光带，列车EB，X1701信号机无法开放，行调组织129次降级越红灯进站，专业人员操作计轴直接复零成功。其线路示意如图3所示。

4.2 事件分析

1）ZC检测列车出清ST1718计轴区段，计轴检测未出清，ZC将计轴切除，MMI上显示棕光带，棕光带不影响CBTC列车运行；

2）ST1718、T1715连续2个计轴在不同时段出现棕光带，系统升级显示为红光带，红光带影响CBTC列车运行，列车在红光带前自动停车，X1701信号机无法开放，列车需越红灯运行；

3）折返进路建立后，因进路内方第一区段ST1718红光带，列车以RM模式降级越红灯进入进路内方，折返进路无法解锁；

4）列车通过后，ST1718显示棕光带，行调执行“人解进路”+“区故解”，解锁该进路。

5 结语

计轴是重要的信号设备，是实现列车正常运行及监控的重要保障。计轴故障会不同程度影响列车运行及服务质量。运营时出现计轴故障，需及时采取正确的应急处置措施，最大限度减小故障影响。

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