轨道交通信号系统两站合一改造项目的方案设计

聂旻 李美健 邱月娇

摘 要：由于前进大街卫星路互通立交桥的建设与目前轻轨前进西街站站位产生冲突，需要废除现有前进西街站，并改造交叉路口部分线路。本文中的方案在不影响立交桥施工以及轻轨运营的前提下，结合长春轨道交通信号系统改造工程，以及合并原前进西街及前进大街站而引起的信号系统设备改造，来阐述信号系统改造的方案设计。

关键词：轨道交通；信号系统改造

中图分类号：U284；U239.5 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）02-0076-03

Scheme Design of Rail Transit Signal System Two Stations in One Transformation Project

——Take forward station and west forward station revamping project of changchun line 3 as an example

NIE Min，LI Meijian，QIU Yuejiao

（Changchun Railway Traffic Group Co.，Ltd.，Changchun 130000，China）

Abstract：With the construction of the interchange bridge between the forward street and the satellite road，which conflicts with the route position of the west forward street station of the urban transit，it is necessary to abolish the existing west forward street station and reconstruct the intersections.This paper，combined with the reconstruction project of Changchun urban transit signal system without affecting the construction of interchange and the operating of the light rail，merge the west forward street station and the forward street station，and elaborate a case study of signal system modification project.

Keywords：urban transit；signal system modification

0 引 言

前进西街站与前进大街站属于轻轨一期工程的车站，位于前进大街与卫星路交叉路口的两侧，两站都是侧式站台。每侧站台端部分别设置进出站检票设备的站房。两站间距只有不到400米，如图1所示。

图1 前进西街站与前进大街站位置卫星图

前进大街与卫星路互通立交桥的建设与目前前进西街站站位产生冲突，需要废除现有前进西街站，及改造交叉路口部分线路。在不影响立交桥施工以及轻轨运营的前提下，在立交桥施工期间，已建设一个简易临时站进行了过渡；根据立交桥建设后道路规划，在立交桥下新建一座车站：即前进大街站（新），并合并原本站间距过小（不足400米）的前进大街站。

本工程拆除一期工程两座车站，并在两站之间新设前进大街站（新）。车站概况如表1所示。

注：车站站台有效长度65m。

1 一期工程概述

轻轨一期工程始于长春火车站站，止于卫光街站，是3 号线的一期工程，线路全长13.93公里，共设置车站17座，分别是长春火车站站、芙蓉桥站、辽宁路站、南昌路站、西安桥站、解放桥站、朝阳桥站、宽平桥站、湖西桥站、抚松路站、南湖大街站、硅谷大街站、湖光路站、南湖大街站、硅谷大街站、湖光路站、前进西街站、前进大街站、卫明街站、卫光街站。其中，长春火车站站、宽平桥站、湖光路站、卫光街站是有岔站，其它车站均为无岔站。一期均为地面线，十处平交道口，站台全部为侧式站台。工程于2001年12月28日建成通车。

基于当时的技术条件和建设投资规模，一期工程信号系统的配置也仅仅由调度集中子系统（CTC）、车站6502继电联锁子系统、25Hz相敏轨道电路和ZD6型直流电动转辙机等设备组成，没有配置列车自动防护子系统（ATP），湖光路车辆采用了DS6-11微机联锁系统。运营采用地面色灯信号机显示为主体信号，司机采用无ATP防护下的人工驾驶模式，所有列车（装有车载ATP设备的列车或没有装备车站ATP设备的列车）均以站间闭塞方式运行，不能实现在ATP防护下的追踪运行。

二期因建設时间较晚，信号系统采用了FZL型列车超速防护系统，联锁系统采用了DS6-11联锁子系统，控制中心与一期合用中心CTC系统，轨旁采用FZL数字轨道电路，装有车载ATP设备的列车可以在二期线路范围内实现ATP防护下的追踪运行或以站间闭塞方式运行，没有装备车站ATP设备的列车只能以站间闭塞方式运行。

由于一期工程信号系统配置较低，无ATP轨旁设备，轻轨列车在一期工程线路上只能在人工驾驶模式下行驶，列车运行安全完全由司机人为保证。

因此，2009年启动了对一期工程信号系统的改造，统一长春轻轨一、二期信号系统的制式，实现真正意义上的贯通运营，改造方案为采用与二期工程相同的通号集团的FZL型准移动信号控制系统，拆除既有的6502继电联锁和25Hz相敏轨道电路设备，新增DS6-60计算机联锁子系统（与二期工程接驳站增加DS6-11/DS6-60协议转换器）和列车自动防护子系统（ATP）（合称区控中心设备）、FZL型数字无绝缘轨道电路及环路设备、CTC车站分机。改造工程已于2013年11月投入使用。

2 改造范围

（1）正线前进西街站至前进大街站范围内的信号设备；（2）拆除前进西街站及前进大街站；（3）新建前进大街站（新）；（4）1座控制中心CTC设备的升级改造；（5）卫明街控区的升级改造；（6）一、二期55列车车载ATP设备的升级改造。

3 设计方案

一期改造工程信号系统采用了中国通号公司的FZL型准移动信号控制系统，全部列车也装载了中国通号的FZL型车载设备。本工程新增的前进大街站（新）及拆除的前进西街站、前进大街站均属于一期工程卫明街控区管辖范围内，若在一期改造工程信号系统基础上，实施对本工程的信号系统改造，并将新建的前进大街站（新）设计为非集中站，划归卫明街控区管辖，能够最大限度的节约投资成本、又易于实施，并有利于本工程与一期工程的无缝衔接。

一期改造工程的信号系统采用CTC子系统+DS6-60/ATP计算机联锁子系统，具体设备组成如下：

（1）控制中心CTC设备；（2）CTC车站分机；（3）区域控制中心设备：DS6-60/ATP联锁设备；（4）车载ATP设备；（5）无绝缘数字轨道设备；（6）信号智能电源屏；（7）信号机、转辙机及发车计时器；（8）紧急关闭按钮。

3.1 控制中心CTC設备

控制中心设备是ATC系统监控的核心部分。在正常情况下，控制中心调度员通过中心调度员工作站监督全线的列车运行情况。本工程拆除一期工程两座车站、新建一座车站，控制中心CTC设备须进行相应地升级改造。

为了降低本次工程改造的投资成本，并尽可能减小对既有线正常运营的干扰，本工程仅在既有的控制中心CTC 硬件设备的基础上对软件进行修改、升级，主要包括：

（1）更新数据库中的基础数据；（2）对线路组态数据进行更新；（3）重新编制时刻表和运行图；（4）测试本工程部分和CI、ATP/ATO等子系统的连接；（5）对中心CTC与外部系统（如SCADA、时钟系统、无线系统、乘客信息系统、广播系统、综合表示屏）的接口进行升级等。

在本工程实施时，建议在非运营时段进行软件倒替，并进行调试；且在运营前，倒替回原有系统，并进行测试，以确保运营安全。在完成所有调试后，进行系统的最终升级替换。

3.2 CTC车站分机

正线的信号设备采用集中设置的方式，一期工程在辽宁路站、解放桥站、湖光路站、卫明街站等设备集中站各设置一套CTC车站分机，通过冗余通信网络与中心CTC设备相连。当中心CTC发生故障，车站CTC分机仍可按下载的时刻表监控线路运营，实现CTC的车站自动控制功能。

本工程拆除前进西街站、前进大街站，新建前进大街站（新），拆除及新建车站均为非集中站无室内设备，不涉及车站CTC分机的搬迁及新设等工作，仅需在所属控区的CTC车站分机（卫明街站CTC车站分机）上进行软件修改、升级，与中心CTC升级类似，主要包括：

（1）更新数据库中的基础数据；（2）对线路组态数据进行更新；（3）测试本工程部分和CI、ATP/ATO等子系统的连接等。

在本工程实施时，建议在非运营时段进行软件倒替，并进行调试；且在运营前，倒替回原有系统，并进行测试，确保运营安全。在完成所有调试后，进行系统的最终升级替换。

3.3 区域控制中心设备

一期工程在每个设备集中站设置一套区域控制中心设备，用以实现对管辖车站的进路控制、完成管辖范围内地面ATP功能，并与相邻设备集中站的区域控制中心设备交换信息，实现对在线列车的连续监控。

本工程须对卫明街站区控中心设备进行软、硬件修改，以适应本工程对一期工程站场网络、车站布置配置的调整，主要包括：

（1）修改联锁表；（2）拆除、增加驱动采集设备；（3）拆除必要的轨旁设备和车站设备的接口，将新增设备，例如信号机、紧急关闭按钮等信息接入接口柜；（4）更换车站工程化数据；（5）对相邻控区的区控中心设备的接口进行升级等。

本工程实施时，新建设备可以先独立进行调试，接口内容可采用模拟的形式。待独立调试结束后，利用穿插调试（运营结束期间调试运营时恢复）的手段进行系统的接口调试，从而实现区域控制中心设备的有效衔接，而且不影响既有线路的正常运营。

3.4 车载ATP设备

二期工程共配置列车55列，每列列车的头、尾车各设一套车载ATP设备，用于保障列车运行安全和实现列车运行间隔控制。

车载数据库有关线路信息（坡度信息等）保存在ATP车载系统中，当发生线路变更或者车站变更时，首先将新的线路信息载入当前的车载数据库，然后将变更前的线路数据更新，线路数据库更新后，系统才可正常运行。

当数据更新后，车载ATP设备将按照新的线路数据和接收到的新的地面数据计算，并生成新的速度曲线，按新线路条件的数据进行列车控制。

因此，本工程须对一、二期55列运营列车的车载设备进行软件升级，建议利用非运营时间进行软件改造及调试。

3.5 无绝缘数字轨道设备

数字无绝缘轨道电路具有列车占用检测和信息传递的作用。轨道电路把联锁/ATP计算机发出的命令传递给列车，同时也把列车的位置信息（以轨道电路区段为单位）返回给联锁/ATP计算机，联锁/ATP计算机据此形成对后续列车的控制命令。

在1.0欧姆道碴电阻条件下，发送或接收传输电缆长度为2.5km时，轨道电路长度无岔区段不大于350米，道岔区段不大于100米，最小不少于50米。一期改造工程配置的轨道区段如图2所示。

车站的有效站台长度为65m，新建车站的公里标为K11+741.922～K11+806.922，位于一期改造工程410G、409G轨道电路区段内。为降低改造工程的投资成本及改造工作量，数字轨道电路区段不进行调整。

4 工程的实施及倒接方案

4.1 工程的实施

因一期工程为既有运营线路，运营时间为每天6时到21时30分，在非运营时间进行施工，把施工对运营的影响降到最低，处理好施工与运营之间的矛盾，必须做好以下工作：（1）配线的校对；（2）局部电路试验；（3）模拟联锁试验；（4）确保按联锁区倒接一次成功。

4.2 系统的倒接

正线车站倒接过程中，要停止倒接范围内的信、联、闭的使用，采用路票或其它人工方式组织行车，倒接完成后可实现现地操作。待正线车站倒接完成后，进行控制中心一期CTC系统的倒接工作，实现一期工程的中心控制，闭塞方式采用自动站间闭塞。

最后进行ATP系统的车地联合调试，实现列车按准移动闭塞方式追踪运营，至此，完成系统的全功能开通。

5 结 论

本文结合长春市轨道交通3号线前进站、前进西站改造工程，浅谈了信号系统升级改造方案设计，讨论了如何在不间断运营的情况下进行信号系统的工程实施，并为后续轨道交通信号系统改造提供参考。

参考文献：

[1] TB/T2668-2004，铁路自动站间闭塞技术条件 [S].北京：中国铁道出版社，2004.

[2] 林瑜筠，张铁增.区间信号自动控制 [M].北京：中国铁道出版社，2009.