广州地铁1 号线轨道电路过渡倒接方案

张文洲

广州地铁1 号线于1999 年全线开通运营，信号系统采用德国西门子公司基于无绝缘数字音频轨道电路的LZB700M 型ATP/ATO 系统。目前，该信号系统的更新改造工程正处于实施阶段，改造范围包括中央ATS 系统、轨旁正线信号系统和车载ATP/ATO 系统，改造方案采用维持既有准移动闭塞制式，仍以轨道电路作为轨道占用检测的安全设备。为保证在改造期间线路安全、稳定运营的同时，开展新系统的调试，需要对新、旧信号系统共用的轨道电路进行安全、快速地倒接。

1 既有FTGS-917 型轨道电路简介

广州地铁1号线采用FTGS-917型轨道电路，由室内轨道电路组合架（包括电源模块、解调板、放大滤波板、发送/接收板、继电器板、报文转换板、代码板、中间馈电转换板、方向转换板等）和室外设备（包括各类电气绝缘节和轨旁盒）组成。在此次改造过程中，将对室内轨道电路设备进行升级，对室外轨旁盒进行更新，并对各类电气绝缘节做利旧处理。

FTGS-917型轨道电路除了检测轨道区段状态，将区段状态信息（空闲/占用）传给联锁系统外，还需向列车传送ATP（列车超速防护）系统产生的安全信息。这些安全信息包括当前轨道电路编码信息、下一个轨道电路的编码信息，以及制动曲线、列车运行方向、入口速度、限速、目标速度、安全距离等内容。

广州地铁1号线共有6个联锁站，每个联锁站室内轨道电路设备都是通过电缆分线架和电缆终端架，分别与室内联锁设备及室外设备连接，并通过线缆与室内ATP系统连接。室内轨道电路设备与其他系统/设备连接示意见图1。

2 FTGS-917 型轨道电路倒接方案

图1 室内轨道电路设备与其他系统/设备连接示意

为了降低更新改造项目实施的风险，尽早实现新系统的投用，根据轨道电路的功能及倒接影响范围，将此次倒接工程划分为3 个阶段。

第1 阶段，轨道电路区段状态信息检测功能的倒接，配合新联锁系统调试。

第2 阶段，轨道电路传送ATP 系统安全数据信息倒接，配合新ATP 系统调试。

第3 阶段，在新联锁系统、新ATP 系统正式投用后，开展室内轨道电路设备的升级倒接，并同步进行室外轨道电路轨旁盒的更新。

轨道区段状态信息检测功能倒接时，需要使用专用倒接装置，下面进行简要介绍。

2.1 倒接装置的基本原理

为满足新、旧系统共用的设备/接口能够在2套系统间安全、快速地倒接，并且确保其在2套系统间完全隔离，互不影响，本次工程采用德国DOLD安全继电器作为专用倒接装置。它具有强制导向接触点，且内部多个接触点不会同时处于导通状态，可保证2套系统对共用设备或接口的唯一控制输出，实现既有系统与新系统控制电路的隔离，且确保彼此之间互不影响。

如图2 所示，既有系统与新系统分别通过常闭接触点（SSI 至SS4）、常开接触点（SICAS_1 至SICAS_4）与倒接装置连接，2 套系统共用设备/接口的“开关量”，通过Out_1 至Out_4 接点与倒接装置连接。

图2 倒接装置内部电路图

在运营期间，继电器失电闭合，得电（励磁）断开时，既有系统通过“SSI”常闭接触点至“Out”端子，实现对新、旧系统共用设备或接口的控制。

在新系统调试期间，继电器失电断开、得电闭合时，新系统通过“SICAS”的常开接触点至“Out”端子，实现对2套系统共用设备或接口的控制。

如果在新系统与既有系统倒接时，倒接装置内部任意1 个或多个接触点故障，则无法完成系统倒接。此时，系统会产生控制电路中断的报警信息，只有更换故障倒接装置后，系统才能恢复正常。

2.2 轨道区段状态信息检测功能倒接

1）在倒接装置接入既有系统前，需要确定室内提供轨道区段状态（占用/空闲）信息的线缆是否已连接倒接装置。现场需完成线缆切换（带有插头/插座的线缆），以及倒接装置至新联锁系统间的线缆敷设及配线工作。同时，完成倒接装置的上电测试，确保倒接装置状态良好。

2）在倒接装置接入既有系统期间，需要断开室内至既有联锁系统的连接线缆，用新敷设的切换电缆分别与室内轨道电路设备的相应插头及插槽连接，如图3 所示。室内设备通过倒接装置实现在新旧联锁系统之间的倒接。

图3 室内轨道电路设备至联锁系统的信息倒接示意

3）在倒接装置接入既有系统后，因为室内至室外部分的设备电路未做任何改变，则不需要测试室内外设备电路的一致性，只需在室内轨道电路设备上模拟轨道区段占用/出清，完成一致性调试后，即可投入次日的载客运行。

2.3 传送ATP 系统安全数据信息功能倒接方案

为满足数据信息传输要求，避免倒接装置对其造成干扰，采用人工方式，实现轨道电路传送ATP系统安全数据信息功能的倒接。考虑到新系统只能在夜间作业点内进行调试，且每个作业点内新系统有效调试时间仅约1.5 h，导致测试持续时间长，人工频繁插拔室内设备与既有ATP系统连接插头，还易造成插头/插槽损坏。为降低此类风险，将轨道电路传送ATP系统安全数据信息功能倒接分2步实施。

第1步，新ATP 系统硬件替换既有ATP 系统硬件。硬件替换需要进行现场测试，整个测试及替换过程持续时间约1.5个月。由于广州地铁1号线新ATP系统硬件可兼容既有信号系统，因此室内轨道电路设备可与ATP系统直接连接，通过人工插拔线缆完成硬件倒接调试。在运营期间，新ATP系统硬件中装载既有ATP系统软件运行。

1）在系统硬件替换前，需确定传送ATP 安全数据信息的线缆插头，现场应完成新ATP 系统硬件的安装，以及所有相关线缆的敷设及配线工作。同时，应完成新ATP 系统硬件的上电及单体调试，确保其状态良好。

2）在系统硬件替换期间，如图4 所示，需要先断开室内轨道电路设备至既有ATP 系统连接线缆，并通过新敷设的线缆连接至新ATP 系统硬件。除此以外，在系统硬件正式替换前，还需要完成新ATP 系统硬件（装载既有ATP 系统软件）的现场静、动态验证测试，并获得系统供应商提供的准许替换的第三方安全认证。

图4 室内轨道电路设备至ATP 系统的信息倒接示意图

3） 在系统硬件替换后，新ATP 系统硬件即纳入运营管理，按规章要求，开展检修维护作业。

第2 步，在新ATP 系统硬件上进行软件倒接。现场可人工更换带有新软件的板件（处理板和存储板），手动修改新ATP 系统硬件到新联锁系统通信地址，配合新系统调试；当新系统调试作业完成，再人工更换回既有软件的板件，手动修改新ATP系统硬件到既有联锁系统的通信地址，以保障线路正常运营。

通过人工更换核心板件，不仅实现传送ATP 系统安全数据信息功能的倒接，还有效避免频繁插拔已长年使用线缆（含插头/插槽） 的风险；同时，可缩短系统倒接时间，为新系统调试创造有利条件。

2.4 室内轨道电路设备的升级倒接

根据轨道电路的工作原理，室内外轨道电路设备的升级及更新工作，都需要对室外轨道电路发送/接收的谐振电压进行调试，并且完成相应轨道电路状态一致性调试及数据读取工作。由于室内设备到ATP 系统的每个插头负责传送2 个轨道区段的安全数据信息，因此室内电路设备升级倒接调试应按2 个轨道区段为最小单元，逐步开展，直至所有轨道区段轨旁盒完成更新。

3 结束语

目前，广州地铁1 号线中央ATS 系统已完成更新改造，轨旁正线信号系统新室内外设备已完成安装，倒接装置已接入既有系统，新ATP 系统硬件已完成现场调试，且已完成替换既有ATP 系统硬件工作。当新系统完成调试及系统压力测试，并正式投入运营后，其可靠性和稳定性较既有系统将获得极大提升。对于国内开通运营较早基于轨道电路的信号系统，且有计划更新改造的轨道交通线路（如广州地铁2 号线、8 号线等），本文提出的轨道电路过渡倒接方案具有一定的参考价值。