城市轨道交通信号系统安装与调试技术研究

范力群

摘 要：轨道交通的信号系统关系到列车运行的安全与效率，因此，其系统各部分的安装和调试工作必须严格依照规范进行操作。本课题简要介绍城市轨道交通信号系统的各组成部分及安装要点，并在此基础上研究信号系统的调试注意事项。

关键词：轨道交通;信号系统;安装;调试;研究

中图分类号：U284 文献标识码：A

0 引言

轨道交通信号是轨道列车“信号（显示）、联锁、闭塞”的总称。是由系统内多种信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等主体设备和其他有关附属设施构成的一个完整的体系，信号系统的安装和调试工作要根据轨道交通运输的特点加以改进、更新和发展。

1 城市轨道交通信号系统的功能及组成

轨道交通的信号系统的作用不仅仅在于指挥和控制轨道内列车运行，保证运行安全。城市轨道交通信号系统主要依靠三个子系统来实现列车的自动控制：列车自动监控系统（简称ATS）、列车自动防护子系统（简称ATP）、列车自动运行系统（简称ATO）;三个子系统结构上独立，功能上相互连接，子系统之间通过数据传输网络组成一个闭环，进而实现地面控制和车上控制结合。

2 信号系统设备安装注意事项

信号系统设备包括轨道线路以及钢轨等设备，在其安装时要严格控制施工质量，对存在隐患的关键环节做好复检工作及记录。

轨道电路是利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路，也是轨道交通信号的重要基础设备。其设备底座安装水平、牢固，组合柜、电源屏及其它机柜在一排时，所有底座安装要排列整齐，并且底座间预留15 mm左右的空间。布置室内线槽走向时要充分考虑机柜间的布线、防静电地板支架固定和其它专业线槽经信号设备房时布置情况。

钢轨的铺设同样是信号系统安装的重要工作，钢轨作为导体，可以起到传送电信息的作用。对于道岔区段轨道电路串联的连接方式，因轨道电路的电流要流经整个区段的所有钢轨，在安装钢轨时，应严格检查所有跳线和钢轨的完整性。

钢轨绝缘可以将各轨道区段划分开;安装施工时一方面要保证相邻轨道电路之间的电气绝缘。另一方面，在轨道电路区段，其轨距保持杆、道岔连接杆、道岔连接垫板、尖端杆、转辙机的安装以及其它有导电性能的连接两钢轨的配件，均应保持绝缘良好。检查柱落入检查缺口内，两侧间隙为1～2 mm。

各种类型道岔所使用的电动转辙机安装装置应符合相应的设计安装图。动作杆和密贴调整杆应安装在一直线上，并平行于道岔第一连接杆。当插入手摇把或开启机盖时，安全接点应断开;当锁好机盖时，该接点应接触良好。移位接触器在道岔正常转动时，其接点应处于常闭状态;道岔被挤或挤切销折损时，应切断道岔表示。表示系统的动接点与静接点的接触深度，不得小于4 mm，与静接点座应有2 mm以上的间隙;当挤岔时，定、反位接点应断开。

调试道岔处轨距的变化不超过限度，基本轨不横移，尖轨走向灵活一致。道岔应方正。单开道岔（或对称道岔）两尖轨前后偏差不得大于20 mm;复式交分道岔双转辙器及复式交分道岔活动心轨钝角辙叉不得大于10 mm。道岔开程适当，尖轨应能与基本轨密贴。轨枕空档应满足安装装置的安装要求，道岔不符合安装要求时，应由工务部门整治，以达到转辙安装标准。

轨端接续线：包括连接轨道电路送、受端变压器箱或电缆盒与钢轨的引接导线、用于轨道电路接缝处的钢轨接续线及连接道岔岔心等处的道岔跳线。其目的均为减小接触电阻，保持电信息的延续;引接导线通常采用涂有防腐油的多股钢丝绳绞合而成。钢轨接续方式包括塞钉式、焊接式等。

电缆从区间电缆引入孔进入信号设备房，经过其它专业设备房或走廊时，在砌墙与打垫层之前需提前预埋管道，各设备房位置确定即可进行管道的预埋。电缆从轨行区进入车站时，要注意土建单位预留电缆引入孔是否合适，电缆引入孔要综合考虑其它弱电专业电缆共用。

轨道继电器是主要受电设备，可实时反映轨道的状况。主轨道继电器的安装接点位于联锁电路中，各分支受电端轨道继电器的前接点，串联在主轨道继电器电路之中。当任一分支分路时，分支轨道继电器闭合，其主轨道继电器随之闭合。

信号系统中的限流设备通常是一个或一组可调式变阻器（箱），安装在电源端，用来调整轨道电路的电压，车轮分压时，能防止电流输出过大烧坏电源。轨道电路常用变阻器为R-2.2/220型，阻值为2.2 Ω，功率为220 W、容许电流为10 A、容许温度为105℃，安装前应注意标称规格是否与设计文件一致。

3 调试的阶段及主要工作

軌道交通信号系统调试是轨道交通工程建设阶段中的一个重要环节。是一项科技含量高、程序较为复杂的系统性工作。合理组织轨道交通信号系统联调联试，在有限的时间和空间内综合利用线路条件，加强协调管理，完成全线设备联调联试，以检验城市轨道交通工程信号系统达到的运行能力以及城市轨道交通工程项目能否获准载客试运营的关键。信号系统的调试工作通常在具备以下前提后进行：要在完成工程预验收，出具联锁与验收报告之后，分阶段提供具备单车、多车上线调试报告，调试及安全防护方案已通过审核;通信系统控制中心与各站综控室、变电所间电话开通，控制中心、各站综控室、变电所及轨行区所有区域无线覆盖并开通。

3.1 单台设备调试

调试工作往往从单台设备开始：

电源设备→信号机→发车指示器→紧急停车按钮→计轴设备→车辆段轨道电路→转辙设备。

在转辙装置安装完成后，首先进行转辙机手摇调整，对道岔的密贴、锁闭量、缺口等参数进行调整。以车辆段最常见的ZDJ6型直流电动转辙机为例：摩擦联接器摩擦电流不得大于额定电流的1.3倍，在道岔正常转换时，电机不空转。另外，道岔尖轨因故不能转换或转换中途遇阻时，应使电机克服摩擦联接力空转。当尖轨密贴基本轨后，摩擦联接器应能消耗电机多余的旋转惯性力，但不得出现电动机骤停现象。

室内控制电路的试验一般采用以下三种方法：

（1）使用专用的转辙机模拟试验装置。（2）使用室外任意一台转辙机。（3）直接在分线盘处连接道岔二极管。

3.2 信号各子系统调试

当单台设备测试通过后，进行各个子系统的调试：

CBI子系统调试→ATS子系统调试→ATP子系统调试→ATO子系统调试→DCS子系统调试→车载设备系统调试。

CBI系统调试分模拟试验阶段和室内外联调阶段。主要对包括功能性试验和联锁关系进行验证。

ATS子系统调试功能性验证主要包括：车站及中心的系统操控功能，列车的监督与追踪，自动进路触发，进路取消，自动列车调整，调度列车调整，车次号折返功能，报警功能等。

ATP子系统调试实现不同模式下的列车运行试验，列车追踪运行试验，车门安全控制，临时限速防护，紧急停车防护，自动换端和自动折返等功能测试。

如图1所示，为列车自动驾驶模式下的速度距离曲线。在ATP子系统临时限速测试中实际速度曲线应介于ATP限制速度包络线中。

ATO子系统调试主要是验证列车运行速度曲线的计算，实现自动牵引和制动，验证其准确停车以及自动开闭车门等功能。当列车进入站台区域，站台区段轨道电路的ATP接收器检测到列车到达车站;列车到达停车点，经列车ATO系统确认，保证列车的制动;当检测到列车的速度为零，列车向地面送出列车停站信号，列车收到开门信息，使相应的门控继电器动作;司机按壓与门控继电器相对应的门控按钮后，才可打开列车车门。

DCS子系统调试主要内容包括：列车首尾双套无线接收设备冗余倒替，车载设备的无线全覆盖，车载设备有无丢失数据包现象，列车在前后有车的情况下能够正常收发报文。

车载设备系统调试主要为观察设备启动及运行状况是否正常，如：车载HMI、车载计算机、交换机以及板卡的指示灯显示等信息，如有异常，需要及时处理。

3.3 全系统调试

子系统调试完毕并顺利通过后，进行的下一步即信号系统的全系统调试，全系统调试是指对正线运行列车的车载设备与轨旁设备进行的一系列联动试验，这与在试车线的静态、动态调试不同，主要目的是验证车载、轨旁设备信号的一致性和有效性，检验列车运行控制状态和性能是否满足要求。试验内容和顺序一般包括：电子地图与地面设备一致性试验，无线系统试验，速度试验（列车运行稳定性验证），停车对标试验，自动换端试验，车门开闭及与屏蔽门的联动试验，RM、SM、AM驾驶模式试验，ATP超速防护，自动折返试验等。单车试验完成后应进行多车追踪及跑图试验，以评价其可靠性、可用性和安全性。

通过信号系统调试确保硬件和软件接口功能和性能达到设计要求;各系统接口参数匹配优化，验证所有各系统之间的接口和通信规约的一致性;从而实现全系统整体性能的最优。

4 总结

随着科技的进步，城市轨道交通信号系统将朝着更加易于实现系统自身化管理及自诊断方向发展，在安装调试过程中更需要加强自检测技术的应用，并充分评估远距离联网传输效果，切实保证系统稳定可靠的远程控制和诊断。

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