长沙地铁2号线信号系统改造期间非正常情况下行车组织研究

郑伟涛、李铮铮、徐楚卓

（长沙市轨道交通运营有限公司，湖南 长沙410023）

1 现状与背景介绍

长沙地铁2号线首通段自2014年4月开通，至2025年将开通运营11年。2号线是长沙轨道交通线网东西向的骨干线路，是长沙市东西向客流量最大、公交压力最大的交通走廊，串联起沿线主要商贸中心、客运枢纽和核心景点。由于联锁计算机系统特性同一联锁区上下行同时只能触发一条进路，当行车间隔压缩至2至4分钟时，可能造成列车信号通信丢失，导致列车紧急制动。新建线路2号线西延二期将于2025年后开通，新线客流的接入、公交线路优化等原因促使该线路客流量持续增长，但客运量与运能的匹配度会受到信号系统特性限制。借着2号线西延二期新线开通的时机，通过对2号线通车线路信号系统进行改造，进一步提升客运服务水平。在运营线路利用夜间施工时间进行信号系统改造，施工难度高、风险大。本文将介绍长沙地铁信号系统改造期间，非正常情况下的行车组织。

2 非正常情况一：信号系统故障降级下的行车组织介绍

长沙地铁2号线信号系统控制层级关系如图1所示。依据长沙地铁2号线信号系统控制权层级分析，信号系统控制权限分3个层级，中央应用服务器（自动控制/人工控制），车站本地服务器（自动控制）和车站分机“现地工作站ATS”（人工控制），WT联锁机LCP本地控制，五种控制模式由联锁本地控制到中央自动控制，可逐步压缩行车间隔增加运能，此为控制权升级，反之则为降级。根据现场设备正常程度决定，正常程度越高行车间隔越小，人工的介入行车组织越少，自动化程度越高。

图1 长沙地铁2号线信号系统控制层级关系图

其一，正常情况下根据所编制列车运行图，由中央应用服务器依据移动闭塞的原理自动控制列车运行。如遇运行图工作站等故障情况，可由中央行车调度通过ATS自动进路功能，实现对列车人工控制保障列车正常运行。

其二，当中央应用服务器设备出现故障，运行图工作站正常时，车站自动控制模式将自动激活，本地服务器将代替中央应用服务器，实现全线自动列车跟踪、自动进路办理以及自动调整功能。

其三，当中央应用服务器及本地服务器功能均丧失、联锁车站ATS工作正常时，车站通过夺取控制权，在“现地工作站”上开始人工排列进路组织列车运行。同时，将不影响折返的进路设置成自动工作，折返车站启用相应的折返模式，列车到站后自动触发折返进路。

其四，当中央应用服务器、本地服务器功能，以及联锁车站ATS功能均丧失、联锁车站“联锁机”工作正常时，车站通过夺取控制权，人工排列进路组织列车运行。同时，将不影响折返的进路设置成自动工作，折返车站启用相应的折返模式，列车到站后自动触发折返进路。

其五，信号系统故障降级下回段（场）车站与车辆段（场）的行车组织，由回段（场）车站电话联系车辆段（场）请求入段进路，同时可将列车组织运行至转换轨，入段（场）进路开放后，列车司机根据地面开通信号正常入段（场）。车站级ATS手动控制权限时和车站级联锁控制权限入段（场）行车组织方式一样。

3 非正常情况二（设备措施）：道岔应急盘功能介绍

信号系统改造期间，运营期间车站正常组织运营，当运营结束后信号系统调试时需来回倒切新、旧两套信号设备。就当前现状而言，如遇联锁瘫痪，车站与车站、车站与车辆段之间，只能采用电话联系的方式办理列车闭塞，加人工手摇道岔的方式组织列车折返。办理一次列车折返，至少需要人工手摇2～6组道岔，加上轨行区行走及车站与司机之间的要道还道时间，组织首趟列车完成折返时间需要在18～24分钟左右，非首趟列车折返时间在14分钟以内。

在联锁瘫痪后道岔的操作方式、道岔位置监控及列车位置的显示，成为决定快速准备进路、组织办理列车折返、快速恢复通车的关键因素。针对这一行车组织难点，长沙地铁2号线在大小交路上折返的车站控制室增设一套道岔应急盘（见图2）。在联锁瘫痪情况下，通过道岔应急后备盘来达到快速转换道岔办理列车进路、免去人工手摇道岔及列车准确定位目的。从基础设备入手，将非首趟列车折返时间及行车间隔压缩至10分钟以内，最大程度提升信号系统联锁瘫痪情况下的运能，确保乘客出行安全及出行质量。

图2 道岔应急盘原理示意图

道岔应急盘的任务主要是在联锁机瘫痪情况下，模拟联锁机向道岔控制电路给出启动命令（SJ及DCJ/FCJ），从而启动道岔控制电路，经道岔控制电路的逻辑检查及动作，最终将380V交流电源送至轨旁转辙机，转辙机通电转动，从而带动道岔转换。该情况下，道岔控制电路的检查逻辑及动作过程与联锁控制时的电路保持一致，但对于道岔本身的控制已由联锁控制换成了道岔应急盘人工控制。

4 非正常情况三（行车组织）：操作应急盘的行车组织

在联锁瘫痪情况下，列车被迫停车之后，司机自行以25km/h速度运行至前方车站，遇道岔区段一度停车确认道岔位置正确后，以5km/h通过道岔区段（运营前已将非折返道岔钩锁至定位），此趟列车命名为“首趟车”。如遇道岔位置不正确，行调通知车站人员手摇道岔至所需位置。后续非首趟列车限速40km/h运行。车站与车站之间采用电话进行沟通办理闭塞，用电话记录号作为列车占用区间的凭证，并免去站务人员填写及收发路票，以“好了”手信号为动车凭证。需组织列车折返车站，采用道岔应急盘确认道岔位置及列车位置，操作道岔办理进路，组织列车折返，免去人工手摇道岔。司机与车站之间通过“要道还道”联络机制，按调车的方式出入折返线路。

与车辆段（场）之间的行车组织，同样采用道岔应急盘操作道岔办理站台经折返线至车辆段（场）的列车进路，车站与车辆段（场）之间通过电话联系办理接发车作业。用电话记录号作为占用区间的凭证并免去填写及收发路票，以“好了”手信号为动车凭证，车站与司机确认好电话记录号和接车线路。

运营期间出现全线联锁瘫痪时，入段车站将采用“折返一趟、下线一趟”列车的方式，将全线行车间隔控制在10分钟左右，避免列车在折返车站因折返能力受限造成的列车挤压、列车停在区间等现象出现，避免影响列车上的乘客乘车体验。

在保障安全的前提下，通过提前将正线非折返道岔钩锁至定位、首趟列车的快速启动、采用道岔应急盘免去人工手摇道岔、免去填写及收发路票等一系列优化行车组织流程的措施。压缩了信号系统瘫痪后首趟列车的启动运行时间，采用道岔应急盘操作道岔的设备手段节省出人工手摇道岔时间，优化列车占用区间的行车凭证。再经过多次演练测试，行调、站务人员、司机等多部门联动磨合优化行车流程，开发出一整套新的行车组织办法，长沙地铁将此行车组织办法命名为《2号线信号系统改造期间站间电话联系法/电话联系法》《2号线信号系统改造期间按调车方式办理折返》，使信号系统瘫痪情况下的运能和服务质量得以优质保障。

5 新站间电话联系法培训及课程设计

在2号线10个联锁车站、培训室搭建ATS和联锁模拟操作平台，有便捷的操作软件基础，起到了方便站务人员自主培训，确保站务人员具备熟练操作信号设备的能力及行车组织能力，减少信号故障情况下站务人员行车作业风险隐患与列车晚点的概率。课程设计如图3所示。

图3 课程设计与开发

培训对象主要是2号线值班站长、值班员总数为185人，由于站务人员基本只在运营前检查及利用回段列车操作信号系统，可见站务人员对信号系统降级下放信号控制权至车站时行车组织经验是较为缺乏的。而利用道岔应急盘操作道岔组织列车折返、新站间电话联系法全都是新概念和新知识，由此让2号线所有值班站长、值班员熟练掌握信号系统降级下的行车组织、道岔应急盘的操作及新站间电话联系法，在信号系统故障或瘫痪时应急情况处置时的必备技能。

因此，课程开发主要围绕既有信号系统特性、信号系统降级下的行车组织、道岔应急盘操作及功能介绍、新站间电话联系法、实施案例与分析五部分培训内容，理论与实操相结合。培训完毕后，对值班站长、值班员进行理论与技能评估。

6 新行车组织办法的演练与实施

演练实施分五个阶段进行，第一阶段为非折返站验证新站间电话联系法；第二阶段为折返车站验证，操作道岔应急盘按调车的方式组织列车折返；第三阶段为全线跑车验证两种新行车组织办法；第四阶段为模拟运营期间联锁瘫痪，全线跑车验证两种新行车组织办法，并组织列车以“折返一趟、下线一趟”方式回段；第五阶段为按大小交路验证两种新行车组织办法。

每个阶段OCC、车站、司机之间收集所有问题并形成分析总结，不断优化并修改规章制度，优化各岗位之间的作业流程。然后再实施演练，最终完善规章文本细节并发布实施。公司组织各部门形成周期性行车演练机制，确保行车调度、站务人员、司机之间对规章文本执行的熟练程度，尽最大努力保障信号系统改造期间联锁瘫痪情况下的行车组织。

7 新站间电话联系法与电话闭塞法优势分析

从表1中可以直观看出，相较于电话闭塞法，新站间电话联系法将联锁瘫痪下的首趟车折返时间由原先的18～24分钟优化至10～15分钟，使其行车效率提高了12%～16%，其主要原因在于利用设备手段，免去了站务人员手摇道岔所节约出来的时间。非折返车站站停（含上下客）时分由5～7分钟压缩至2分钟左右，使其车站与车站之间办理闭塞的效率提升了35%，其主要原因在于免去了填写及收发路票所节约出来的时间。

表1 新旧闭塞法时间占用对比表

8 结论

综上所述，长沙地铁2号线信号系统改造期间非正常情况下的行车组织分为信号系统故障、联锁瘫痪两大类，其中信号系统故障，有中央ATS自动故障当中央人工正常、中央ATS故障车站级ATS自动正常、只车站级ATS手动正常时、只车站级联锁正常时4种情况（中央级自动除外）。根据不同的信号系统故障的实际情况，使用该信号系统控制权限下，将实现最安全且有效率的功能组织行车，确保行车间隔及客运服务质量。在联锁信号系统瘫痪后，通过采用道岔应急盘设备，免去人工手摇道岔、免去路票等设备措施、管理措施优化行车组织工作，减少人工的操作设备，极大地压缩列车折返时间、站停时间。

由此可以得出结论，新的行车组织办法是在新增控制道岔设备的基础之上，再建立起制度保障人员作业流程的有效性及规范性。而在设备存在故障的情况下，所有的作业流程的保障都是工作人员起关键性和决定性的作用。通过对新行车组织办法的研究与实践，探讨出了新的行车组织办法，以确保长沙地铁2号线信号系统改造期间，出现各类信号系统故障情况及信号系统瘫痪时，都能保障市民出行安全和优质出行。