绍兴地铁2号线一期信号系统设计分析

伍雨彬

（绍兴市轨道交通集团有限公司 运营分公司，助理工程师，浙江 绍兴 312000）

0 引言

绍兴地铁2 号线一期工程线路全长约10.8km，共设车站9 座，均为地下站，2 号线一期初步设计有车辆段（袍江车辆段），由于一期工程调整，取消袍江车辆段，列车停放及检修作业等存在问题，且列车无法实现在车辆段内自动休眠、唤醒、出入库、自动洗车等功能，导致列车无法进入正线正常运营，因此提出利用2 号线一期车站配线来停放列车，并选择合适的车站配线设置检修线或线上检修库，全线采用自动化等级4 级（GoA4［1］）全自动运行系统，采用线上停检线设置，且线上停检线区域均采用全自动区域设计，信号系统设备配置及运营需求需进一步研究细化，包括轨旁基础设备、ATS 系统设备配置等，以满足列车自动唤醒休眠、自动出入库等功能，实现正线及停检线区域列车全自动运行功能。

1 2号线信号系统概述

相对于传统的半自动化列车运行（STO），2号线全自动运行信号系统的设计基于行车控制逐步通过设备替代人工，采用控制中心一级控制的模式。2号线全自动运行系统在控制列车启动、制动、停站、开关车门及轨道监控、乘客上下客监控、列车监控等都由系统自动实现，在紧急情况的检测与处理，由系统和人工配合完成，在各系统设计上要求新增接口及相应接口内容，以实现列车休眠唤醒、障碍物检测、列车诊断等功能。

2 线上停检线信号系统方案设计

2.1 总体方案

由于2 号线一期工程调整，采用在正线海南路站增设停检线（即设置过渡期线上停车线），来完成检修频次较高的日常检修或周月检。在海南路站南侧增设一股一线两列位停车列检线，北侧增设一列位停车列检线和一列位双周三月检线，海南路站站后两股道为停车线。同时利用首末车站停车，一期工程停车规模可达11列位（含检修车），难以满足初期运营五分钟的行车间隔要求，为保障行车组织、车辆运用与停放及维修组织要求，应适当调整行车间隔，减少运用列车数量，满足开通要求（详见图1）。

图1 绍兴2号线一期线路调整图

采用线上停检线方案后，取消了原袍江车辆段提供的ATP、联锁设备，停检线纳入正线集中站海南路站控制。原袍江车辆段备用控制中心、培训及维修等设备用房临时设置于正线集中站海南路站。取消原袍江车辆段试车线，2号线一期与1号线共用试车线，但需在1 号线试车线上加装2 号线信号设备，包括：倒切开关柜、1号线转2号线设备电缆接续箱、电源设备、分线柜、组合柜、ZC、联锁等全自动运行正线设备、2 号线轨旁设备等。海南路线上停检线自动运行区内的轨道视为正线的一部分，该区域不设置转换区，停检线所有区域纳入正线ZC 管理，设置车地无线设备，列车在海南路线上停检线区域能实现自动列车进路等ATS 功能，海南路站全区域定义为全自动运行区域，由控制中心集中控制。ATS具备对整个海南路站（含停检线）监控功能，具备列车识别号的连续追踪、自动赋予列车车次号功能，海南路站管控的所有区域都纳入列车运行时刻表，入库线上停检线列车根据时刻表自动设置列车目的地码，自动触发列车进路，支持列车以（全自动驾驶模式）FAM 进入停检线，列车出库停检线通过在停检线上加载匹配时刻表，自动设置列车目的地码，自动触发进路，列车以FAM模式出库进入正线运营。

2.2 线上停检线信号显示设置

在停检线设置列车（道岔防护）信号机，采用黄、绿、红三灯位信号机构和绿、黄、红、红+黄四显示方案［6］，如表1所示。黄色信号显示和绿色信号显示都代表允许信号，正线及海南路站停检线区域内道岔都设置为9 号道岔，侧向过岔最高限速40km/h。红色信号显示则代表禁止信号，红+黄信号显示代表开放引导信号，当信号机故障不能开放或进路故障时，引导进路可办理开放，列车以不大于规定的速度越过该信号机并随时准备停车。

表1 列车信号机显示含义表

线路尽头（安全线除外）设阻挡/终端信号机，尽头阻挡/终端信号机采用红灯（定位）单灯位信号机构，且常点亮红灯，表示不准列车越过信号机。

2 号线一期通过在停检线上设置的列车信号机来完成相关的调车作业功能。

2.3 应答器设置

基于2 号线信号系统按CBTC 互联互通标准设计，因此2 号线一期全线区域内（包含停检线）应答器设置都满足互联互通标准要求。

正常运营结束后，FAM 模式运行的列车自动进入停检线，并完成精确停车。因此为了确保精确停车，在停检线区域增设精确停车应答器，同时，为了使列车能够自动休眠及唤醒，正线全线车站上下行站台、越西路站后停车线/存车线、海南路站存车线/线上检修线配置为休眠唤醒区。在涉及的区域设置休眠唤醒应答器。

上线前，系统按照计划唤醒列车，列车自检完成后接收当日运行图及系统分配的车次号，自动运行至正线站台，投入正线运营服务。

下线后，列车自动驶入预定停车股道，注销车次号，保留车组号，按照计划完成清扫等作业后进入休眠模式。

检修时，需要检修的列车通过检修计划自动运行至检修区，控制室开启人员防护开关，区域控制器管控列车不发生移动，检修人员进入开始检修作业。

2.4 人员防护开关（SPKS）设置

2.4.1 人员防护开关（SPKS）设置 SPKS 开关用于无人驾驶地铁中，在现玚发生故障需人员下轨作业、抢修时，可以通过设置临时限速从而达到禁止列车进入区段的目的，确保作业人员的人身安全。SKPS激活后将其激活信息传至联锁系统，联锁系统将SKPS激活信息传输至轨旁ATP系统，轨旁ATP将信息传至车载ATP 进行防护。防护的始端为作业区段的起始点，到达防护始端前列车速度降为0。

海南路站中间两条存车线均有设置专用通道、隔离门及SPKS专用门禁，且为进入该存车线的唯一通道，海南路站中间两条存车线之间设置到顶的墙体进行隔离，存车线与停检线之间设置不到顶的墙体并配备防护栏杆进行隔离。在海南路站区域，海南路线上停检线每个股道设置一个SPKS（方案1，详见图2）；防护范围为本存车线区域的所有轨道区段，SPKS 防护区域按计轴边界划分，并须覆盖所有区域，但此设置方案中，每个股道设置的防护区域在岔区存在交叉，考虑到岔区的防护区域的管理问题，在海南路站上下行检修线区域分别设置1 个SPKS防护区域（方案2），每个SPKS 防护区域包括两个检修线及交叉渡线的相关区域（详见图3），其中SPKS设置须符合故障-安全原则，SPKS 状态指示灯定位为熄灭状态，防护区域内不允许人员进入，2 号线设有人员防护开关旁路功能，在车控室综合后备盘（IBP）设有总盘路开关钥匙，当旁路相关防护区域时，须操作总旁路开关钥匙和对应的SPKS防护区域旁路按钮，对应的SPKS 防护区域旁路功能才有效，基于安全考虑，此项目中采用方案2 的SPKS 设置方案，但方案2 中，由于SPKS 划分范围较大，SPKS 激活后，此区域内禁止动车，影响范围较大，需运营人员制定相关规章制度，并对运营期间的故障处理响应及处理时间要求较高，以保障运营效率。

图2 海南路停检线SPKS防护区域图（方案1）

图3 海南路停检线SPKS防护区域图（方案2）

2.4.2 海南路线上停检线轨旁作业防护 运营人员进入海南路站线上停检线区的SPKS 操作流程如图4所示。

图4 运营人员入停检线全自动运行区SPKS操作流程图

运营人员进入海南路站线上停检线全自动运行区，驾驶巡道车至正线的操作流程如图5所示。

图5 运营人员线上停检线全自动运行区驾驶列车至正线流程图

2.5 计轴设置

2 号线一期停检线区域增加计轴点的设置，确保列车降级运行模式下的列车位置检测功能，目前国内地铁线路计轴通常在正线设置预复位和车辆段/停车场设置直接复位方案，2 号线一期考虑到线上停检区域作业调车及相关作业较为频繁，且区域内，计轴数量较多，采用计轴直接复位设置方案，在海南路站车控室设置1 个计轴直接复位盘，复位盘上设置1 个总复位按钮和各个区段的复位按钮，直接复位需在按压总复位按钮和相关区段的复位按钮才有效，通过海南路站正线区域预复位设置方案和停检线区域直接复位方案，操作更加灵活，运行效率大大提高。从系统可用性角度，故障的计轴区段需要尽快进行恢复，直接复位方式操作后，不需要进行列车“清扫”，故障区段直接变为空闲区段，故障区段红光带消失，故障处理快速方便，运营效率有效提高，减少了对运营的影响。从故障处理的角度，直接复位方式最为高效，但线上停检线区域较传统车辆段无限速要求（除道岔侧向限速或土建限速），因此运营单位须通过制定严格的操作流程及规章制度，确保直接复位操作的安全性。

2.6 停检线全自动出入库过程功能分析

2.6.1 出库过程 （1）系统可自动调用设置当日时刻表，下发至各相关系统及岗位人员。在早间出库准备时，根据车辆运用的出库计划［7］，系统自动提前启动出库列车停检线区域内的广播、联动视频监控等。（2）列车自动唤醒：系统对海南路线上停检线、正线存车线或具备休眠唤醒功能的站台区域休眠的列车实施唤醒作业［8］。（3）运营前系统根据车站早间启运时间表自动开启各车站的PIS显示屏、AFC、照明、通风、空调等设备。（4）根据ATS时刻表，系统可自动设定某列出库列车作为巡道车，待列车巡道完成后，巡道车升级为FAM 模式进入正线运营，系统按时自动对已唤醒列车办理发车进路，控制列车自动发车。

2.6.2 入库过程 列车退出运营，自动运行至海南路线上停检线或正线休眠点等指定区域进行休眠作业［9-10］。

3 结束语

短期内不建设车辆段，采用线上停检线过渡方案完成列车的检修作业，在成都地铁也有应用过，基于2 号线一期全自动运行系统条件下，采用线上停检线方案，将线上停检线区域全部纳入列车自动控制系统（ATC）管理，将停检线视为正线的一部分，信号系统配置与正线保持一致的总体方案，以实现全自动运行所有功能，除了以上探讨的信号系统的调整外，具体的实现方案中，还包括与其他外部系统接口的差异性，仍需跟进研究信号系统的优化调整，以保障2号线一期全自动运行的正常开通。