城市轨道交通信号系统分段开通调试的探究

摘要：在我国城市化进程快速发展的过程中，城市轨道事业也开始蓬勃发展，为人们的出行提供了极大的便利。为了更快地将城市轨道投入运营，通常采用分段开通模式。本文以城市轨道交通信号系统分段开通调试为主题进行分析探究，介绍并分析了城市轨道交通信号系统分段开通的特点和难点，然后以实际工程为案例，详细分析了城市轨道交通信号系统分段开通调试技术，以期为城市轨道交通信号系统分段开通调试提供新的参考和建议。

关键词：城市轨道交通；信号系统；分段开通；调试

一、引言

现阶段，我国城市轨道交通包括了轻轨、地铁、城际线、有轨电车等，无论哪一种轨道交通，都要将安全性和运输有效性作为建设重点，这就需要由高技术含量的信号控制系统进行控制。城市轨道交通建设复杂，建设工期长且造价高，为了尽快使工程投入运行并缓解市政压力，一些城市采取了分段建设的方式，而分段开通带来的城市轨道交通信号系统也需要进行分段开通调试。在分段开通线路中，信号调试是一项艰巨、复杂、安全性要求高且非常重要的工作任务，因此，信号系统专业的分段开通调试技术对于整个城市轨道工程建设管理而言是至关重要的。

二、城市轨道交通信号系统分段开通介绍

城市轨道交通信号分段开通是指在城市轨道交通线路规划施工中，根据相关政策要求和实际施工需求，将原本的工程分为2段或多段，逐段投入开通和试运营，这种方式还包括后期线路的延伸和开通。对于很多城市轨道交通信号系统建设来说，经常会有多种制式并存、多方主体并存的情况^[1]。本文研究的工程13号线包括了东、西、中3段，信号系统按照全线规模的方式进行设计施工，当东、西两段线路开通时，需要进行贯通调试，而中段线的信号系统采用独立或系统互联方式，在调试过程中形成了2条线路的贯通运营。

三、城市轨道交通信号系统分段开通调试技术特点和难点介绍

（一）城市轨道交通信号系统分段开通调试技术特点介绍

在城市轨道交通信号系统分段开通技术中，最为明显的特点就是实现了线路分段、功能分段，并且这种分段开通的方式在工程开始阶段的工期紧张、压力较大；而在后期的开通过程中，工期相对宽松，开通的环境和条件相对较好，但是调试贯通技术要求高，有效作业捯接作业时间短，既有线运营压力大。常规CBTC系统在分段开通的前段通常采用“后备模式联锁级+点式ATP”开通的方式，但国内也有不少线路采用CBTC全功能开通的，即采用“联锁级+点式ATP”并结合CBTC模式为主的方式来进行后期阶段的线路开通。

另外，在分段开通调试过程中，信号系统的调试工作比较紧张，主要是由于调试内容不仅需要对轨旁设备（包含但不限于ZC、信标、转辙机、信号机、计轴、应答器、LEU等）进行调试，同时还需要对“车－地通信”、车载设备及与外专业的接口（包含但不限于综合监控、站台门、乘客信息系统、时钟、广播、无线通信等）进行调试。

在此过程中，“车－地通信”的调试至关重要，而与外专业的接口调试则较为复杂且需要较长时间。联锁调试要求严谨，ATS调试要求全面性，各子系统具有各自的调试特点，调试水平的高低将直接影响到后期线路的开通质量，因此，分段开通线路信号系统调试的时间会被压缩，调试所用的时间也就相对较少。

此外，在信号系统分段调试的过程中，贯通性的调试相对复杂，对于轨道工程线路的开通也有较大影响^[2]。信号系统调试涉及联锁、ATS、车载设备静动态、车地通信、点式ATP功能、微机监测、缺口监测、ATO功能、CBTC功能、联合、试运营等方面的调试工作。同时，在进行联合调试时，还需要将已经开通的线路进行联接贯通的系统调试。此工作的范围、工期、内容、后期的线路恢复等均需要进行系统地分析调试，并且严格按照运营标准和规范进行操作，以确保城市轨道交通线路的顺利运行。

最后，城市轨道交通贯通调试会受到多种因素的影响和干扰。在调试过程中，除了会受到本专业安装调试的影响，还会受到供电、轨道、通信等专业情况的影响，此外，运营请销点、有效的调试时间、通信、综合监控等各方面也会对调试工作产生制约和影响。在对信号系统进行调试分析之前，需要先与已经开通运营的线路进行贯通，满足拆除临时车挡、贯通预调接测试成功，并具备进行整个线路的送电的功能条件；还需要完成通信系统（尤其是综合承载业务）的调试，确保全线传输系统的贯通，并在整个区域内覆盖无线系统。

（二）城市轨道交通信号系统分段开通调试技术的难点分析

1.后续线路开通需要升级相关的软件系统，并且电子地图、线路数据、网络、数据库等都需要进行重载、调整和更新；

2.在升级各个系统之前，各种室内外的设备也需要进行调整、重新安装、移动位置、卸载等；

3.调整列车、列车过轨和线路的分隔；

4.对信号系统调整、调试后的恢复、倒接等进行恢复保障；

5.在列车停运时和已经开通的线路进行贯通运行的调试和试验；

6.制定关于贯通性试验和相关的保护措施方案（回退方案、贯通捯接方案）。

在城市轨道交通信号系统分段开通调试过程中，贯通调试受到本段线路和已经开通运行线路中各项工作的影响^[3]。因此，需要协调的相关工作量较大，分段开通调试的工作难度和工作量也很大，需要解决许多实际问题。

四、城市轨道交通信号系统分段开通调试分析

（一）工程介绍

城市轨道交通线路分段开通的类型线路延伸包含四种，第一种是一端延长式的介入；第二种是中间段向两端延长的方式；第三种是两段独立的线路；第四种是从两端延长，在中间段贯通的方式。在城市轨道交通建设中，常用的方式为第一种、第三种和第四种。而在本次研究的城市轨道交通信号系统分段开通调试工程案例中，是以某市13号线的分段开通为研究对象，本工程中分3段开通运营，其中中段按照后备模式，采用“联锁级+点式ATP”开通方式；并按照信号系统的一般调试方式进行调试，即东段则按照“CBTC+点式ATP+联锁级”开通模式运营，西段采用全功能開通运营模式。

（二）準备阶段

准备阶段的主要任务包括以下几点：

1.在中段施工时安装信号系统CBTC相关设备（包含但不限于联锁机柜、组合柜、防雷分线柜、ATS机柜、MSS机柜、ATP机柜、ATO机柜、电源屏、UPS、电池、ZC、信标、转辙机、信号机、计轴、应答器、LEU等）。在开通中段时，需要与CBTC中的室内外设备（如上述所说）和未完成的工作任务进行单体调试，调试时间可以选择在夜间进行，并结合运营方的运营方案和管理规定开展调试作业。

2.借助临时试验线、厂内模拟设备或试车线来对信号系统进行调试。此过程采用的信号是CBTC调试方式，复杂性强，调试过程中可能会出现一些问题。因此，将各个设备系统向东段线路方向进行了3km（一般是一站一区间或两站两区间）左右的拓展，形成临时性的信号系统试验线，然后再对相关的系统功能进行调试分析。

在临时试验线调试时，室外设备需要按照施工图纸来进行安装，然而室内设备已经投入运营，无法继续使用。因此，可以借助联锁仿真设备、模拟盘、ATS设备、ATP、ATO等设备构建一个模拟环境，通过信号设备室的分线柜、ODF柜和室外设备进行连接。

3.借助实验室环境进行CBTC模式调试试验，先以最小系统CBTC建立一个测试平台，再进行验证系统软件功能和相关的子系统之间的连接。

（三）分段独立调试阶段

在对本信号系统进行调试过程中，为了保障调试的效率和质量，确保后期系统的正常运行，需要注意以下几点：

1.需要从正常运营的列车中选择2辆作为调试专用列车，并在2辆列车上安装CBTC版本的车载系统；

2.将CPU数据板卡接入联锁系统中，以切换联锁系统的版本；

3.将ATS软件安装在ATS系统中，再进行该系统的切换调试。

（三）贯通调试阶段

贯通调试阶段是整个信号系统调试中的核心阶段，不仅要调试信号系统，同时还要调整和分析列车运营、线路分隔、三权移交等，这也是整个工程中工作量最大的阶段。

1.将东段线路和DCS骨干网络进行连接，形成新的闭环网络，并且该网络中还应包括计算机联锁双环网、ATS系统、ATS总线、FEP总线、ET-LAN、ATP-LAN网络及监测的单网；

2.在第2段线路的两个分界位置，对紧邻的ATS接口和设备集中站联锁进行试验测试；

3.对第2段线路两个分界位置的ATP跨区控车进行测试；

4.测试开始前一晚可将测试列车调至东段，对车载软件进行升级以备测试；

5.联锁区联锁、ATP、ATO软件升级：用已经读入新数据的联锁、ATP、ATO CF卡更换既有联锁、ATP、ATO CF卡，并重启联锁、ATP、ATO主机；

6.在OCC将具有全线ATS配置的中央临时服务器及HMI倒切接入正线并启动；

7.在站台新增信标去除屏蔽板、上电，测试列车线路数据读取、各区段正向/反向ATP紧急停车、限速测试、站台联动测试等。

当东段线路的调试完成且可以正式投入运营后，可以在非运营阶段来对后备模式和CBTC模式进行调试分析。

1.整理东段线路的CBTC试运营安全资料，并授权；

2.拆除移动式车挡、围挡门、防溜枕木等分隔防护装置；

3.对信号系统大交路的运行进行试验测试分析。

第一阶段：延伸线白天试运行。为了不影响既有线的正常运营，同时充分利用测试时间，延伸线可以在白天进行试运行，以验证各系统的联动工作。在测试期间，延伸线与既有线接口处于断开状态，进行列车试运行；

第二阶段：既有线站点至延伸线夜间试运行。在此阶段，每晚作业点批复后，需要将延伸线与既有线进行贯通连接，包括硬件和软件两方面，具体贯通连接和恢复方案与车载ATO贯通测试相同；

第三阶段：既有线与延伸线全线夜间试运行。在此阶段，每晚作业点批复后，需要将延伸线与既有线进行贯通连接，包括硬件和软件两方面，具体贯通连接和恢复方案与车载ATO贯通测试相同，列车运行采用大小交路套跑的方式进行。

在完成上述所有工作和安全授权工作后，按照图纸进行大交路组织的试运行。其中，东段结合实际情况进行试运营，而中段可以进行载客运营。此外，在线路分界位置的折返线设置1列备用列车，以减少东段系统发生故障所带来的影响。一旦东段线路出现故障，需要按照原来的小交路运营，这样可以测试信号系统的有效性和稳定性。

五、城市轨道交通信号系统分段开通实施要点

在城市轨道交通信号系统分段开通过程中，信号设备供货方、施工方、建设方和运营管理方等相关单位需要在调试时做好协调配合工作，这是分段开通调试成功的关键性因素。另外，信号系统首次开通调试的部分是分段调试的基础，因此，需要保障首次开通运营段信号系统开通的质量和水平，并且要求较高。

其次，在整个线路系统中，临时试验线、试车线是分段开通调试的必要前提，需要确保试车线和临时试验线分段开通调试的效果。城市轨道信号系统分段开通调试过程涉及运营方、建设施工方、列车调试承包方、信号系统承包方等多方主体，但这些主体的工作目标各不相同，在管理方法和工作方式方面也有很大的差异^[4]。因此，需要加强各方在调试工作的配合度，以安全调试为基础，尽可能地提高信号系统分段开通调试的效率和质量。

在本工程中，中段工程的目标是实现后备模式的开通运营，而其他的设备安装和调试工作量也非常大，并且线路在运营后，相关的调试和安装工作量也会大大增加，增加了后期线路开通运行的工作量和难度。

因此，在第一段开通之前，需要对相关的安装工作进行施工完善，并确保各个系统功能的实现，以为后续工作做好充足的准备。在后期的线路施工安装过程中，还要最大限度地利用试车线和已开通的线路进行提前调试。

六、结束语

城市轨道信号系统分段开通模式在缓解城市交通压力工作中发挥着非常重要的作用和价值。但从整条城市轨道线路的建设施工完成后到开通运营的方式上来看，分段开通方式在建设、调试和运营方面都存在些问题，也面临着许多困难。因此，在城市轨道交通信号系统分段建设开通调试过程中，应当重视上述问题，结合实际工程情况完善城市轨道交通信号系统分段开通调试技术和方法，从而提高城市轨道交通信号系统分段开通效率和质量，确保城市交通后期平稳运行。

作者单位：张平 南京恩瑞特实业有限公司

参  考  文  献

[1]张振.城市轨道交通信号系统安装技术要点及调试[J].工业控制计算机，2021，34（10）：64-65.

[2]曹义斌.对城市轨道交通信号系统的探究[J].中文科技期刊数据库（引文版）工程技术，2017（3）：129.

[3]范力群.城市轨道交通信号系统安装与调试技术研究[J].交通科技与管理，2021（32）：51-52.

[4]潘良.浅谈城市轨道交通延伸段信号系统施工及调试工作[J].交通科技与管理， 2021（1）：24.