复杂条件下地铁CBTC信号系统接入既有线的解决方案

陈 通

（大连公共交通建设发展有限公司，辽宁大连 116000）

近年来，地铁项目中分段建设及延伸线工程越来越多，极大地提高了信号系统的建设难度。以大连地铁2 号线二期北段工程为例，由于2 号线一期、二期东段工程于2015 年先期开通试运营，在2 号线二期北段工程信号系统建设中，需要克服作业天窗期短、动车调试难度高、协调配合范围大及既有线实施限制条件多等不利因素，复杂条件下CBTC信号系统的接入工作是线路开通的关键。

1 信号系统接入既有线的特点分析

1.1 全线设备布局统一设计

分段及延伸线地铁项目信号系统在设计之初要规划全线设备位置的布局和余量，包括ZC、有线网络节点布置，分段处相邻联锁区计轴、信号机、信标设计等，在设计平面布置图和系统构成图时全线统筹考虑。尤其要考虑土建和轨道的分界点与信号联锁区分界点是否一致，减少后期施工时分界点设备位置的改动。2 号线二期北段分界点如图1 所示。

图1 分界点平面布置Fig.1 Layout at boundary points

1.2 可有效利用工期短

涉及既有线的信号系统调试工作是工程实施的重点，但是调试总工期非常紧张。在2 号线二期北段项目的分界点联锁调试、全线贯通调试和系统接入期间，每日作业天窗期仅有3 h 左右。除去调试前后刷写软件、拆配线、恢复及验证时间，实际可有效利用的天窗期约为2 h。并且全线动车调试时不能影响既有线正常运营和夜间天窗期线路、接触网等专业的必要检修工作，每周可用作业点最多3日。受此限制极大地增加了工期压力。

1.3 接入调试复杂

全线贯通动车调试前，需要完成既有线相邻联锁集中站辛寨子的调试。由于土建分界点与信号联锁区分界点不同，联锁调试前首先需在非运营时段完成辛寨子站后未装计轴、信号机和AP 设备的安装和调试。同时注意运用管理手段禁止在运营时段闯入信号分界面计轴，避免影响运营车辆进入停车线的事件发生。延伸线接入还需要考虑DCS、ATS、车载ATP和ZC 的全线贯通调试，接入调试技术复杂。

1.4 制约因素多、协调难度大

各子系统调试尤其是相邻联锁区和全线贯通动车调试受制约因素多，包括前序专业轨道、供电和通信的完成时间、既有线运营组织、分界面安全管理（车挡、道岔钩锁器、防护安全带和警示灯等）和夜间天窗时间等。由于延伸线无车辆段/停车场，动车调试电客车存放于既有线车辆段。全线贯通动车调试协调工作量非常大，安全风险高。

2 大连地铁2号线二期北段接入方案

2.1 大连地铁2号线二期北段工程介绍

2 号线信号系统全线核心设备供应商为安萨尔多，2 号线二期北段共7 座车站（前革至大连北站），中革站、卫生中心站、大连北站为设备集中站，其中大连北站设置1 套ZC，平面布置如图2 所示。

图2 平面布置Fig.2 Layout

为了便于动车调试，减少设备软件刷写工作，在大连北站设置临时ATS 服务器作为临时控制中心，避免全线贯通调试前每日在已开通控制中心倒切；设置临时ZC 设备模拟一期线路ZC 设备；设备临时FRONTAM 设备作为全线数据库服务器。

2.2 总体技术方案

2.2.1 既有线分界处联锁区调试

1）调试前准备工作

分界点处辛寨子联锁区室外设备全部安装完成，辛寨子联锁区平面布置如图3 所示。

图3 辛寨子联锁区Fig.3 Interlocking area of Xinzhaizi station

准备4 块联锁CPU 板，软件刷写为调试版本，调试完成后更换回运营版本CPU 板卡，减少板卡刷写时间。调试期间辛寨子联锁区轨行区封锁，ATS 控制权下放至站控。

2） 调试工作内容

更换CPU 板卡。临时拆除及恢复辛寨子联锁区信号设备室部分既有配线。临时拆除及恢复辛寨子联锁区信号设备室计轴电阻。临时闭合及断开部分道岔动作电源及表示电源断路器。使用辛寨子站LCW 工作站排列进路进行联锁调试。调试完成后更新安全认证相关限制条件。

2.2.2 系统调试

1）调试前准备工作

系统调试期间辛寨子站联锁软件升级为调试版本。

调试期间ATS 控制中心及车站ATS 升级为调试版本软件，通过切换账号方式进行软件倒切。既有线ZC 更换调试版本软件板卡。调试电客车的车载软件版本更换。调试期间2 号线二期DCS 网络在控制中心临时接入一期。

2） 调试工作内容

接口部分回归测试；点式系统集成测试；CBTC 系统集成测试。

2.3 系统接入方案

2.3.1 系统接入步骤

大连地铁2 号线二期北段分两步接入一期工程。

1）DCS 接入一期工程。完成与一期工程的接口测试和集成测试，DCS 正式接入一期测试，满足一期载客运营条件。

2）CBTC 接入一期工程全线贯通运营。进行一、二期接口位置CBTC 动车测试，IATP 和CBTC 级的集成测试，取得CBTC 贯通运营的证书，完成CBTC级接入工作，满足全线CBTC 贯通运营条件。

2.3.2 系统接入策略

1）第1 日夜间升级辛寨子站的联锁，既有线ATS、联锁、ZC、FTM，电客车车载ATP（升级数量为除去第2 日运营及预备外全部列车）。DCS正式割接至一期大环网中，测试完成后联锁、ATS、ZC、FTM 回退至运营版本，DCS 和车载ATP 不回退软件。

2）第2 日夜间升级既有线ATS、联锁、ZC、FTM、剩余未升级电客车车载ATP，测试完成后所有子系统软件均不回退，正式完成CBTC 接入。规定好升级成功的时间点，研判结果为失败时，需按照流程回退各子系统软件。

3 工程实施经验和结论

延伸线的系统接入涉及建设公司、运营公司、集成商、施工单位和其他专业施工单位等，协调工作多、安全风险大，在较短的时间需要完成测试和验证工作，因此在技术上和管理上必须采取多种方式便于项目实施。技术上可以采取以模拟设备代替既有线设备、更换板卡减少设备软件刷写操作等措施降低安全风险和减少调试时间，也降低了对既有运营线路的影响。管理上提前与运营公司协调电客车、司机和作业点，了解分界面车挡、道岔钩锁器、防护安全带和警示灯等设施，与前序施工专业多方配合，保证工作效率。