第一套全國(guó)產(chǎn)化信號(hào)系統(tǒng)在大連快軌3號(hào)線(xiàn)中的應(yīng)用

1、第一套全國(guó)產(chǎn)化信號(hào)系統(tǒng)在大連快軌3號(hào)線(xiàn)中的應(yīng)用摘要目前國(guó)內(nèi)各城市地鐵和輕軌的信號(hào)系統(tǒng)主要采用國(guó)外設(shè)備。大連快軌3號(hào)線(xiàn)率先在國(guó)內(nèi)信號(hào)領(lǐng)域采用了一套全國(guó)產(chǎn)化的信號(hào)系統(tǒng)。介紹了該信號(hào)系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)、功能及在大連快軌3號(hào)線(xiàn)中的應(yīng)用。系統(tǒng)開(kāi)通至今4年,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,為國(guó)內(nèi)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,提供了一條新思路。關(guān)鍵詞大連快軌3號(hào)線(xiàn),信號(hào)系統(tǒng),國(guó)產(chǎn)化大連快軌3號(hào)線(xiàn)由大連站至金石灘站線(xiàn)路全長(zhǎng)50k,續(xù)建工程由開(kāi)發(fā)區(qū)站至金州九里站線(xiàn)路全長(zhǎng)14k,均為高架線(xiàn)路。該線(xiàn)將大連市區(qū)、開(kāi)發(fā)區(qū)、金州區(qū)連接起來(lái),它的建立改善了沿線(xiàn)的交通環(huán)境,優(yōu)化了城市交通構(gòu)造。該線(xiàn)最小發(fā)車(chē)間隔為4in,通過(guò)才能為每小時(shí)15對(duì),

2、續(xù)建線(xiàn)最小發(fā)車(chē)間隔為3in,通過(guò)才能為每小時(shí)19對(duì)。續(xù)建線(xiàn)路初期運(yùn)營(yíng)間隔與既有線(xiàn)保持一致,設(shè)計(jì)間隔為4in,待行車(chē)密度進(jìn)步后,信號(hào)系統(tǒng)再進(jìn)展相應(yīng)的晉級(jí)。1信號(hào)系統(tǒng)的組成信號(hào)系統(tǒng)是由調(diào)度集中(t)、列車(chē)自動(dòng)保護(hù)(atp)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖(i)、微機(jī)監(jiān)測(cè)等子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)構(gòu)造見(jiàn)圖1。調(diào)度集中子系統(tǒng)采用卡斯柯公司專(zhuān)為大連快軌開(kāi)發(fā)的調(diào)度集中系統(tǒng);atp子系統(tǒng)中的車(chē)載子系統(tǒng)采用北京交通大學(xué)的lf-100dt型;atp地面軌道電路采用北京鐵路信號(hào)工廠(chǎng)的g-21a型移頻無(wú)絕緣軌道電路;計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)采用通號(hào)集團(tuán)公司的k5b型;微機(jī)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)采用tjx-2000型。2各子系統(tǒng)的功能2.1調(diào)度集中(t)子系統(tǒng)功能

3、t系統(tǒng)主要由控制中心計(jì)算機(jī)總機(jī)系統(tǒng)、聯(lián)鎖集中站、車(chē)輛段分機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等組成,共同完成對(duì)列車(chē)的運(yùn)行管理和監(jiān)控。2.1.1信息采集通過(guò)t車(chē)站設(shè)備,可以采集軌道占用狀態(tài)、進(jìn)路狀態(tài)、列車(chē)運(yùn)行位置以及信號(hào)設(shè)備故障等控制和監(jiān)視列車(chē)運(yùn)行的根底信息。2.1.2進(jìn)路控制t系統(tǒng)向計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖發(fā)送的進(jìn)路命令是以按鈕或鼠標(biāo)命令的形式發(fā)送的。當(dāng)控制中心t系統(tǒng)自動(dòng)控制時(shí),t系統(tǒng)按照規(guī)定運(yùn)行時(shí)刻表實(shí)時(shí)向計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)送進(jìn)路始終端按鈕命令及發(fā)車(chē)按鈕命令,計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖根據(jù)相應(yīng)的按鈕命令執(zhí)行進(jìn)路控制。當(dāng)控制中心t系統(tǒng)人工控制時(shí),t系統(tǒng)將調(diào)度員人工設(shè)置的各項(xiàng)按鈕動(dòng)作轉(zhuǎn)化為按鈕命令傳送至計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng),計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖根據(jù)相應(yīng)的按鈕命令執(zhí)行

4、進(jìn)路控制。正常情況下由控制中心t自動(dòng)控制,當(dāng)發(fā)生列車(chē)晚點(diǎn)或其他原因時(shí),調(diào)度員人工控制;特殊情況下,經(jīng)車(chē)站值班員申請(qǐng),中心受權(quán),可轉(zhuǎn)為車(chē)站值班員人工控制;在非常情況下,車(chē)站值班員啟用鉛封非常站控按鈕,可不經(jīng)中心受權(quán),獲得車(chē)站值班員控制權(quán)。根據(jù)運(yùn)營(yíng)作業(yè)需要,在控制中心人工控制時(shí),可由中心調(diào)度員人工設(shè)置自動(dòng)進(jìn)路、自動(dòng)信號(hào)、終端形式、扣車(chē)及中斷站停等功能。2.1.3列車(chē)識(shí)別號(hào)跟蹤、傳遞和顯示系統(tǒng)能自動(dòng)完成正線(xiàn)控制區(qū)段內(nèi)的列車(chē)識(shí)別號(hào)跟蹤。當(dāng)列車(chē)從車(chē)輛段出發(fā)占用轉(zhuǎn)換軌時(shí)開(kāi)場(chǎng)跟蹤,至終到站或返回車(chē)輛段分開(kāi)轉(zhuǎn)換軌跟蹤完畢。列車(chē)識(shí)別號(hào)可由控制中心t按照方案自動(dòng)生成并經(jīng)調(diào)度員確認(rèn)生效或由調(diào)度員手工直接輸入。標(biāo)識(shí)號(hào)

5、隨著列車(chē)的走行,從一個(gè)車(chē)次窗向另一個(gè)車(chē)次窗移位、顯示。系統(tǒng)提供列車(chē)識(shí)別號(hào)的輸入、刪除、交換、挪動(dòng)等操作功能。2.1.4時(shí)刻表編制和管理t系統(tǒng)可以通過(guò)時(shí)刻表自動(dòng)生成運(yùn)行圖。2.1.4.1時(shí)刻表編制時(shí)刻表分根本時(shí)刻表、方案時(shí)刻表和實(shí)跡時(shí)刻表三種。根本時(shí)刻表的編制:調(diào)度員輸入根本數(shù)據(jù),包括各區(qū)間運(yùn)行時(shí)間、車(chē)站停站時(shí)間、運(yùn)行間隔、起始和終到站、時(shí)間段等信息,在計(jì)算機(jī)輔助下,通過(guò)人機(jī)對(duì)話(huà),修改完成根本列車(chē)時(shí)刻表編制。調(diào)度員在編制列車(chē)時(shí)刻表時(shí),能隨時(shí)有效地進(jìn)展修改,并在顯示終端上顯示。方案時(shí)刻表的生成:每天運(yùn)行開(kāi)場(chǎng)前由調(diào)度員從機(jī)器內(nèi)調(diào)出一個(gè)根本時(shí)刻表,經(jīng)調(diào)度員確認(rèn)或修改后,即成為當(dāng)日列車(chē)的方案時(shí)刻表,各列

6、車(chē)按此時(shí)刻表運(yùn)行。實(shí)跡時(shí)刻表的生成:運(yùn)行開(kāi)場(chǎng)后,根據(jù)列車(chē)的實(shí)際運(yùn)行記錄,系統(tǒng)自動(dòng)形成實(shí)跡時(shí)刻表,由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)記錄保存。2.1.4.2時(shí)刻表的管理根本時(shí)刻表編制完成后,按平日、節(jié)假日、不同季節(jié)、特殊情況等類(lèi)別存入數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi),以備調(diào)用。根本時(shí)刻表數(shù)據(jù)不得擅自修改,當(dāng)必須修改時(shí),由專(zhuān)門(mén)維護(hù)人員按照有關(guān)命令進(jìn)展。在方案員工作站可以自動(dòng)或手動(dòng)編制所需時(shí)刻表,并可按調(diào)度員指令輸入至計(jì)算機(jī)或以時(shí)刻表或轉(zhuǎn)換成運(yùn)行圖的形式打印輸出。2.1.5列車(chē)運(yùn)行調(diào)整系統(tǒng)對(duì)列車(chē)運(yùn)行的調(diào)整分為自動(dòng)調(diào)整和人工調(diào)整。2.1.5.1自動(dòng)調(diào)整當(dāng)列車(chē)的實(shí)際運(yùn)行與方案時(shí)刻表發(fā)生偏向時(shí),t系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)整列車(chē)停站時(shí)分來(lái)控制列車(chē)出發(fā)時(shí)刻;假如時(shí)間

7、偏向較大,那么可在下一站繼續(xù)調(diào)整。當(dāng)偏離時(shí)間超出規(guī)定范圍后,進(jìn)展文字報(bào)警,告訴調(diào)度員需采取相應(yīng)的措施。2.1.5.2人工調(diào)整在控制中心,調(diào)度員可對(duì)列車(chē)運(yùn)行進(jìn)展人工調(diào)整,包括對(duì)所有或單個(gè)列車(chē)翻開(kāi)、關(guān)閉自動(dòng)調(diào)整功能,指定停站時(shí)分、扣車(chē)、終止站停、跳停等;如偏離的偏向太大,調(diào)度員也可以修改運(yùn)營(yíng)圖來(lái)進(jìn)展調(diào)整。在系統(tǒng)處于站控形式時(shí),系統(tǒng)將使用該站缺省的停站時(shí)間,此時(shí)值班員可以在聯(lián)鎖控制臺(tái)上通過(guò)扣車(chē)或終止站停人工延長(zhǎng)或縮短列車(chē)停站時(shí)間。2.1.6列車(chē)運(yùn)行及信號(hào)設(shè)備的監(jiān)視和報(bào)警通過(guò)運(yùn)行模擬屏及調(diào)度臺(tái)顯示器,能對(duì)車(chē)輛段線(xiàn)路正線(xiàn)車(chē)站及區(qū)間軌道區(qū)段、道岔狀態(tài)、信號(hào)機(jī)狀態(tài)、車(chē)次號(hào)、命令執(zhí)行情況及系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)等進(jìn)展監(jiān)

8、視。模擬屏只顯示轉(zhuǎn)換軌的狀態(tài),調(diào)度臺(tái)顯示器可顯示整個(gè)車(chē)輛段的線(xiàn)路及進(jìn)路狀態(tài)。當(dāng)列車(chē)運(yùn)行或信號(hào)設(shè)備發(fā)生異常時(shí),控制中心計(jì)算機(jī)自動(dòng)地將有關(guān)信息在調(diào)度臺(tái)上給出明確報(bào)警及故障源提示。2.1.7模擬操作和培訓(xùn)利用培訓(xùn)工作站可以模擬調(diào)度員進(jìn)展調(diào)度集中命令模擬操作及模擬列車(chē)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度員的培訓(xùn)。2.1.8統(tǒng)計(jì)及報(bào)告所有動(dòng)態(tài)操作和有關(guān)行車(chē)及設(shè)備的數(shù)據(jù)均用適當(dāng)?shù)母袷接涗浽诖疟P(pán)或其它存貯器中,并能自動(dòng)進(jìn)展統(tǒng)計(jì),輸出各種報(bào)告(包括日常運(yùn)行報(bào)告、時(shí)刻表報(bào)告、偏移時(shí)刻表報(bào)告、列車(chē)駕駛員報(bào)告、車(chē)輛運(yùn)行里程報(bào)告、故障報(bào)警報(bào)告等),所有報(bào)告均能根據(jù)要求進(jìn)展顯示和打櫻2.2列車(chē)超速防護(hù)(atp)子系統(tǒng)功能列車(chē)超速防護(hù)子系統(tǒng)

9、由atp地面設(shè)備和atp車(chē)載子系統(tǒng)組成。2.2.1atp地面設(shè)備功能2.2.1.1列車(chē)運(yùn)行平安間隔自動(dòng)防護(hù)按照牽引計(jì)算的結(jié)果進(jìn)展軌道電路布點(diǎn)和編制相對(duì)應(yīng)的atp碼序,atp車(chē)載系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控運(yùn)行列車(chē)的平安間隔,滿(mǎn)足正向行車(chē)時(shí)的設(shè)計(jì)行車(chē)間隔和折返間隔。atp地面系統(tǒng)通過(guò)向列車(chē)發(fā)送atp碼,車(chē)載atp系統(tǒng)將接收到的atp碼翻譯成與其對(duì)應(yīng)的速度碼,給司機(jī)提供本區(qū)段列車(chē)的最高運(yùn)行速度和出口速度;如司機(jī)操作不當(dāng)危及行車(chē)平安時(shí),自動(dòng)實(shí)行常用制動(dòng)或緊急制動(dòng),防止后行列車(chē)和前行列車(chē)的沖突。atp地面系統(tǒng)能自動(dòng)連續(xù)地對(duì)列車(chē)位置進(jìn)展檢測(cè)。在區(qū)間對(duì)列車(chē)位置的檢測(cè)是通過(guò)列車(chē)占用移頻無(wú)絕緣軌道電路區(qū)段實(shí)現(xiàn)的,在站內(nèi)那么是

10、通過(guò)列車(chē)占用50hz相敏軌道電路區(qū)段來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2.2.1.2列車(chē)運(yùn)行速度自動(dòng)防護(hù)列車(chē)在區(qū)間運(yùn)行時(shí)通過(guò)鋼軌向列車(chē)傳遞atp信息。車(chē)載atp系統(tǒng)接收到鋼軌上傳遞的atp信息后確定列車(chē)運(yùn)行的最大平安速度,并將此信息提供應(yīng)司機(jī);同時(shí)車(chē)載atp系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)視列車(chē)運(yùn)行速度,使列車(chē)運(yùn)行速度不超過(guò)線(xiàn)路限速、臨時(shí)限速、站臺(tái)限速、車(chē)輛段內(nèi)限速等;當(dāng)列車(chē)速度超過(guò)規(guī)定的速度時(shí),自動(dòng)實(shí)行常用制動(dòng)或緊急制動(dòng)及報(bào)警,從而實(shí)現(xiàn)超速防護(hù)。當(dāng)列車(chē)在站內(nèi)道岔區(qū)段運(yùn)行時(shí),采用在鋼軌軌腰上敷設(shè)環(huán)線(xiàn)的方式,通過(guò)環(huán)線(xiàn)向列車(chē)傳遞atp信息。車(chē)載atp系統(tǒng)接收到環(huán)線(xiàn)上傳遞的atp信息后確定列車(chē)運(yùn)行的最大平安速度,并將此信息提供應(yīng)司機(jī),。當(dāng)列車(chē)速

11、度超過(guò)規(guī)定的速度時(shí),自動(dòng)實(shí)行常用制動(dòng)或緊急制動(dòng)及報(bào)警,從而實(shí)現(xiàn)超速防護(hù)。2.2.2atp車(chē)載子系統(tǒng)功能1)atp以分級(jí)速度控制方式實(shí)現(xiàn)列車(chē)超速防護(hù)控制。控制方式采用大臺(tái)階的方式,兩級(jí)制動(dòng)。即速度從93k/h降到58k/h,再?gòu)?8k/h降到0。折返線(xiàn)采用速度、間隔 形式曲線(xiàn)的方式進(jìn)展控制。即車(chē)載atp系統(tǒng)將列車(chē)運(yùn)行速度與間隔 停車(chē)點(diǎn)的位置對(duì)應(yīng)的速度值進(jìn)展比擬,列車(chē)運(yùn)行速度超過(guò)間隔 停車(chē)點(diǎn)的位置對(duì)應(yīng)的速度值時(shí)施行緊急制動(dòng)。列車(chē)實(shí)際速度超出atp限制速度時(shí),優(yōu)先采用常用制動(dòng)控制;當(dāng)車(chē)速未按要求進(jìn)展減速時(shí),應(yīng)施行緊急制動(dòng)。2)atp車(chē)載子系統(tǒng)具有4種駕駛形式:atp監(jiān)視下的人工駕駛形式,即編碼形式。

12、該形式車(chē)載atp根據(jù)地面的速度碼提供完全的超速防護(hù);atp固定限速下的人工駕駛形式,即限速形式r。該形式車(chē)載atp保證列車(chē)按不超過(guò)25k/h的速度運(yùn)行;eu形式,即緊急非限形式。在該形式下,通過(guò)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)短路超速防護(hù)設(shè)備的牽引輸出、常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)和車(chē)門(mén)控制輸出,斷開(kāi)超速防護(hù)設(shè)備的制動(dòng)輸出,從而切除超速防護(hù)功能;關(guān)斷形式。該形式車(chē)載atp電源關(guān)閉,此時(shí)列車(chē)將施行緊急制動(dòng),不能啟動(dòng)列車(chē)。3)對(duì)車(chē)門(mén)開(kāi)、關(guān)的平安監(jiān)控:在運(yùn)行的列車(chē)車(chē)門(mén)沒(méi)有關(guān)閉完好或被強(qiáng)行翻開(kāi)時(shí),atp車(chē)載設(shè)備自動(dòng)施行緊急制動(dòng);在列車(chē)停穩(wěn)后,車(chē)門(mén)未關(guān)閉完好時(shí),列車(chē)不能啟動(dòng)。4)列車(chē)運(yùn)行方向平安防護(hù)。在atp監(jiān)視下的人工駕駛形式下,監(jiān)視

13、列車(chē)在“反方向運(yùn)行的任何挪動(dòng);假如此方向的挪動(dòng)間隔 超過(guò)規(guī)定值時(shí),就會(huì)施行緊急制動(dòng)。5)車(chē)載atp系統(tǒng)具有靜態(tài)診斷和動(dòng)態(tài)診斷功能。在系統(tǒng)故障時(shí),有相應(yīng)的聲光報(bào)警信號(hào)。6)車(chē)載atp系統(tǒng)具有列車(chē)運(yùn)行記錄功能,目的速度、單程行車(chē)?yán)锍獭⒅苿?dòng)控制、駕駛形式、實(shí)際車(chē)速(含零速)均被記錄存儲(chǔ)并可隨時(shí)打櫻記錄容量48h。7)系統(tǒng)具有防空轉(zhuǎn)、防打滑、輪徑磨耗補(bǔ)償功能,輪徑磨耗補(bǔ)償范圍為770840。2.3計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)功能1)實(shí)現(xiàn)列車(chē)進(jìn)路上道岔、信號(hào)機(jī)、進(jìn)路間正確的聯(lián)鎖關(guān)系,確保列車(chē)進(jìn)路正確及列車(chē)的運(yùn)行平安。2)在控制臺(tái)或屏幕操作臺(tái)上可顯示聯(lián)鎖管轄范圍內(nèi)的站形及區(qū)間線(xiàn)路,用于車(chē)站調(diào)度員站控形式下操作聯(lián)鎖設(shè)備

14、及辦理和取消進(jìn)路,設(shè)置管轄區(qū)域內(nèi)的強(qiáng)迫限速等;同時(shí)控制臺(tái)或屏幕操作臺(tái)可允許信號(hào)維修人員檢測(cè)轉(zhuǎn)轍機(jī)和信號(hào)機(jī)的工作狀況,確認(rèn)道岔位置、軌道占用等條件;能在控制臺(tái)或屏幕操作臺(tái)上對(duì)控制范圍內(nèi)的道岔實(shí)行單獨(dú)操作和單獨(dú)鎖閉、對(duì)列車(chē)開(kāi)放引導(dǎo)信號(hào)。3)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)根據(jù)作業(yè)特殊需要,可設(shè)置自動(dòng)信號(hào)、終端形式、扣車(chē)及中斷站、區(qū)間封鎖、站臺(tái)緊急關(guān)閉等功能,并有相應(yīng)的狀態(tài)表示。4)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖與t系統(tǒng)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)車(chē)站和控制中心的兩級(jí)控制;同時(shí)根據(jù)運(yùn)營(yíng)要求,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或人工控制形式辦理進(jìn)路。5)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)具有回放功能,軟件能隨時(shí)晉級(jí),能查詢(xún)所有設(shè)備在某一時(shí)刻的工作狀態(tài)。2.4微機(jī)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)功能1)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所有信號(hào)設(shè)備的開(kāi)關(guān)量和模擬量。2)完成車(chē)站主要信號(hào)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、報(bào)警及監(jiān)測(cè)信息的統(tǒng)計(jì)、記錄、曲線(xiàn)描繪和上述信息的顯示及打印功能,同時(shí)提供站場(chǎng)表示、回放和設(shè)備查詢(xún)等功能。3)系統(tǒng)按全天候不連續(xù)工作考慮,軟硬件均設(shè)有自檢測(cè)、自監(jiān)視模塊,具有良好的適時(shí)性、可靠性和穩(wěn)定性,并具有自恢復(fù)功能。4)系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面,鮮明的中文菜單提示,操作簡(jiǎn)