城市轨道交通移动闭塞系统降级或后备模式运行方案

中图分类号：C913.32 文献标识码：A 文章编号：

在城市轨道交通中，列车自动控制系统(ATC系统)是保障行车安全，提高运输效率的关键技术装备。采用基于通信的移动闭塞系统是城市轨道交通信号控制系统未来的发展方向。通常情况下，移动闭塞系统工作在ATC模式。但是，移动闭塞系统也存在一些问题，当系统出现某些ATC模式无法处理的故障(ATS子系统故障、ATP/ATO轨旁设备故障、车载设备故障、车-地通信故障设备集中站的车站控制单元故障等)时，就会出现一个或几个联锁区内系统完全瘫痪的局面，从而对线路的正常运营造成较大的危害。为了解决上述这些问题，我们引入了降级或后备模式。

一、当信号系统的ATS、ATP或ATO功能失效或特殊需要时，应能启动降级运行模式组织列车运行。

ATS子系统故障：当中央ATS设备故障或中央ATS至车站ATS的通信通道故障时，车站ATS设备自动监控在线列车的运行；当车站ATS设备故障时，列车按照联锁自动进路方式控制在线列车的运行。

ATP/ATO轨旁设备故障：当某一区域的轨旁ATP/ATO设备故障时，车载设备产生报警、并自动紧急停车。系统将该区域转换为降级运营模式，列车可视情况转换为点式ATP、限制人工驾驶、非限制人工驾驶中的任一驾驶模式。在点式ATP驾驶模式下，系统实现点式ATP防护功能，包括列车超速防护功能、间隔防护功能、防冒进红灯功能和车站站台区域停车窗保护功能等；在限制人工驾驶和非限制人工驾驶驾驶模式下，系统实现按地面信号显示人工驾驶列车运行；当列车运行至轨旁ATP/ATO设备正常的区域时，车载设备接收到有效的ATP/ATO码，车载设备提示司机，司机可在不停车的情况下将列车转换至ATPM模式或AM模式下运行。

车载设备故障：当列车运行在ATO自动驾驶模式下，车载ATO设备故障，ATP设备正常，车载设备产生报警。司机可在不停车的情况下将列车从ATO自动驾驶模式转换至连续式ATP监控下的人工驾驶模式继续驾驶列车运行；当车载ATP设备故障，车载设备产生报警，并紧急停车。列车只能由人工转换为非限制人工驾驶模式下运行，司机根据调度命令和地面信号的显示人工驾驶列车。系统能识别非装备列（含车载设备故障列车）车与装备列车，非装备列车能与正常ATC装备列车在正线兼容且安全行驶，直至故障列车退出正线运行为止。装备列车仍按ATP追踪方式运行。对于在ATC控制区域内的非装备列车转化为装备列车时，系统利用物理检查手段确保此列车的前后没有隐藏有长度大于或等于线路中允许移动的最短车辆，以防止该隐藏的列车进入ATC系统控制区域而带来危险。

二、后备模式是移动闭塞系统在非ATC模式下的一种简化运营，根据系统故障情况我们分为点式ATP控制模式和联锁控制模式。

点式ATP控制模式是指：当连续式车－地通信设备或连续式ATP设备故障，以及其他原因导致连续式ATP功能丧失时的系统控制模式。点式ATP具有在线列车双方向运行的超速防护功能、间隔防护功能、冒进信号防护功能、车门防护等ETCS 1级所规定的ATP防护功能。由轨旁点式通信设备和车载ATP设备一起，实现完整的全线所有信号机至信号机之间的点式ATP防护功能（所有信号机到信号机之间的进路，列车具有超速防护功能）和所有地面信号机的防冒进红灯功能等；由联锁设备实现进路的自动或人工设置，由中央行调人员在中央联锁控制工作站或车站值班员在车站现地工作站上均能实现所有联锁设备的监控功能；在点式ATP控制模式下，正线载客运营列车的驾驶模式为点式ATP控制模式；联锁设备能将某一信号机或全部信号机设置为自动模式或人工模式两种状态；当信号机被设置为自动模式时，能实现进路自动排列和折返站的折返进路自动排列；当信号机被设置为人工模式时，能按基本的联锁进路方式人工排列进路。在点式ATP控制模式下，所有的列车进路前方均设置保护区段，排列进路时相应的保护区段必须空闲和锁闭，所有列车进路（包括反向运行）的保护区段均固定设置。当因司机疏忽等原因导致超速时，列车实施制动，保证列车在相应的保护区段内停车；如果地面信号机没有开放，而司机启动列车，车载计算机通过查询天线检测到该信号机的禁止信息，则立即实施紧急制动，保证列车在相应的保护区段内停车。

联锁控制模式是指：连续式ATP功能和点式ATP功能均丧失，仅以联锁设备保证列车进路安全，它适用于列车以限制人工驾驶模式和非限制人工驾驶模式运行，司机根据地面信号机的显示行车。对于运营列车应尽快退出运营，对于工程车采用非限制人工驾驶模式运行。由联锁设备实现进路的自动或人工设置，由中央行调人员在中央联锁控制工作站和车站值班员在车站现地工作站上均能实现所有联锁设备的监控功能；联锁设备应能将某一信号机或全部信号机设置为自动模式或人工模式两种状态；在联锁控制模式下，所有的列车进路前方均设置保护区段，排列进路时相应的保护区段必须空闲和锁闭，所有列车进路（包括反向运行）的保护区段均固定设置。在后续进路与保护区段的道岔位置不一致或者后续进路有多条可能的情况下，一种方法是先排组合进路的后续进路，再排组合进路的前行进路，或者采用人工解锁保护区段的方法；另一种方法是由联锁系统根据不同的后续进路产生不同的保护区段。

三、后备控制模式下的列车折返

列车在终端站折返：系统启用后备控制模式后，当折返站的折返信号机被设置为自动折返模式时，接车进路的延续进路开向折返线，自动排列列车的折返进路（含折入和折出进路），开放信号机。

列车在中间站折返：系统启用后备控制模式后，接车进路的延续进路开向正线（缺省），列车进站停车后延续进路解锁后（延续进路解锁方式在设计联络阶段确定），可人工排列列车的折返折入进路，人工/自动排列列车的折返折出进路。

四、列车在后备控制模式下满足以下运营要求：

在运营中心能够实现全线正线区域（含出入段/场线、联络线、存车线、折返线等）的集中监控功能；确保列车运行安全，经过合理设置计轴点和信号机，满足线路先期开通及设备故障时的运营要求；信号机显示绿灯时，点式ATP控制模式下按线路限制速度运行，联锁控制模式下按站间区间最小线路限制速度运行；信号机显示黄灯时，可按道岔侧向限速运行；信号机显示红+黄组合灯光时，准许列车以不大于一个规定的速度（如25Km/h）越过该架信号机并随时准备停车。

移动闭塞系统是城市轨道交通信号系统的发展方向之一。鉴于移动闭塞系统技术地不断成熟，对列车降级或后备模式的分析，是非常具有实践意义的。