基于通信的列车控制系统联锁功能特点

【摘要】 本文主要对CBTC系统的联锁功能特点进行了探讨。

【关键词】 CBTC 联锁

一、引言

目前国内在城市轨道交通中，基于通信的列车控制系统（CBTC）得到了广泛的应用。国内传统的信号厂家也逐步掌握该技术特点，开展了相关研究以实现CBTC技术的国产化，由于传统的计算机联锁国内信号厂家均已经实现国产化，只需做出适应CBTC系统技术修改就可以应用在CBTC的系统中。

二、CBTC中“传统联锁技术条件”的改变

基于通信的列车控制系统可以根据列车的实际位置计算移动授权，但是联锁仍然会依靠计轴区段的出清占用，判断列车的实际位置。基于通信的列车控制系统中一些联锁功能已经和传统计算机联锁有所改变，由传统的联锁的逻辑关系上主要增加了与ATP的逻辑关系导致联锁技术条件的变化。

三、CBTC联锁功能特点

3.1区段的定义

列车分为CBTC列车和非CBTC列车两种，区段的划分也相应的分成了物理区段和逻辑区段两种。非CBTC列车和传统的列车相同，采用了计轴区段（物理区段）的方式；而CBTC列车由于可以更根据车载ATP判断自身位置，并且将位置报告传送给地面ATP，因此可将传统的计轴的区段划分为几个较短的逻辑区段（也可以称为虚拟区段）。

特别的，由于联锁根据计轴的信息判断物理区段空闲占用情况，地面ATP根据车载ATP判断逻辑区段的空闲占用情况。但是实际工程中由于计轴可能会受到干扰，车载ATP由于通信延时，列车速度测量的误差等多种因素，有可能造成二者不一致时的情况发生，这时区段的空闲占用情况需要通过一系列的判定加以取舍。

3.2进路建立原则

目前主要厂家CBTC模式时依然沿用的传统进路的概念，只是联锁在办理进路前需要明确为哪种类型列车办理，以及是单列车进路还是多列车进路（即同时要给多辆通信列车提供的运行防护进路）。联锁得到进路始端信号机外方一定范围内最接近的列车的类型后，依次办理进路的始端、终端，可以自动的根据地面ATP传递的列车相关信息排列出与列车性质相符的多列车进路或传统单列车进路。

联锁要求考虑以下情况：

不得同时选出敌对进路。敌对进路包括：同一站台轨道或无岔区段上对向的列车进路（包括防护进路、保护进路）；同一咽喉区内对向重叠的列车进路（包括防护进路、保护进路）。有列车跨压信号机时不允许办理进路。

3.3进路锁闭条件

进路的锁闭按时机分为进路锁闭和接近锁闭。进路锁闭应在进路选通，有关联锁条件具备时构成；接近锁闭应在信号开放后接近区段有车占用时构成，当无接近区段时，应于信号开放后立即构成。在有关联锁条件满足时，对进路进行锁闭并排除敌对进路的情况，针对CBTC列车和非CBTC列车的联锁主要技术条件如下：

（1）对于CBTC列车：道岔位置正确；照查及超限条件满足；无对向重叠的敌对进路；列车未跨压信号机；

（2）对于非CBTC列车：道岔位置正确；区段全空闲且；照查及超限条件满足；传统意义上的敌对进路未选出；列车未跨压信号机；

未设置临时限速

保护进路的锁闭：对于非CBTC列车来说，保护区段随进路区段一起锁闭；对于CBTC列车，保护列车多列车进路保护区段的建立需要的前提条件为列车的移动授权达到终端信号机方可建立保护区段。

3.4进路解锁

（1）正常解锁。与传统的联锁条件一样，锁闭的进路在其防护信号机关闭后，应能随着列车的正常运行，按照列车性质分段自动解锁对应性质的轨道区段。特别的对于多列车进路，当办理了后一条重叠的进路的时候，前一条进路应不再解锁。物理区段与逻辑区段原则上应满足三点检查后，延时3s后自动解锁。非CBTC列车根据计轴区段方式解锁、CBTC列车以逻辑区段方式解锁； 保护区段在列车完全进入站台轨道区段或站内停车线轨道区段并停稳后（按列车头部驶入该轨道区段30s计）自动解锁或收到停稳信号后自动解锁。当有折返作业时，具有中途返回解锁功能。（2）取消进路。进路未处于接近锁闭的情况下办理取消进路时，在检查信号机关闭和进路空闲后，进路应立即解锁。列车进路取消后其保护进路应随之自动解锁。（3）进路人工延时解锁（简称人工解锁）和停稳立即解锁。传统的联锁采用接近区段的占用状态，对于CBTC车联锁使用地面ATP计算得出的接近信息值。当进路处于接近锁闭而列车未驶入进路的情况下需要解锁时，应办理人工解锁。进路自信号机关闭时起延时后解锁。若进路的地面ATP接收到列车停稳信息，则地面ATP通知联锁系统进路立即解锁。办理列车进路人工解锁时，其保护进路在列车进路解锁后应随之自动解锁。

3.5信号机

只是具体点灯处理比较多样，目前主要有以下几种：（1）CBTC模式下，信号机灭灯，后备情况下信号机根据进路状态点相应的灯光。（2）CBTC模式下，信号机点灯（蓝灯），后备情况下信号机根据进路状态点相应的灯光。（3）CBTC模式下，CBTC列车接近时信号机灭灯，无列车接近时常态点红灯。后备情况下信号机根据进路状态点相应的灯光。 其中（3）的方式应用较晚，但是其很好的结合了（1）和（2）的优点，却又避免了（1）和（2）的缺点。只是由于国内运营公司已经有一套运营习惯，应根据业主要求而确定。

3.6保护进路

保护进路在传统计算机联锁中有类似的联锁技术条件，当进站信号机外方列车制动超过千分之六的下坡道时，必须设置延续进路。

实际上城市轨道交通里的保护进路来自于国外联锁里的“overlap”实际上保护进路的长度和速度相关，为了保证列车在出站信号机外方以较高的速度进站停车，并且冒进不会产生危险，在出站信号机的后方单独设置一段进路。

（1）非CBTC列车：保护区段随进路区段一起锁闭。

（2）CBTC列车：同时要给多辆列车（通信列车）提供运行防护的进路-多列车进路。

应在列车的移动授权达到终端信号机方可建立此列车所对应的多列车进路的子进路的保护区段，收到地面ATP发送的建立保护区段时建立即可。

（3）多列车进路保护区段建立的触发列车：应由前车触发，不能由后车发出。否则前车的后续进路可能会被后车的保护区段锁死，而无法建立。因此，对于多列车进路，其保护区段仅对应于此进路终端信号机外方最接近此终端信号机且可被识别的CBTC列车（不能超出进路可识别的接近区域）的子进路。

（4）多列车进路保护区段的触发时机。触发时机太早，可能造成该进路其它冲突进路无法开放，影响其它车辆。触发进路过晚，迫使本列车减速，影响该列车效率。策略一：保护区段提前办理，最好在列车尚未进入进路时办理。 策略二：保护区段在列车进入进路后，在因保护区段未建立减速前一定时间办理。策略三：不建立保护区段。

针对上述方式，采用策略二处理，实现方式如下：

上图中：

接近区段1，为列车因移动授权达到进路终端信号机而采用全常制动开始制动的起始点至终端信号机的轨道范围。

接近区段2，应满足列车以允许的最高速度进入接近区段2且未进入接近区段1的时间能够以正常时间建立保护区段，并留有一定余量。

接近区段3，进路外方一定范围至接近区段1的起始点。

由地面ATP向联锁发送每列CBTC列车所对应的多列车进路的子进路的保护区段请求命令，地面ATP向联锁发送保护区段请求命令的条件为：地面ATP检测到CBTC列车移动授权达到进路终端信号机（如上图X2），并且CBTC列车进入保护区段的触发区段且未进入保护区段；其中保护区段的触发区段是工程设计数据，设置于地面ATP的电子地图中，触发区段的不同设置。

参 考 文 献

[1]中华人民共和国铁道部.TB/T3027-2002.计算机联锁技术条件。2002

[2]于增明，刘正东，基于通信的列车控制系统中联锁功能的改变-铁道运营技术2011（10）