不同列車編組運(yùn)行信號設(shè)計方案精選

1、不同列車編組運(yùn)行信號設(shè)計方案精選_工作實(shí)施方案 摘要：結(jié)合工程實(shí)際情況,分析了列車編組變化對信號系統(tǒng)設(shè)計的影響,對工程初期信號設(shè)計的實(shí)施方案進(jìn)展分析、比選,為近遠(yuǎn)期有類似列車編組運(yùn)行需求的城市軌道交通系統(tǒng),提供設(shè)計參考。 關(guān)鍵詞：城市軌道交通；列車編組；信號系統(tǒng) 國內(nèi)越來越多的城市軌道交通工程在初期客流量較少,但隨著城市開展及近遠(yuǎn)期工程的開通,客流量會逐步增加,進(jìn)而要求列車編組數(shù)量也隨之增多,于是就構(gòu)成了 初期小編組,近期混合編組,遠(yuǎn)期大編組的編組形式。本文結(jié)合實(shí)際工程情況,分析研究在工程初期的信號系統(tǒng)設(shè)計方案,以便在近遠(yuǎn)期增加大編組列車時,有效減少工程實(shí)施本錢,降低對運(yùn)營的影響。 1工程概況

2、 以某城市軌道交通X3線為例,按照 初期小編組,近期混合編組,遠(yuǎn)期大編組的工程總體設(shè)計要求,全線列車采用的方案是初期4輛編組,近期4/6輛混編,遠(yuǎn)期6輛編組。初期配屬車數(shù)量為20列/80輛,近期配屬車數(shù)量為2018列/188輛,遠(yuǎn)期配屬車數(shù)量為44列/264輛。本文以卡斯柯信號有限公司的CBTC系統(tǒng)為例,討論列車編組變化對信號系統(tǒng)設(shè)計的影響,以便進(jìn)展方案的制定選擇。 2編組變化的影響 信號系統(tǒng)設(shè)計包括總體設(shè)計和子系統(tǒng)設(shè)計。總體設(shè)計是整個信號系統(tǒng)的設(shè)計根底,為后續(xù)的子系統(tǒng)設(shè)計提供參考輸入。子系統(tǒng)設(shè)計主要包含ATC、ATS、CI、DCS、MSS等方面,它們直接影響著工程的硬件設(shè)備和數(shù)據(jù)軟件。列車編

3、組變化會導(dǎo)致列車的長度、重量、牽引加速度、制動率等參數(shù)變化,進(jìn)而影響到總體設(shè)計中的相關(guān)參數(shù),例如移動授權(quán)的長度、緩沖區(qū)域的長度。列車長度的變化,會使停車點(diǎn)設(shè)計時需要分別考慮2種車型,進(jìn)而在站臺、轉(zhuǎn)換軌、折返軌的信標(biāo)、計軸的布置和數(shù)量上都會不同。1對列車自動控制子系統(tǒng)ATC的影響。ATC直接與車輛接口,結(jié)合總體設(shè)計中信標(biāo)、停車點(diǎn)等相關(guān)內(nèi)容,以及列車編組變化帶來的車輛參數(shù)更新,需要修改軌旁ATC設(shè)備布置和車載計算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)軟件。2對列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)ATS的影響。ATS主要負(fù)責(zé)監(jiān)控列車運(yùn)行,安排每天的運(yùn)營方案。列車長度的變化會影響到ATS的邏輯區(qū)段劃分,同時ATS發(fā)車指示器的位置也受到停車點(diǎn)位置

4、的影響,具體能否移動需根據(jù)停車點(diǎn)的設(shè)計而定。3對計算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)CI的影響。CI主要負(fù)責(zé)信號機(jī)、區(qū)段和道岔的聯(lián)鎖控制,與站臺門系統(tǒng)進(jìn)展接口。不同的列車編組將需要聯(lián)鎖提供不同的站臺門開門命令,以滿足不同編組列車到站時的站臺門控制,這將影響到站臺門開門命令相關(guān)的繼電器和電路設(shè)計。4數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)DCS和維護(hù)支持系統(tǒng)MSS,根本不受列車編組變化的影響。 3方案分析 在已經(jīng)明確 初期小編組,近期混合編組,遠(yuǎn)期大編組的情況下,結(jié)合上述影響分析,信號系統(tǒng)的初期設(shè)計可主要采取2個方案。方案1：初期只有4輛小編組,不考慮6輛編組的車輛參數(shù)和預(yù)留設(shè)備,在近期新增6輛編組列車后,再根據(jù)明確的車輛參數(shù)進(jìn)展設(shè)計和設(shè)備增

5、加。優(yōu)點(diǎn)是不考慮預(yù)留6輛編組,相對應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)計根底參數(shù)更加明確,設(shè)計人工本錢降低；不預(yù)留計軸、信標(biāo)、站臺門繼電器等設(shè)備,初期本錢相對較少。缺點(diǎn)是在工程近期新增6輛編組列車后,系統(tǒng)總體設(shè)計需根據(jù)新的參數(shù)進(jìn)展調(diào)整,可能導(dǎo)致根底參數(shù)變化較大,更新修改的危險和本錢較大；在工程近期才增加計軸、無源信標(biāo),增加站臺門6輛編組開門命令相關(guān)的繼電器等設(shè)備,需要現(xiàn)場軌旁及機(jī)柜內(nèi)重新布線,類似于線路改造,對運(yùn)營和調(diào)試的影響較大,工期較長。方案2：在初期設(shè)計時考慮將6輛編組的車輛參數(shù)預(yù)留,同時對近期混合編組情況下需要增加的計軸、信標(biāo)、站臺門繼電器等進(jìn)展預(yù)留設(shè)計。優(yōu)點(diǎn)是初期預(yù)留6輛編組的車輛參數(shù),在近期系統(tǒng)設(shè)計中人工本

6、錢和危險大大降低；預(yù)留計軸、無源信標(biāo)的設(shè)計安裝,以及站臺門6輛編組開門的繼電器電路設(shè)計和安裝,使近期根本無需新增設(shè)備及安裝,對運(yùn)營和調(diào)試的影響大大降低,降低了全生命周期本錢。缺點(diǎn)是初期設(shè)計會增加人工和設(shè)備本錢。綜上所述,雖然初期設(shè)計考慮預(yù)留6輛編組列車的車輛參數(shù)和相關(guān)設(shè)備導(dǎo)致本錢增加,然而在近期新增6輛編組列車后,升級和整改的施工量大大降低,對運(yùn)營的影響較小。所以從整個工程生命周期來看,方案2更加科學(xué)合理。但采用方案2,需要在初期考慮預(yù)留6輛編組的參數(shù)設(shè)計和設(shè)備,以便確定CBTC信號系統(tǒng)的主要設(shè)計實(shí)施方案。 4方案實(shí)施 4.1轉(zhuǎn)換軌設(shè)計 轉(zhuǎn)換軌是列車從場段內(nèi)進(jìn)入正線時,由RM限制駕駛模式升級為

7、CBTC模式的區(qū)段。在工程初期需充分考慮4/6輛編組列車混跑的需求,使轉(zhuǎn)換軌具備識別出不同編組列車的能力。RM車是非CBTC車,當(dāng)它駛?cè)胝€區(qū)域控制器管轄區(qū)域,且次級列車檢測設(shè)備被占用時,會產(chǎn)生非通信車包絡(luò)。非通信車因?yàn)闆]有準(zhǔn)確定位,產(chǎn)生的包絡(luò)會充滿整個占用的區(qū)段轉(zhuǎn)換軌設(shè)計見圖1。假設(shè)只有一種列車編組的工程,一般只設(shè)計1個區(qū)段作為轉(zhuǎn)換軌。然而對于不同列車編組混跑運(yùn)行的工程,需考慮設(shè)計2個區(qū)段作為轉(zhuǎn)換軌,見圖1中的G2和G3。當(dāng)4輛編組列車駛?cè)朕D(zhuǎn)換軌,并將G3占用同時出清G2。此時根據(jù)無線通信,車載計算機(jī)能夠?qū)?zhǔn)確定位計算后發(fā)送給區(qū)域控制器,通過G3來識別4輛編組列車非通信車防護(hù)包絡(luò),并升級為通

8、信車包絡(luò)。當(dāng)列車同時占用G2和G3,那么表示6輛編組列車駛?cè)朕D(zhuǎn)換軌,區(qū)域控制器將把6輛編組列車的非通信車防護(hù)包絡(luò)升級為通信車包絡(luò)。 4.2停車點(diǎn)設(shè)計 停車點(diǎn)的設(shè)計分為站臺布置和站間布置。站間布置是站間設(shè)置折返的區(qū)域需要布置停車點(diǎn),其布置原那么是4輛編組與6輛編組的車某個端頭對齊即可,一般考慮折返效率,會設(shè)置為換端后發(fā)車點(diǎn)對齊。站臺停車點(diǎn)布置主要分為以下2種方案：方案1：4輛編組與6輛編組的車中心與站臺門中心對齊。需要對4輛編組和6輛編組準(zhǔn)確停車分別設(shè)置無源信標(biāo),同時存在車頭車尾司機(jī)室門和滑動門均錯位的危險。方案2：6輛編組的車中心與站中心對齊,4輛編組列車車頭與6輛編組的車頭對齊。這樣可節(jié)省無

9、源信標(biāo),而且車頭司機(jī)室門和滑動門可以對齊。本工程中選用方案2,典型的站臺停車點(diǎn)設(shè)計見圖2。 4.3無源信標(biāo)布置 當(dāng)以ATO模式駕駛時,要求列車準(zhǔn)確停在每個停車點(diǎn)。因而在接近停車點(diǎn)SSP的過程中,需要在軌道上安裝第1接近信標(biāo)和第2接近信標(biāo)來定位列車。參見圖3車站站臺,需在信標(biāo)天線前D1距離布置一個信標(biāo),在天線前D2距離布置一個信標(biāo)。另外,在天線D3距離前布置一個信標(biāo),保證列車準(zhǔn)確停在乘客交換區(qū)域內(nèi)。無源信標(biāo)布置針對4輛和6輛編組的情況,主要考慮折返、站臺及轉(zhuǎn)換軌對于無源信標(biāo)的復(fù)用。圖3中,T1代表初期的4輛編組列車,T2代表近遠(yuǎn)期的6輛編組列車。 4.4站臺門接口 4輛、6輛編組混跑時,需要保證

10、站臺門滑動要同時能分別對應(yīng)兩種車型的車門,并保證4輛編組列車?？寇囌緯r,對應(yīng)4輛編組列車車門的站臺門滑動開啟,其余滑動門那么要求鎖閉不開啟。因而,在4輛編組和6輛編組列車的上下客作業(yè)時,信號系統(tǒng)與站臺門系統(tǒng)的接口需要特殊考慮,以具備4、6輛編組列車車門與站臺門的聯(lián)動功能。如圖4所示,電路中分4、6輛編組列車不同情況開門,針對不同編組的列車,ATC發(fā)送不同的開門命令給聯(lián)鎖系統(tǒng),由聯(lián)鎖和站臺門系統(tǒng)接口,站臺門系統(tǒng)執(zhí)行開門操作。關(guān)門不需要區(qū)分4、6輛編組列車。 4.5ATS設(shè)計 由于ATS發(fā)車指示器的位置受到停車點(diǎn)位置的影響,按照停車點(diǎn)設(shè)計方案2,4輛編組和6輛編組的車頭停車點(diǎn)位置都是在站臺端頭部,ATS發(fā)車指示器在工程初期可安裝在站臺端頭部,在近遠(yuǎn)期增加大編組列車時,也不需變更位置。ATS界面中邏輯區(qū)段的劃分是以車長為基準(zhǔn),在初期設(shè)計時,按考慮預(yù)留6輛編組列車長度進(jìn)展劃分,防止在近遠(yuǎn)期重新劃分,減少對設(shè)計以及操作使用的影響。 5完畢語 X3線屬于新建城市軌道交通工程,目前所有設(shè)計方案均已通過評審,工程數(shù)據(jù)已