地铁2号线信号系统投入CBTC.运营分析.doc

摘要:西安地铁 2 号线信号系统采用完整的、基于无线通信技术的、移动闭塞制式的 CBTC 列车自动控制系统。结合西安地铁 2 号线具体情况,重点描述了 CBTC 系统运营过程中需要解决的灯泡线自动换端、筛选、精确停车等问题。
关键词:地铁; 信号; 灯泡线; 筛选; 驾驶模式

西安地铁 2 号线信号系统采用完整的、基于无线通信技术的、移动闭塞制式的 CBTC 列车自动控制系统,包括列车自动监控( ATS) 、列车自动防护( ATP) 、计算机联锁( CBI) 、列车自动运行( ATO) 四个子系统。各子系统协调运作,共同实现列车自动运行、列车自动追踪、列车自动折返、列车自动调整等功能。列车折返后自动换端功能的实现对提高CBTC 系统的高效性及先进性有很重要的意义。在列车投入 CBTC 运营前,需进行列车定位与筛选,这对确保列车 CBTC 运行的安全性及实现列车精确停车是非常重要的,本文就自动换端及列车投入CBTC 运营过程中出现的问题谈谈西安地铁 2 号线中的解决方案,并对列车投入 CBTC 运营的过程进行了分析。

1灯泡线的换端问题
西安地铁 2 号线车辆段线路布置存在三角线路( 如图 1 所示) ,称灯泡线。
西安地铁 2 号线信号系统车地通信系统采用 A网、B 网冗余配置方案,A 网、B 网同时工作,轨旁AP 天线方向在整个线路固定设置,列车头尾对应轨旁的无线 A 网、B 网固定配置天线,车载的 A 网天线只能与轨旁 A 网的 AP 天线进行通信,车载的 B网只能与轨旁 B 网的 AP 天线进行通信。
当列车通过“灯泡线”掉头驶入另一方向线路时,将出现车头车载 B 网天线对应轨旁的无线 A 网的 AP 天线、车尾车载 A 网天线对应于轨旁的无线B 网 AP 的天线,导致不能正常通信( 如图 2 所示) 。为实现正常的车地通信,需要手工对车头、车尾的车载单元的 A/B 网进行调换,不能实现自动换端,从而影响运行效率。
为解决经灯泡线列车自动换端后仍能进行正常的车地通信,西安地铁 2 号线采用针对车头车尾设置 4 个 AP 天线的方案,如图 3 所示,有效解决了灯泡线的自动换端问题。
2列车的定位与精确停车
列车从车辆段以人工驾驶方式行驶到转换轨( 车辆段与正线连接轨) 后,须先进行定位与筛选才能转换到 CBTC 驾驶模式,也就是从非通信( 指车地通信) 列车转换到通信列车。定位的目的是给轮径校准提供准确数据进行轮径补偿以确保精确停车。
列车的定位是轨旁区域控制器通过定位信标来实现的。
西安地铁2 号线在转换轨处设置有用于定位的信标( 如图4 所示) ,列车经过此区域,车载信标天线读取到 T1、T2 信标,将此二者之间距离与列车通过速度传感器计算所得的结果进行比较,从而计算出轮径补偿的数据,将列车位置误差纠正到规定范围。
为了达到精确停车,信标安放在站台的开始和末尾以及站台中间多处位置。在容易发生空转/打滑的区域,或者在弯道上,信标会相应的布置多一些以减少位置误差。
精确停车的保证是一个比较移动授权和当前列车位置和速度的逻辑功能。
列车读取信标信息确定列车当前的位置,将此信息与列车此时的速度( 通过列车速度传感器测得) 一同发送给轨旁区域控制器 ZC。信号系统接收到停车指令后,ZC 实时