軌道交通拆解信號設計方案研究

王珮瑤 劉名元

隨著城市建設的發(fā)展和人們出行需求的提高，城市地鐵建設規(guī)劃也在不斷調整和完善。在實際工程中，已經(jīng)多次出現(xiàn)對運營的線路延伸或者拆解的工程案例。在線路延伸或者拆解過程中，如何能以最小的經(jīng)濟投入帶來最理想的效果，是工程設計過程中應重點考慮的?，F(xiàn)結合青島地鐵1號線線路的拆解設計方案就該問題進行討論。

1 工程概況

青島市地鐵1號線線路全長60．1km，共設車站39座。根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃，近期將對1號線線路進行拆解，從興國路站拆分成2條地鐵線路，即地鐵1號線和7號線 （部分）。拆解前后運營范圍詳見圖1。

圖1 線路拆解前后運營范圍示意

如圖1所示，線路拆解之前，1號線從峨眉山路運營至東郭莊；線路拆解之后，由1條地鐵線路變?yōu)?條，分別是1號線峨眉山路至興國路和7號線東郭莊至興國路，拆解后7號線需延伸 （延伸部分不納入本次討論范圍）。

2 系統(tǒng)設計原則

為減少后期拆解過程對既有1號線運營造成的影響，并降低工程投資，應按照下列原則進行系統(tǒng)設計：1號線系統(tǒng)應提前預留相關拆解條件，減少線路拆解對運營的影響；信號設備應盡量 “利舊”，減少工程重復投資；拆解工程應在1號線夜間停運期間進行，線路拆解過程不影響第2天的正常運營；在1號線系統(tǒng)設計以及招標過程中，應采用有利于1、7號線線路拆解的工程設計方案，以實現(xiàn)不停運轉換。

3 系統(tǒng)設計預留及工程設計預留

3．1 系統(tǒng)設計預留

從興國路站至東郭莊站 （簡稱拆解段，下同）為規(guī)劃7號線的一部分，暫時納入1號線運營。為減少后期線路拆解的影響，興國路站只作為1號線的區(qū)域及聯(lián)鎖集中站，其控制范圍只包含遠期1號線的車站和區(qū)間，在拆解段另設一套區(qū)域控制器，2套軌旁區(qū)域控制器的控制分界位于興國路站和南嶺站之間。

在保護區(qū)段長度設計上，根據(jù)1號線和7號線的不同列車編組和列車性能，以及兩線線路最高運行速度，選取較長長度的保護區(qū)段作為1號線軌旁信號設備布置的依據(jù)，如計軸磁頭，預告信標等。

為減少后期線路拆解對1號線運營的影響，推薦將興國路站和南嶺路站聯(lián)鎖分界按圖2示意圖劃分?？紤]將遠期7號線運營線路 （包括線路側的屏蔽門以及緊急停車按鈕等設備接口）納入南嶺路站聯(lián)鎖控制區(qū)，可有效減少線路拆解后對1號線興國路站聯(lián)鎖的影響，同時南嶺路站也預留拆解后與7號線的聯(lián)鎖設備、軌旁有線網(wǎng)絡的接口。

在ATS子系統(tǒng)設計上，在南嶺路站設置ATS分機，興國路站的1站臺和2站臺的發(fā)車指示器由南嶺路站ATS分機控制顯示。1號線ATS子系統(tǒng)在興國路站設置目的地號和折返按鈕。

3．2 工程設計預留

在1號線信號系統(tǒng)與土建及機電專業(yè)配合過程中，可統(tǒng)籌考慮2條線路溝槽孔洞和電纜橋架的預留，將不同編組不同車型列車的ATO運營停車點，統(tǒng)一設置在站臺端部的同一位置，為折返按鈕、發(fā)車指示器、緊急停車按鈕甚至計軸磁頭的設備利舊預留條件。軌旁設備電纜長度按照設備至2條線路上最遠分線盤距離預留，電纜芯線按照系統(tǒng)要求芯數(shù)多的預留。

4 信號系統(tǒng)設計拆解實施方案

4．1 聯(lián)鎖子系統(tǒng)拆解實施方案

由于已將1號線興國路站和南嶺路站聯(lián)鎖區(qū)分界設在渡線計軸器處，因此，線路拆解對興國路站聯(lián)鎖子系統(tǒng)無任何影響，只需修改7號線南嶺站聯(lián)鎖系統(tǒng)即可。

根據(jù)前文所述拆解原則，推薦7號線和1號線采用相同制式的信號系統(tǒng)，且選取同一家供貨商的設備，以避免工程重復投資，減少對既有運營的影響。這樣在線路拆解過程中，7號線除改造南嶺路站計算機聯(lián)鎖設備外，軌旁應答器、轉轍機、信號機、計軸設備、站臺區(qū)設備等軌旁設備及光、電纜均可利舊。

圖2 興國路站和南嶺站聯(lián)鎖區(qū)分界示意圖

若拆解后7號線的信號系統(tǒng)與1號線廠家不同，考慮到聯(lián)鎖子系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)之間的接口協(xié)議開放困難，7號線在拆解段需新設所有車站計算機聯(lián)鎖設備、電源設備，以及軌旁計軸設備、應答器、信號機等。拆解段的站臺緊急停車按鈕、發(fā)車指示器、折返按鈕均可利舊，站臺及軌旁設備的電纜也可利舊。

4．2 ATP子系統(tǒng)拆解實施方案

若1號線和7號線采用相同制式和相同廠家的信號系統(tǒng)，鑒于在1號線系統(tǒng)設計中已經(jīng)將軌旁ATP控制區(qū)劃分在南嶺路站和興國路之間，則拆解段原有的區(qū)域控制器只需更新線路數(shù)據(jù)庫，并與7號線新設的區(qū)域控制器建立通信即可，當然1號線興國路站區(qū)域控制器也需更新線路數(shù)據(jù)庫。

若拆解后7號線的信號系統(tǒng)與1號線廠家不同，考慮到區(qū)域控制器與其他子系統(tǒng)之間接口協(xié)議開放困難，7號線在拆解段需新設區(qū)域控制器，1號線興國路站區(qū)域控制器也需更新線路數(shù)據(jù)庫。

4．3 ATS子系統(tǒng)拆解實施方案

7號線ATS子系統(tǒng)的拆解方案與軌旁ATP類似，若拆解后7號線信號系統(tǒng)與1號線廠家相同，則拆解段車站ATS設備均可利舊，只需將原有拆解段的車站ATS設備接入7號線新建的ATS網(wǎng)絡；若廠家不同，則拆解段車站ATS設備需新設。無論拆解后7號線信號系統(tǒng)與1號線信號系統(tǒng)廠家是否相同，兩線均需獨立設置中央ATS系統(tǒng)。

圖3 1、7號線拆解調試流程示意圖

4．4 拆解調試方案

7號線拆解段實施階段對1號線運營的影響及1號線信號系統(tǒng)改造調試如圖3所示。

在7號線室內(nèi)設備安裝階段，對既有1號線室內(nèi)設備做好防護措施，不得影響1號線運營。在7號線站廳、站臺管線敷設及設備安裝時，由于之前預留了管線敷設路徑及設備安裝條件，因此，設備安裝時只要做好相應的施工區(qū)隔離及防護工作，即可減少對1號線折返的正常運營的影響。

7號線軌旁設備安裝及調試應在1號線運營結束后進行。為確保1號線的正常運營，建議新版軟件的功能測試在非運營時段進行，待功能測試完成并取得安全認證后，利用非運營時段將舊版軟件全部更換。

5 結論

軌道交通拆解信號設計方案，結合了國內(nèi)多條地鐵設計拆解經(jīng)驗，線路拆解過程中最重要的就是減少對既有運營線路的影響，除了從工程設計以及系統(tǒng)設計角度進行考慮，還必須借助于嚴格的運營管理模式和管理辦法。希望通過本文的論述，使得各方對線路拆解過程中信號系統(tǒng)的繁瑣性有所認識，能對日后的工程提供參考。

［1］ GB 50157－2013地鐵設計規(guī)范［S］．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013．

［2］ 青島地鐵一號線工程可行性研究報告［R］．北京：北京城建設計研究總院有限責任公司，2013．

［3］ 孫元廣．廣州市軌道交通二、八號線拆解施工中臨時運營方案［J］．鐵道運輸與經(jīng)濟，2006（02）．

［4］ 陳斌，李英．寧波市軌道交通2號線不同編組列車混合運營方案研究［J］．城市軌道交通研究，2011（01）．

［5］ 青島市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃［R］．2012．