城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備大部件互換方案應(yīng)用研究

朱璐聞，馮崢

（長(zhǎng)沙市軌道集團(tuán)集團(tuán)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

1 背景描述

隨著城市軌道交通的發(fā)展，越來越多的城市軌道交通項(xiàng)目開始實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，中城協(xié)發(fā)布了一系列互聯(lián)互通相關(guān)規(guī)范，在列車互聯(lián)互通跨線運(yùn)營(yíng)后，對(duì)信號(hào)車載設(shè)備互換提出了新的要求；在城市的軌道交通運(yùn)營(yíng)中，由于每條線路信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備廠商不同，導(dǎo)致每條線路將存儲(chǔ)大批車載信號(hào)備品備件，運(yùn)營(yíng)成本的提高，備品備件的利用率低；若能實(shí)現(xiàn)信號(hào)車載互換，可減少運(yùn)營(yíng)成本，增大采購(gòu)來源。長(zhǎng)沙4 號(hào)、5 號(hào)線已經(jīng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通共線運(yùn)行，下一步后續(xù)線路對(duì)信號(hào)車載設(shè)備的互換提出了要求。

2 信號(hào)車載設(shè)備的構(gòu)成

車載設(shè)備的組成。信號(hào)車載設(shè)備主要有車內(nèi)設(shè)備車載ATP/ATO 機(jī)柜、車載顯示器、TAU 無線通信設(shè)備、車載中繼器；車底設(shè)備BTM 天線、轉(zhuǎn)速傳感器、多普勒雷達(dá)傳感器；車載無線天線車載鯊魚鰭無線天線、車載平板無線天線；連接電纜等（如圖1）。

圖1 地鐵列車信號(hào)車載設(shè)備組成

3 車載信號(hào)大部件互換實(shí)現(xiàn)方式

整體思路：由于信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備（ATP/ATO 機(jī)柜、天線、速傳、雷達(dá)等）為一個(gè)整體，若僅進(jìn)行單個(gè)設(shè)備（如雷達(dá)）的互換，需對(duì)不同設(shè)備的適用性進(jìn)行驗(yàn)證，還需進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品安全認(rèn)證。長(zhǎng)沙4 號(hào)線、5 號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)車載設(shè)備的互換僅考慮整體系統(tǒng)互換方案，即ATP/ATO 機(jī)柜、速傳、雷達(dá)、BTM 天線、顯示器及相關(guān)接口線纜進(jìn)行整體互換，因此，本文僅討論車載信號(hào)設(shè)備與車輛間的機(jī)械和電氣接口，暫不需要考慮車載信號(hào)設(shè)備之間的接口和連接方式。

章節(jié)3.1、3.2、3.3、3.4 對(duì)長(zhǎng)沙4 號(hào)、5 號(hào)線信號(hào)車載設(shè)備機(jī)械接口、電氣接口、設(shè)備按鈕、設(shè)備功耗等進(jìn)行差異性對(duì)比，并提出了大部件互換的方案。

3.1 信號(hào)車載設(shè)備機(jī)械接口分析

通過對(duì)比長(zhǎng)沙4 號(hào)、5 號(hào)線車載信號(hào)的車內(nèi)設(shè)備、車底設(shè)備、車載無線天線、連接電纜的安裝空間、安裝方式、安裝孔位等方面，若要實(shí)現(xiàn)互換，應(yīng)在設(shè)計(jì)招標(biāo)階段對(duì)以下方面提出統(tǒng)一的要求（見表1）。

表1 信號(hào)車載設(shè)備互換機(jī)械接口統(tǒng)一要求

3.2 信號(hào)車載設(shè)備與車輛電氣接口分析

長(zhǎng)沙4 號(hào)、5 號(hào)線依據(jù)中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《城市軌道交通基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CBTC）互聯(lián)互通接口規(guī)范第3 部分：車載列車自動(dòng)保護(hù)（ATP）/自動(dòng)運(yùn)行（ATO）系統(tǒng)與車輛的接口技術(shù)要求》實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，若要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)大部件互換，還應(yīng)對(duì)電氣接口的具體輸入/輸出內(nèi)容、節(jié)點(diǎn)采集形式等進(jìn)行對(duì)比分析，差異分析見表2。

由上表得出差異所在：長(zhǎng)沙4 號(hào)、5 號(hào)線信號(hào)車載設(shè)備與車輛接口輸入輸出的接口數(shù)量不同，對(duì)于安全輸入的采集方式不同。大部件互換方案：與車輛接口設(shè)計(jì)階段，應(yīng)考慮包容性設(shè)計(jì)，預(yù)留最大數(shù)量的接口車輛側(cè)配線。

表2 信號(hào)車載設(shè)備與車輛電氣接口輸入/輸出類型差異分析

3.3 信號(hào)車載設(shè)備按鈕設(shè)置分析

長(zhǎng)沙4 號(hào)、5 號(hào)線列車司控臺(tái)按鈕設(shè)置相同部分包括確認(rèn)按鈕（自復(fù)位帶指示燈 1 個(gè)）、ATO 啟動(dòng)按鈕（自復(fù)位帶指示燈2 個(gè)）、模式選擇升級(jí)按鈕（自復(fù)位帶指示燈1 個(gè)）、模式選擇降級(jí)按鈕（自復(fù)位帶指示燈 1 個(gè)）、自動(dòng)折返按鈕（自復(fù)位帶指示燈 1 個(gè)）、ATP 切除開關(guān)（非自復(fù)式 1 個(gè)）、門控選擇開關(guān)（非自復(fù)式 1 個(gè)）；長(zhǎng)沙4 號(hào)、5 號(hào)線列車司控臺(tái)按鈕設(shè)置不同在于：5 號(hào)線增加了強(qiáng)制門允許開關(guān)（自復(fù)式 1個(gè)）。通過分析差異可得，4 號(hào)、5 號(hào)線列車司控臺(tái)按鈕數(shù)量和功能不一致。大部件互換解決方案：在招標(biāo)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)對(duì)按鈕數(shù)量和功能進(jìn)行統(tǒng)一。

3.4 功耗及空氣開關(guān)分析

長(zhǎng)沙4 號(hào)、5 號(hào)線信號(hào)車載設(shè)備ATC 機(jī)柜、車載顯示器、TAU 車載無線單元、車載交換機(jī)、車載服務(wù)器空氣開關(guān)及功耗存在差異與不同。大部件互換解決方案：在設(shè)計(jì)階段，按照最多空開數(shù)量設(shè)計(jì)，各路電源安裝最大容量設(shè)計(jì)。

4 結(jié)束

本文在長(zhǎng)沙軌道交通4號(hào)、5 號(hào)線實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的基礎(chǔ)上，對(duì)下一步車輛信號(hào)設(shè)備的互換提出了探討。以長(zhǎng)沙4 號(hào)線和5 號(hào)線信號(hào)車載設(shè)備為分析對(duì)象，對(duì)信號(hào)與車輛的機(jī)械接口、電氣接口、設(shè)備功耗、設(shè)備按鈕設(shè)置等差異性進(jìn)行了對(duì)比分析，并提出了實(shí)現(xiàn)車載信號(hào)設(shè)備互換的要求和方案。