楊平 秦鳳杰
(卡斯柯信號(hào)有限公司 上海市 200070)
隨著城市軌道交通的不斷發(fā)展,目前CBTC 技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)普及,普遍運(yùn)用于各城市的軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中。基于通信的列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)(Communication Based Train Control system,CBTC),CBTC 系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的固定閉塞技術(shù),是通過(guò)采用移動(dòng)閉塞技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)了列車(chē)的緊追蹤,顯著縮短了列車(chē)的安全間隔,極大地提高了運(yùn)營(yíng)效率,滿足當(dāng)今城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)“小編組,高密度”這個(gè)最先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念。CBTC 系統(tǒng)在正常情況下采用CBTC 模式,在降級(jí)運(yùn)營(yíng)情況下采用點(diǎn)式后備或是聯(lián)鎖后備模式。CBTC 系統(tǒng)中,CBTC 列車(chē)和非CBTC 列車(chē)可以在線路上安全高效地自動(dòng)混跑運(yùn)營(yíng)。非CBTC 列車(chē)在線路上運(yùn)行,需依靠傳統(tǒng)的固定閉塞技術(shù)來(lái)保證安全運(yùn)行間隔。為了管理非CBTC 列車(chē),正線需配置信號(hào)機(jī)。
固定閉塞,是把次級(jí)檢測(cè)設(shè)備劃分成多個(gè)分區(qū),且一個(gè)閉塞分區(qū)只允許有一列列車(chē),這種技術(shù)以固定的閉塞分區(qū)為單位來(lái)追蹤列車(chē)間的安全間隔[1]。軌旁信號(hào)機(jī)設(shè)置在各分區(qū),用來(lái)防護(hù)前后追蹤列車(chē)之間的安全距離,根據(jù)列車(chē)運(yùn)行時(shí)對(duì)軌道區(qū)段分區(qū)的占用狀態(tài)、以及列車(chē)的運(yùn)行方向,軌旁信號(hào)機(jī)來(lái)確定其對(duì)應(yīng)的顯示。在固定閉塞技術(shù)下,列車(chē)則需要根據(jù)軌旁信號(hào)機(jī)的顯示行車(chē)。
在CBTC 系統(tǒng)不具備ATP 功能或者車(chē)載設(shè)備通信完全故障的情況下,線路值班員可選擇使用點(diǎn)式后備或純聯(lián)鎖后備模式作為降級(jí)模式來(lái)指揮列車(chē)運(yùn)行。在點(diǎn)式后備和聯(lián)鎖后備模式中,列車(chē)用以信號(hào)機(jī)為間隔的固定閉塞模式,一條進(jìn)路里只允許運(yùn)行一列列車(chē)。降級(jí)模式下系統(tǒng)采用的是固定閉塞技術(shù),故列車(chē)需根據(jù)正線上的軌旁信號(hào)機(jī)顯示來(lái)運(yùn)行。
移動(dòng)閉塞沒(méi)有了物理層次上的分區(qū)劃分,取而代之的是邏輯閉塞分區(qū),一個(gè)邏輯閉塞分區(qū)中只能有一列列車(chē)[2]。移動(dòng)閉塞是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地追蹤列車(chē)間隔,前后列車(chē)之間的運(yùn)行間隔不是固定的,是動(dòng)態(tài)變化的。后車(chē)移動(dòng)授權(quán)終點(diǎn)可以連續(xù)追蹤到前車(chē)尾部虛擬占用邊界,能實(shí)現(xiàn)多列列車(chē)運(yùn)行在一條聯(lián)鎖進(jìn)路中,故而實(shí)現(xiàn)了列車(chē)安全運(yùn)行間隔的縮短,實(shí)現(xiàn)了運(yùn)營(yíng)效率的極大提高,也符合當(dāng)今城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)“小編組,高密度”這個(gè)最先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念。
移動(dòng)閉塞能夠確保線路上所有列車(chē)的安全間隔,其原理如圖1。與基于確定間隔的固定閉塞相比,移動(dòng)閉塞通過(guò)區(qū)域控制器(ZC)根據(jù)列車(chē)的移動(dòng)建立一個(gè)虛擬安全區(qū)域,該安全區(qū)域通常被稱為自動(dòng)防護(hù)(AP)。其他列車(chē)無(wú)法接近此AP,從而防止列車(chē)的碰撞。
區(qū)域控制器(ZC)為軌道上每輛列車(chē)分配一個(gè)被稱為自動(dòng)防護(hù)(AP)的安全范圍。自動(dòng)防護(hù)AP 能有效阻止附近其他列車(chē)的接近,因?yàn)檐壍郎弦粋€(gè)列車(chē)的AP 是不允許其他列車(chē)進(jìn)入的
列車(chē)車(chē)載周期性地將位置信息發(fā)送給區(qū)域控制器(ZC),區(qū)域控制器(ZC)將移動(dòng)授權(quán)終點(diǎn)發(fā)送給列車(chē)車(chē)載,區(qū)域控制器(ZC)根據(jù)列車(chē)的位置信息來(lái)建立列車(chē)的自動(dòng)防護(hù)AP 并給出移動(dòng)授權(quán)終點(diǎn)。
CBTC 系統(tǒng)具有靈活的控制模式,它有點(diǎn)式后備及聯(lián)鎖后備等降級(jí)運(yùn)營(yíng)模式。系統(tǒng)可安全高效地管理CBTC 列車(chē)以及非CBTC 列車(chē)在線路上自動(dòng)混跑運(yùn)營(yíng)。CBTC 列車(chē)指的是在系統(tǒng)正常運(yùn)行模式即CBTC 模式下的列車(chē),非CBTC 列車(chē)指的是系統(tǒng)故障后運(yùn)行在降級(jí)模式即點(diǎn)式后備或聯(lián)鎖后備模式下的列車(chē)。
正常情況下,工程車(chē)只能在非運(yùn)營(yíng)時(shí)段上線運(yùn)行。工程車(chē)是不裝備車(chē)載ATP 設(shè)備的,運(yùn)行模式為聯(lián)鎖后備模式,司機(jī)以地面信號(hào)的顯示作為依據(jù)來(lái)駕駛列車(chē),列車(chē)運(yùn)行的安全由聯(lián)鎖設(shè)備和司機(jī)等共同保證。
當(dāng)線路上某個(gè)區(qū)域由于某種原因的故障只能以點(diǎn)式后備或是聯(lián)鎖后備模式來(lái)進(jìn)行運(yùn)營(yíng)時(shí),線路上的無(wú)故障區(qū)域仍然可按照CBTC模式來(lái)正常運(yùn)營(yíng)。列車(chē)在無(wú)故障區(qū)域采用CBTC 下的駕駛模式正常運(yùn)行,在故障區(qū)域采用點(diǎn)式后備或是聯(lián)鎖后備下的駕駛模式運(yùn)行,因此全線具備良好的混合運(yùn)營(yíng)能力。
當(dāng)某輛車(chē)因故障只能以后備模式來(lái)進(jìn)行運(yùn)營(yíng)時(shí),線路上的無(wú)故障車(chē)輛仍然可以繼續(xù)按CBTC 模式正常運(yùn)營(yíng)。故障車(chē)的車(chē)載設(shè)備在后備模式下是按照軌旁信號(hào)機(jī)的顯示信息以及中心調(diào)度員的命令來(lái)駕駛列車(chē)運(yùn)行。故障車(chē)的安全防護(hù)由司機(jī)、聯(lián)鎖設(shè)備、以及調(diào)度員等共同保證。對(duì)于無(wú)故障車(chē)輛,車(chē)載控制器從區(qū)域控制器接收到的移動(dòng)授權(quán)信息,其中已包含從聯(lián)鎖得到的故障車(chē)輛占用的區(qū)段信息,其安全防護(hù)和正常運(yùn)營(yíng)情況下是一樣,由聯(lián)鎖和區(qū)域控制器共同負(fù)責(zé)。
正常情況下,CBTC 列車(chē)根據(jù)車(chē)載信號(hào)來(lái)運(yùn)行,軌旁信號(hào)機(jī)不作為其行車(chē)依據(jù)。
車(chē)載信號(hào)顯示,通常是駕駛員車(chē)載人機(jī)界面,這是液晶觸摸屏,其主要作用是顯示相關(guān)信息,必要情況下可供駕駛員操作,如圖2所示。人機(jī)界面上會(huì)顯示推薦速度(黃色三角所示速度)和緊急制動(dòng)觸發(fā)速度(紅色三角所示速度)以及列車(chē)的操作指示,司機(jī)可按照人機(jī)界面上的推薦速度來(lái)運(yùn)行列車(chē),并可依據(jù)列車(chē)的操作指示來(lái)控制列車(chē)。列車(chē)的速度不能超過(guò)界面上的緊急制動(dòng)觸發(fā)速度,當(dāng)列車(chē)駕駛速度已經(jīng)超過(guò)車(chē)載的推薦速度但并未到達(dá)緊急制動(dòng)觸發(fā)速度時(shí)(即速度在黃色三角與紅色三角之間),系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出告警聲音并伴有提示。所以,列車(chē)司機(jī)必須嚴(yán)格遵守車(chē)載信號(hào)顯示,執(zhí)行車(chē)載信號(hào)的緊急制動(dòng)觸發(fā)速度,使列車(chē)速度保持在緊急制動(dòng)觸發(fā)速度以下,以保證不超速行駛,來(lái)確保安全。
CBTC 系統(tǒng)中,正線信號(hào)機(jī)的點(diǎn)燈方案有兩種:滅燈、點(diǎn)燈。這兩種方案下,對(duì)于正線上的特殊位置包括從停車(chē)場(chǎng)或是車(chē)輛段/進(jìn)入正線的第一架信號(hào)機(jī)、聯(lián)絡(luò)線進(jìn)入正線的第一架信號(hào)機(jī),都需要在正常情況下點(diǎn)燈,因?yàn)檫@些信號(hào)機(jī)用來(lái)防護(hù)從外面非CBTC 區(qū)域進(jìn)入CBTC 區(qū)域邊界的非通信車(chē);以及軌道末端的阻擋信號(hào)機(jī),也需要在正常情況下點(diǎn)亮,因?yàn)樽钃跣盘?hào)機(jī)用來(lái)防護(hù)車(chē)檔[3]。對(duì)于正線上其他非特殊位置的信號(hào)機(jī),下面分別介紹這兩種點(diǎn)燈方案。
該方案下對(duì)于CBTC 列車(chē),軌旁信號(hào)機(jī)采用滅燈方案,有兩種形式:
(1)常態(tài)滅燈非CBTC 車(chē)接近點(diǎn)燈方式;
(2)常態(tài)點(diǎn)燈CBTC 車(chē)接近滅燈方式。
3.1.1 常態(tài)滅燈非CBTC 車(chē)接近點(diǎn)燈方式
此種點(diǎn)燈方案下,對(duì)于CBTC 列車(chē),正線軌旁信號(hào)機(jī)的常態(tài)顯示為滅燈,列車(chē)根據(jù)車(chē)載信號(hào)來(lái)運(yùn)行。對(duì)于非CBTC 列車(chē),其接近信號(hào)機(jī)時(shí),正線軌旁信號(hào)機(jī)會(huì)點(diǎn)亮,司機(jī)根據(jù)地面信號(hào)顯示行車(chē)[4]。
(1)CBTC 模式下信號(hào)機(jī)的顯示方案。CBTC 模式下,正線軌旁信號(hào)機(jī)的常態(tài)顯示為滅燈,列車(chē)按車(chē)載信號(hào)行車(chē)。
(2)后備模式下信號(hào)機(jī)的顯示方案。后備模式下,不管是點(diǎn)式后備還是聯(lián)鎖后備,正線軌旁信號(hào)機(jī)的顯示狀態(tài)為點(diǎn)亮,列車(chē)用以信號(hào)機(jī)為間隔的固定閉塞模式,即一條進(jìn)路內(nèi)只允許一列列車(chē)運(yùn)行,司機(jī)根據(jù)地面信號(hào)顯示行車(chē)。
(3)混合運(yùn)營(yíng)模式下信號(hào)機(jī)的顯示方案:
1.在混合運(yùn)營(yíng)模式下,信號(hào)機(jī)顯示方案為點(diǎn)燈和滅燈相結(jié)合的方式。
2.在降級(jí)模式下,系統(tǒng)具備室外自動(dòng)點(diǎn)燈功能。如果某個(gè)區(qū)域軌旁設(shè)備故障,那么該區(qū)域內(nèi)信號(hào)機(jī)將被點(diǎn)亮,軌旁信號(hào)機(jī)作為主體信號(hào),運(yùn)行在該區(qū)域的列車(chē)則根據(jù)信號(hào)機(jī)的顯示運(yùn)行。
3.如果某列車(chē)故障,當(dāng)運(yùn)行在后備模式下的該列車(chē)進(jìn)入某個(gè)信號(hào)機(jī)的接近范圍距離內(nèi)時(shí),信號(hào)機(jī)將自動(dòng)點(diǎn)亮,故障列車(chē)按照信號(hào)機(jī)的顯示行車(chē)。
4.當(dāng)CBTC 列車(chē)的前方為非CBTC 列車(chē)時(shí),所有處于這兩個(gè)列車(chē)之間的軌旁信號(hào)機(jī)均滅燈。
5.在CBTC 列車(chē)與非CBTC 列車(chē)混合運(yùn)行時(shí),非CBTC 列車(chē)前方的信號(hào)機(jī)的顯示根據(jù)前方軌道區(qū)段的列車(chē)占用/空閑情況采用點(diǎn)燈方式,CBTC 列車(chē)前方的相應(yīng)信號(hào)機(jī)的顯示為滅燈狀態(tài),如圖3 所示。
3.1.2 常態(tài)點(diǎn)燈CBTC 車(chē)接近滅燈方式
此種點(diǎn)燈方案下,正線軌旁信號(hào)機(jī)的常態(tài)顯示為點(diǎn)燈,對(duì)于CBTC 列車(chē),其接近信號(hào)機(jī)時(shí),正線軌旁信號(hào)機(jī)會(huì)滅燈,列車(chē)根據(jù)車(chē)載信號(hào)來(lái)運(yùn)行。對(duì)于非CBTC 列車(chē),正線軌旁信號(hào)機(jī)會(huì)點(diǎn)燈,司機(jī)根據(jù)地面信號(hào)顯示行車(chē)[4]。
(1)CBTC 模式下信號(hào)機(jī)的顯示方案。正線軌旁信號(hào)機(jī)的常態(tài)顯示為點(diǎn)燈,當(dāng)CBTC 列車(chē)接近信號(hào)機(jī)時(shí),位于其移動(dòng)授權(quán)距離范圍內(nèi)的軌旁信號(hào)機(jī)自動(dòng)滅燈,在車(chē)子越過(guò)信號(hào)機(jī)后,信號(hào)機(jī)又會(huì)繼續(xù)點(diǎn)紅燈,若后續(xù)列車(chē)為通信故障列車(chē)或未裝備列車(chē)等非CBTC列車(chē)時(shí),室外信號(hào)機(jī)保持亮燈,司機(jī)根據(jù)地面信號(hào)顯示行車(chē);若后續(xù)列車(chē)又是CBTC 車(chē)時(shí),當(dāng)后續(xù)列車(chē)接近信號(hào)機(jī)時(shí)信號(hào)機(jī)會(huì)再次滅燈,司機(jī)根據(jù)車(chē)載信號(hào)行車(chē)。
(2)后備模式下信號(hào)機(jī)的顯示方案。后備模式下,不管是點(diǎn)式后備還是聯(lián)鎖后備,正線軌旁信號(hào)機(jī)的顯示狀態(tài)為點(diǎn)亮,列車(chē)用以信號(hào)機(jī)為間隔的固定閉塞模式,即一條進(jìn)路內(nèi)只允許一列列車(chē)運(yùn)行,司機(jī)根據(jù)地面信號(hào)顯示行車(chē)。
(3)混合運(yùn)營(yíng)模式下信號(hào)機(jī)的顯示方案:
1.在混合運(yùn)營(yíng)模式下,信號(hào)機(jī)的顯示方案為點(diǎn)燈和滅燈相結(jié)合的方式。
2.在降級(jí)模式下,系統(tǒng)具備室外自動(dòng)點(diǎn)燈功能。如果某個(gè)區(qū)域的軌旁設(shè)備故障故障,那么該區(qū)域內(nèi)信號(hào)機(jī)將被點(diǎn)亮,信號(hào)機(jī)且作為主體信號(hào),運(yùn)行在該區(qū)域的列車(chē)根據(jù)信號(hào)機(jī)的顯示來(lái)運(yùn)行。
3.如果某列車(chē)故障,當(dāng)運(yùn)行在后備模式下的該列車(chē)進(jìn)入某個(gè)信號(hào)機(jī)的接近范圍距離時(shí),信號(hào)機(jī)將自動(dòng)點(diǎn)亮,故障列車(chē)按照信號(hào)機(jī)的顯示。
4.在CBTC 列車(chē)與非CBTC 列車(chē)混合運(yùn)行時(shí),非CBTC 列車(chē)前方的信號(hào)機(jī)的顯示根據(jù)前方軌道區(qū)段的列車(chē)占用/空閑情況采用點(diǎn)燈方式,CBTC 列車(chē)前方的相應(yīng)信號(hào)機(jī)的顯示為滅燈狀態(tài),如圖4 所示。
該方案下對(duì)于CBTC 列車(chē),軌旁信號(hào)機(jī)采用點(diǎn)燈方案,有兩種形式:沒(méi)有特殊燈位的點(diǎn)燈方式和有特殊燈位的點(diǎn)燈方式。
此種方案下,正線軌旁信號(hào)機(jī)的常態(tài)顯示為點(diǎn)燈,CBTC 列車(chē)根據(jù)車(chē)載信號(hào)來(lái)運(yùn)行。
(1)CBTC 模式下信號(hào)機(jī)的顯示方案:
1.CBTC 模式下軌旁信號(hào)機(jī)采用點(diǎn)燈方案,車(chē)載信號(hào)為主體信號(hào),車(chē)載信號(hào)作為列車(chē)的行車(chē)憑證,并應(yīng)與軌旁信號(hào)顯示保持一致,軌旁紅燈信號(hào)為禁止信號(hào)。
2.軌旁信號(hào)顯示與車(chē)載信號(hào)保持一致,當(dāng)CBTC 列車(chē)的移動(dòng)授權(quán)終點(diǎn)跨過(guò)信號(hào)機(jī)時(shí),表示允許列車(chē)通過(guò),該信號(hào)機(jī)開(kāi)放允許信號(hào),否則顯示禁止信號(hào)。司機(jī)按照車(chē)載信號(hào)的指示駕駛列車(chē)(包括按照車(chē)載信號(hào)的建議速度、控制列車(chē)在停車(chē)點(diǎn)停車(chē)等)。系統(tǒng)提供列車(chē)的全部ATP 防護(hù)來(lái)保證行車(chē)的安全。
3.因?yàn)镃BTC 車(chē)以車(chē)載信號(hào)作為主體信號(hào),故此方案下可以信號(hào)的開(kāi)放不檢查燈絲是否完好。即使信號(hào)燈絲斷絲,也可不改點(diǎn)紅燈。當(dāng)軌旁信號(hào)機(jī)顯示允許信號(hào)時(shí),列車(chē)的移動(dòng)授權(quán)可穿越該信號(hào)機(jī)。信號(hào)機(jī)滅燈不會(huì)影響列車(chē)行車(chē),但通常為了讓車(chē)載信號(hào)與軌旁信號(hào)保持一致,不至于讓司機(jī)產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué),當(dāng)軌旁信號(hào)機(jī)顯示禁止信號(hào)時(shí),或是禁止信號(hào)的信號(hào)機(jī)因故滅燈,該信號(hào)機(jī)應(yīng)視為禁止信號(hào),列車(chē)的移動(dòng)授權(quán)不可穿越該信號(hào)機(jī)。
4.信號(hào)機(jī)允許和禁止,在CBTC 模式下和后備模式下分別代表不同的含義[2]。CBTC 模式下信號(hào)允許開(kāi)放狀態(tài)不代表區(qū)段空閑的含義,只表示進(jìn)路處于鎖閉狀態(tài),在沒(méi)有其它限制點(diǎn)(如屏蔽門(mén)、緊急停車(chē)區(qū)域等)的情況下,列車(chē)的移動(dòng)授權(quán)終端可延伸至前車(chē)包絡(luò)的尾部,允許信號(hào)指的是列車(chē)前方移動(dòng)授權(quán)范圍內(nèi)的信號(hào)機(jī)可以開(kāi)放綠燈。后備模式下的信號(hào)允許代表區(qū)段空閑的含義。如圖5,CBTC 模式下的點(diǎn)燈方案中,區(qū)間的計(jì)軸區(qū)段BC 被列車(chē)1 所占用,因?yàn)榱熊?chē)2 的車(chē)尾位置B 點(diǎn)是列車(chē)1 的移動(dòng)授權(quán)點(diǎn),所以列車(chē)1 的車(chē)載信號(hào)為允許狀態(tài),這時(shí)S2-S3 的進(jìn)路建立,信號(hào)機(jī)S2 可以開(kāi)放綠燈即允許信號(hào),從而列車(chē)1 可以越過(guò)S2 往前行駛[2]。
在后備降級(jí)模式下,列車(chē)1 占用BC 區(qū)段,根據(jù)一個(gè)固定閉塞區(qū)間只能有一列列車(chē)的原理,這時(shí)信號(hào)機(jī)S2 顯示紅燈即禁止信號(hào),列車(chē)1 的車(chē)載信號(hào)也為禁止,S2-S3 的進(jìn)路無(wú)法建立,從而列車(chē)1不可以越過(guò)S2 往前行駛,只有當(dāng)列車(chē)2 越過(guò)S3 之后,信號(hào)機(jī)S2才能開(kāi)放綠燈[2]。
(2)后備模式下信號(hào)機(jī)的顯示方案。后備模式下,不管是點(diǎn)式后備還是聯(lián)鎖后備,正線軌旁信號(hào)機(jī)的顯示狀態(tài)為點(diǎn)亮,列車(chē)用以信號(hào)機(jī)為間隔的固定閉塞模式,即一條進(jìn)路內(nèi)只允許一列列車(chē)運(yùn)行,司機(jī)根據(jù)地面信號(hào)顯示行車(chē)。
(3)混合運(yùn)營(yíng)模式下信號(hào)機(jī)的顯示方案:
首先,通過(guò)幾何畫(huà)板的動(dòng)態(tài)演示,組織學(xué)生探討二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖象與x軸的交點(diǎn)問(wèn)題,由此建立它與相應(yīng)方程ax2+bx+c=0根的聯(lián)系,得出下表:
1.在混合運(yùn)營(yíng)模式下,當(dāng)接近信號(hào)機(jī)的列車(chē)為CBTC 列車(chē)時(shí),信號(hào)機(jī)的顯示方案為點(diǎn)燈方式,當(dāng)接近信號(hào)機(jī)的列車(chē)為非CBTC 列車(chē)時(shí),信號(hào)機(jī)也是點(diǎn)燈[5]。
2.在降級(jí)模式下,如果某個(gè)區(qū)域的軌旁設(shè)備故障,信號(hào)機(jī)且作為主體信號(hào),運(yùn)行在該區(qū)域的列車(chē)根據(jù)信號(hào)機(jī)的顯示來(lái)運(yùn)行。
3.如果某列車(chē)故障,當(dāng)運(yùn)行在后備模式下的該列車(chē)接近某個(gè)信號(hào)機(jī)時(shí),信號(hào)機(jī)將自動(dòng)點(diǎn)亮,故障列車(chē)按照信號(hào)機(jī)的顯示。
4.運(yùn)行在CBTC 模式下列車(chē),車(chē)載信號(hào)為其主體信號(hào)。
5.在混合運(yùn)營(yíng)模式下,即當(dāng)CBTC 列車(chē)與非CBTC 列車(chē)混合運(yùn)行時(shí),列車(chē)的前方信號(hào)機(jī)均為點(diǎn)燈,但是其點(diǎn)燈邏輯和含義是不同的。對(duì)于非CBTC 列車(chē),前方信號(hào)機(jī)的點(diǎn)亮綠燈允許表示區(qū)段是空閑的,否則若區(qū)段被占用則應(yīng)點(diǎn)禁止信號(hào)紅燈。對(duì)于CBTC 列車(chē),信號(hào)允許開(kāi)放狀態(tài)不代表區(qū)段空閑的含義,只表示進(jìn)路處于鎖閉狀態(tài)[6]。如圖6 所示。
3.2.2 有特殊燈位的點(diǎn)燈方式
為了區(qū)分列車(chē)是運(yùn)行在CBTC 模式還是后備模式,在原有的燈位上增加一個(gè)特殊燈位,例如點(diǎn)藍(lán)燈。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在CBTC 模式下,該特殊燈位(如藍(lán)燈)一直點(diǎn)亮,在列車(chē)的運(yùn)行過(guò)程中保持點(diǎn)燈狀態(tài)不變。此特殊燈位不允許非CBTC 車(chē)經(jīng)過(guò),只允許CBTC 列車(chē)經(jīng)過(guò),車(chē)載信號(hào)作為CBTC 列車(chē)的行車(chē)憑證[5]。
圖1:移動(dòng)閉塞的原理
圖2:車(chē)載人機(jī)界面
圖3:混跑場(chǎng)景下的信號(hào)機(jī)顯示
圖4:混跑場(chǎng)景下的信號(hào)機(jī)顯示
圖5:兩種模式下的信號(hào)機(jī)顯示場(chǎng)景
圖6:混跑場(chǎng)景下的信號(hào)機(jī)顯示
(1)CBTC 模式下信號(hào)機(jī)的顯示方案。正常運(yùn)行模式下,正線室外信號(hào)機(jī)特殊燈位如藍(lán)燈點(diǎn)亮,其他燈位不點(diǎn)亮,正線區(qū)段列車(chē)以車(chē)載信號(hào)作為行車(chē)憑證。
(2)后備模式下信號(hào)機(jī)的顯示方案:
1.系統(tǒng)在CBTC 通信故障情況下具備自動(dòng)室外點(diǎn)燈功能,當(dāng)故障恢復(fù)后,室外自動(dòng)恢復(fù)特殊燈位如藍(lán)燈。
2.在后備模式下,軌旁信號(hào)機(jī)為主體信號(hào)。CBTC 通信故障車(chē)、救援車(chē)、工程車(chē)等無(wú)車(chē)載信號(hào)的列車(chē)以及地面軌旁通信故障情況下,系統(tǒng)降級(jí)運(yùn)行,即列車(chē)運(yùn)行在點(diǎn)式后備模式或是聯(lián)鎖后備模式。列車(chē)則根據(jù)軌旁信號(hào)機(jī)的顯示來(lái)運(yùn)行。
3.后備模式下,不管是點(diǎn)式后備還是聯(lián)鎖后備,正線軌旁信號(hào)機(jī)的顯示狀態(tài)為點(diǎn)亮,列車(chē)用以信號(hào)機(jī)為間隔的固定閉塞模式,即一條進(jìn)路內(nèi)只允許一列列車(chē)運(yùn)行,司機(jī)根據(jù)地面信號(hào)顯示行車(chē)。
(3)混合運(yùn)營(yíng)模式下信號(hào)機(jī)的顯示方案:
1.在混合運(yùn)營(yíng)模式下,信號(hào)機(jī)的顯示方案為點(diǎn)燈方式(特殊燈位點(diǎn)燈和普通燈位點(diǎn)燈)。
2.在降級(jí)模式下,系統(tǒng)信號(hào)機(jī)的特殊燈位如藍(lán)燈滅燈,具備室外自動(dòng)點(diǎn)燈(普通燈位)功能。如果某個(gè)區(qū)域的軌旁設(shè)備故障,那么該區(qū)域內(nèi)信號(hào)機(jī)將被點(diǎn)亮,特殊燈位如藍(lán)燈滅燈,信號(hào)機(jī)且作為主體信號(hào),運(yùn)行在該區(qū)域的列車(chē)根據(jù)信號(hào)機(jī)的顯示來(lái)運(yùn)行。
3.如果某列車(chē)故障,當(dāng)運(yùn)行在后備模式下的列車(chē)接近某個(gè)信號(hào)機(jī)時(shí),信號(hào)機(jī)將自動(dòng)點(diǎn)亮,特殊燈位如藍(lán)燈滅燈,故障列車(chē)按照信號(hào)機(jī)的顯示。
4.運(yùn)行在CBTC 模式下列車(chē)與其追蹤前方的降級(jí)模式下列車(chē)之間的所有軌旁信號(hào)機(jī)的顯示為點(diǎn)特殊燈位(如藍(lán)燈)狀態(tài)。
5.在CBTC 列車(chē)與非CBTC 列車(chē)混合運(yùn)行時(shí),非CBTC 列車(chē)前方的信號(hào)機(jī)的顯示根據(jù)前方軌道區(qū)段的列車(chē)占用/空閑情況采用點(diǎn)燈(普通燈位)方式,CBTC 列車(chē)前方的相應(yīng)信號(hào)機(jī)的顯示為點(diǎn)特殊燈位(如藍(lán)燈)狀態(tài),如圖7 所示。
圖7:混跑場(chǎng)景下的信號(hào)機(jī)顯示
此方案優(yōu)點(diǎn)是正常情況下列車(chē)以車(chē)載信號(hào)作為其行車(chē)信號(hào),司機(jī)操作簡(jiǎn)單,只需要關(guān)注車(chē)載信號(hào)即駕駛員人機(jī)界面即可,不用關(guān)注軌旁信號(hào)機(jī);不會(huì)出現(xiàn)由于地面軌旁信號(hào)顯示與車(chē)載信號(hào)顯示不一致而給司機(jī)造成不必要的干擾的情況;不會(huì)因?yàn)檐壟孕盘?hào)機(jī)燈絲斷絲的故障而影響列車(chē)正常運(yùn)行;由于常態(tài)滅燈,系統(tǒng)可以減少大量的熱量排放,從而節(jié)能;列車(chē)司機(jī)可以通過(guò)信號(hào)機(jī)顯示來(lái)區(qū)分系統(tǒng)是處于CBTC 模式還是后備模式。
此方案的缺點(diǎn)是不能及時(shí)檢查信號(hào)機(jī)燈絲狀態(tài)因平時(shí)信號(hào)機(jī)都處于滅燈狀態(tài),故需要通過(guò)夜間停運(yùn)時(shí)借助強(qiáng)制點(diǎn)燈來(lái)檢查燈絲是否良好正常;司機(jī)若是一直習(xí)慣了滅燈駕駛,會(huì)導(dǎo)致其無(wú)法迅速準(zhǔn)確地判斷出信號(hào)機(jī)的位置;當(dāng)系統(tǒng)降級(jí)為后模模式或是駕駛非裝備列車(chē)時(shí),在軌旁信號(hào)機(jī)因故障原因無(wú)法正常點(diǎn)亮的情況下,司機(jī)有可能會(huì)錯(cuò)誤地判斷為系統(tǒng)仍然處于CBTC 模式下,故需制定相關(guān)規(guī)程來(lái)保證此種故障情況下的安全:非CBTC 列車(chē)遇到信號(hào)機(jī)故障不能點(diǎn)亮?xí)r應(yīng)視為禁止信號(hào)
此方案下由于信號(hào)機(jī)常態(tài)點(diǎn)燈,故可以及時(shí)監(jiān)測(cè)燈絲狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)燈絲斷絲等故障;其他優(yōu)點(diǎn)同常態(tài)滅燈非CBTC 車(chē)接近點(diǎn)燈方式。
缺點(diǎn)同常態(tài)滅燈非CBTC 車(chē)接近點(diǎn)燈方式。
此方案優(yōu)點(diǎn)是能及時(shí)檢查信號(hào)機(jī)燈絲狀態(tài),因信號(hào)機(jī)平時(shí)都處于點(diǎn)燈狀態(tài)[4];有助于司機(jī)熟練了解軌旁信號(hào)機(jī)的位置,當(dāng)系統(tǒng)降級(jí)為后模模式或是駕駛非裝備列車(chē)時(shí)司機(jī)能根據(jù)熟悉的信號(hào)機(jī)位置遵守信號(hào)機(jī)顯示來(lái)行車(chē);司機(jī)可及時(shí)分析出道岔是處于直向還是側(cè)向位置,因道岔防護(hù)信號(hào)機(jī)會(huì)用不同顏色的燈光來(lái)區(qū)分[6]。
此方案缺點(diǎn)是會(huì)出現(xiàn)車(chē)地信號(hào)不一致的情況,即車(chē)載信號(hào)顯示與地面軌旁信號(hào)顯示不一致,從而對(duì)司機(jī)駕駛列車(chē)造成一定干擾;信號(hào)機(jī)正常情況下一直點(diǎn)亮很費(fèi)電會(huì)散發(fā)很多量,不環(huán)保不節(jié)能;司機(jī)需要同時(shí)關(guān)注軌旁信號(hào)機(jī)顯示狀態(tài)和駕駛員人機(jī)駕駛界面,操作不太方便,容易增加司機(jī)的疲勞感;信號(hào)機(jī)故障會(huì)導(dǎo)致CBTC 列車(chē)不能正常運(yùn)行;系統(tǒng)不能根據(jù)信號(hào)機(jī)的顯示狀態(tài)來(lái)區(qū)分出列車(chē)是處于CBTC 模式還是后備模式。
此方案優(yōu)點(diǎn)是可明確表示系統(tǒng)是否處于CBTC 模式,有助于司機(jī)熟練判斷信號(hào)機(jī)的位置。
此方案缺點(diǎn)是司機(jī)需要同時(shí)關(guān)注軌旁信號(hào)機(jī)顯示狀態(tài)和駕駛員人機(jī)駕駛界面,操作不太方便,容易增加司機(jī)的疲勞感;額外增加了信號(hào)機(jī)的顯示燈位,從而增加了開(kāi)銷(xiāo)費(fèi)用成本,不節(jié)能不環(huán)保;特殊燈位的信號(hào)機(jī)故障會(huì)導(dǎo)致CBTC 列車(chē)不能正常運(yùn)行;除了特殊燈位外的其他燈位的燈絲故障不易被及時(shí)地發(fā)現(xiàn)。
本文介紹的四種點(diǎn)燈方案各有其優(yōu)缺點(diǎn),目前在國(guó)內(nèi)的軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中都有運(yùn)用。各地運(yùn)營(yíng)商在選擇點(diǎn)燈方案時(shí),應(yīng)綜合考慮既有的習(xí)慣、已有線路的特點(diǎn)、運(yùn)營(yíng)需求等多種因素,選擇恰當(dāng)?shù)姆桨浮?/p>