地鐵聯(lián)鎖跨站進(jìn)路功能實(shí)現(xiàn)方法

摘 要：為保證地鐵線路高安全性、高可靠性、高效運(yùn)營(yíng)，地鐵項(xiàng)目采用進(jìn)路辦理方式（信號(hào)機(jī)至信號(hào)機(jī)的進(jìn)路方式，即所有沿線路方向相鄰的兩架同方向信號(hào)機(jī)之間的進(jìn)路）越來(lái)越多，早期使用站內(nèi)進(jìn)路和區(qū)間自動(dòng)信號(hào)的方式越來(lái)越少，因此相鄰聯(lián)鎖區(qū)跨站進(jìn)路功能的可靠實(shí)現(xiàn)顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：聯(lián)鎖;跨站進(jìn)路;進(jìn)路搶辦;無(wú)效動(dòng)岔;通信中斷

中圖分類號(hào)：U284 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2024）30-0144-04

Abstract： In order to ensure high safety， high reliability and efficient operation of subway lines， subway projects adopt route processing methods （annunciator to annunciator route method， that is， route between all two adjacent annunciators in the same direction along the line direction） more and more roads， and there were fewer and fewer ways to use in-station routes and inter-section automatic signals in the early days， so the reliable realization of cross-station route functions in adjacent interlocking areas is particularly important.

Keywords： interlocking; cross-site route; route scrambling; invalid switch; communication interruption

跨站進(jìn)路是進(jìn)路始端在本站，但是進(jìn)路范圍包含鄰站區(qū)段的進(jìn)路。其功能的實(shí)現(xiàn)需要和鄰站互傳區(qū)段信息、進(jìn)路辦理信息、敵對(duì)進(jìn)路信息、站臺(tái)緊急關(guān)閉和屏蔽門信息、區(qū)段封鎖和SPKS等信息，以此實(shí)現(xiàn)進(jìn)路辦理、信號(hào)開放和進(jìn)路解鎖對(duì)鄰站條件的檢查。由于道岔受所屬集中聯(lián)鎖區(qū)控制，即本站不能對(duì)相鄰聯(lián)鎖區(qū)的道岔設(shè)備進(jìn)行控制，故跨站進(jìn)路鄰站區(qū)域內(nèi)不包含道岔設(shè)備，下文跨站進(jìn)路功能實(shí)現(xiàn)也是基于跨站進(jìn)路鄰站區(qū)域不包含道岔設(shè)備的前提來(lái)討論的?？缯具M(jìn)路本站聯(lián)鎖功能實(shí)現(xiàn)不再贅述。

早期的地鐵項(xiàng)目設(shè)計(jì)借鑒了國(guó)有鐵路的車站和區(qū)間的設(shè)計(jì)方法，車站信號(hào)機(jī)分為進(jìn)路信號(hào)機(jī)和區(qū)間信號(hào)機(jī)，進(jìn)路信號(hào)機(jī)可實(shí)現(xiàn)站內(nèi)進(jìn)路控制，區(qū)間信號(hào)機(jī)可靜態(tài)檢查防護(hù)區(qū)域內(nèi)的區(qū)段空閑、敵對(duì)進(jìn)路未建立、站臺(tái)緊急關(guān)閉未激活和屏蔽門關(guān)閉且鎖閉等條件（包括鄰站條件），條件滿足則開放，條件不滿足則關(guān)閉。雖然通過(guò)區(qū)間信號(hào)檢查鄰站條件的方法站間傳遞信息比跨站進(jìn)路少，但卻無(wú)法做到跨站進(jìn)路的精準(zhǔn)控制（如區(qū)間信號(hào)一般無(wú)法實(shí)現(xiàn)反向運(yùn)行，若要提供反向運(yùn)行功能可能還需增加改方等輔助邏輯），無(wú)法滿足高效運(yùn)營(yíng)、精細(xì)化管理的需求，故新建地鐵項(xiàng)目一般采用進(jìn)路辦理方式。

1 跨站進(jìn)路功能的實(shí)現(xiàn)

1.1 跨站進(jìn)路的定義

跨站進(jìn)路功能實(shí)現(xiàn)前，需先對(duì)跨站進(jìn)路始終端進(jìn)行定義，以便接收上位機(jī)下發(fā)的進(jìn)路辦理命令。始端為至鄰站方向最后一架同向信號(hào)機(jī)，終端一般為始端至本站邊界最后一架反向信號(hào)機(jī)，若沒(méi)有合適的信號(hào)機(jī)做終端則需設(shè)置虛擬終端。如圖1所示，X0102為跨站進(jìn)路始端，S0104為跨站進(jìn)路終端，該跨站進(jìn)路范圍為從信號(hào)機(jī)X0102至X0204。信號(hào)機(jī)X0105作為跨站進(jìn)路始端，但是并沒(méi)有合適的反向信號(hào)機(jī)，故設(shè)置一虛擬信號(hào)機(jī)AXRZ作為終端，其進(jìn)路范圍為從信號(hào)機(jī)X0105至X0203。同理，以信號(hào)機(jī)S0202、S0201為始端的跨站進(jìn)路也需設(shè)置虛擬信號(hào)機(jī)BSLZ、BXLZ作為進(jìn)路終端。

1.2 跨站進(jìn)路的辦理

1.2.1 跨站敵對(duì)條件檢查

跨站進(jìn)路辦理須檢查鄰站進(jìn)路范圍內(nèi)迎面敵對(duì)進(jìn)路未建立。鄰站可通過(guò)遞歸的方法由遠(yuǎn)及近將鄰站進(jìn)路部分迎面鎖閉狀態(tài)運(yùn)算在邊界區(qū)段并送本站檢查。如圖1所示，跨站進(jìn)路X0102—S0104辦理須檢查鄰站區(qū)段WG0202、WG0204沒(méi)有迎面敵對(duì)鎖閉狀態(tài)，WG0204檢查本身沒(méi)有上行方向鎖閉狀態(tài)→WG0202檢查本身沒(méi)有上行方向鎖閉狀態(tài)且WG0204沒(méi)有上行方向鎖閉狀態(tài)→本站W(wǎng)G0106接收到鄰站沒(méi)有迎面鎖閉狀態(tài)，證明沒(méi)有已經(jīng)辦理的迎面敵對(duì)進(jìn)路，跨站進(jìn)路初步滿足辦理?xiàng)l件?？缯具M(jìn)路S0202—BSLZ和小進(jìn)路S0206—X0204則須檢查跨站進(jìn)路X0102—S0104進(jìn)路范圍內(nèi)沒(méi)有迎面鎖閉狀態(tài)。

上述敵對(duì)進(jìn)路檢查方法對(duì)于引導(dǎo)進(jìn)路同樣適用。

跨站進(jìn)路鄰站部分區(qū)段封鎖狀態(tài)也可參照迎面敵對(duì)的處理方法進(jìn)行檢查。

跨站進(jìn)路鄰站部分區(qū)段占用狀態(tài)、防淹門打開且鎖閉狀態(tài)、防淹門關(guān)門命令激活狀態(tài)、SPKS激活狀態(tài)等也需要傳遞至本站按需進(jìn)行檢查。

1.2.2 跨站敵對(duì)進(jìn)路搶辦卡控

跨站進(jìn)路辦理時(shí)需實(shí)時(shí)檢查握手信息，證明通道正常。初始狀態(tài)本站和鄰站之間未辦理敵對(duì)進(jìn)路，如圖1所示，以A站跨站進(jìn)路X0102—S0104為例。

本站下發(fā)跨站進(jìn)路辦理命令，S0104終端按鈕命令傳遞給鄰站。

鄰站收到S0104終端按鈕命令且檢查到?jīng)]有辦理至本站的跨站進(jìn)路（BSLZ終端按鈕未按下），告知本站。

本站收到鄰站的告知信息，并作為跨站進(jìn)路辦理的必要條件參與運(yùn)算。

以上的握手信息也可理解為進(jìn)路辦理請(qǐng)求和允許信息，可卡控下文跨站進(jìn)路一對(duì)一的進(jìn)路搶辦。

跨站敵對(duì)進(jìn)路搶辦，即相鄰站間沒(méi)有辦理敵對(duì)進(jìn)路都具備辦理進(jìn)路條件時(shí)，若鄰站敵對(duì)進(jìn)路辦理時(shí)，本站與之?dāng)硨?duì)的進(jìn)路將無(wú)法建立。主要通過(guò)互傳敵對(duì)進(jìn)路的終端命令并作為進(jìn)路辦理檢查條件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

跨站進(jìn)路一對(duì)一敵對(duì)搶辦卡控。如圖2所示，跨站進(jìn)路X0102—S0104和S0204—X0202互為敵對(duì)進(jìn)路且鄰站敵對(duì)進(jìn)路都只有一條，該場(chǎng)景下2條進(jìn)路的辦理都需要檢查迎面敵對(duì)進(jìn)路終端命令未執(zhí)行，只要一方終端命令先執(zhí)行成功，則迎面敵對(duì)進(jìn)路不能辦理。

跨站進(jìn)路一對(duì)多敵對(duì)搶辦卡控。如圖2所示，B站跨站進(jìn)路S0203—X0201進(jìn)路將鎖閉至A站W(wǎng)G0103，與之?dāng)硨?duì)的進(jìn)路有X0102—S0103、X0101—S0103和X0105—AXRZ，X0201終端命令執(zhí)行應(yīng)同時(shí)檢查鄰站的兩個(gè)敵對(duì)進(jìn)路的終端S0103和AXRZ終點(diǎn)命令未執(zhí)行。此時(shí)可將A站多個(gè)終端命令打包，通過(guò)近端的敵對(duì)進(jìn)路終端AXRZ傳遞給B站，B站可實(shí)現(xiàn)一次性卡控A站多條進(jìn)路的搶辦。如X0102—S0103、X0101—S0103和X0105—AXRZ的終端命令可組合在進(jìn)路X0105—AXRZ的終端命令中作為一個(gè)組合終端命令傳遞給B站，同時(shí)可以減少站間傳遞碼位數(shù)量。A站遠(yuǎn)端敵對(duì)進(jìn)路X0102—S0103、X0101—S0103可通過(guò)檢查近端敵對(duì)進(jìn)路X0105—AXRZ終端條件來(lái)判斷B站是否正在辦理敵對(duì)進(jìn)路。

跨站進(jìn)路多對(duì)多敵對(duì)卡控。如圖1所示，A站進(jìn)路X0101—S0103、X0105—AXRZ和B站進(jìn)路S0201—BXLZ敵對(duì)，B站進(jìn)路S0205—X0203、S0201—BXLZ和A站進(jìn)路X0105—AXRZ敵對(duì)，如果按照敵對(duì)進(jìn)路一對(duì)多終端命令打包傳遞，則2條遠(yuǎn)端的進(jìn)路X0101—S0103和S0205—X0203就會(huì)錯(cuò)誤卡控?cái)硨?duì)進(jìn)路。此場(chǎng)景下，2條遠(yuǎn)端的小進(jìn)路終端命令狀態(tài)須單獨(dú)傳遞，跨站進(jìn)路終端分別檢查鄰站多條敵對(duì)進(jìn)路終端命令狀態(tài)，2條遠(yuǎn)端的小進(jìn)路仍可通過(guò)檢查近端的終端狀態(tài)來(lái)作為進(jìn)路辦理?xiàng)l件，即跨站進(jìn)路X0105—AXRZ辦理時(shí)終端須檢查鄰站敵對(duì)進(jìn)路終端BXLZ、X0203終端命令未執(zhí)行，跨站進(jìn)路S0201—BXLZ辦理時(shí)須檢查敵對(duì)進(jìn)路終端S0103、AXRZ終端命令未執(zhí)行;遠(yuǎn)端小進(jìn)路X0102—S0103和X0101—S0103進(jìn)路辦理須檢查鄰站敵對(duì)進(jìn)路終端BXLZ終端命令未執(zhí)行，S0205—X0203進(jìn)路辦理須檢查敵對(duì)進(jìn)路終端AXRZ終端命令未執(zhí)行。

1.2.3 跨站進(jìn)路的鎖閉

跨站進(jìn)路檢查本站和鄰站進(jìn)路辦理?xiàng)l件都滿足后進(jìn)行進(jìn)路鎖閉?？缯具M(jìn)路從始端至終端方向依次鎖閉至邊界區(qū)段，同時(shí)通過(guò)將邊界的鎖閉命令傳遞給鄰站進(jìn)而鎖閉鄰站區(qū)段，待鄰站區(qū)段完成鎖閉后將鄰站區(qū)段的鎖閉狀態(tài)回傳給本站來(lái)檢查完整的進(jìn)路鎖閉狀態(tài)。如圖1所示，跨站進(jìn)路X0102—S0104進(jìn)路下行鎖閉至WG0106時(shí)，WG0106將下行鎖閉命令傳遞給WG0202使WG0202、WG0204完成下行鎖閉。通過(guò)由遠(yuǎn)及近遞歸檢查鎖閉狀態(tài)，WG0204完成下行鎖閉→WG0202完成下行鎖閉且WG0204完成下行鎖閉→WG0106完成下行鎖閉且WG0202完成下行鎖閉，由此跨站進(jìn)路完成對(duì)鄰站區(qū)段鎖閉狀態(tài)檢查，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)路完整鎖閉的檢查。

1.3 跨站進(jìn)路信號(hào)開放

跨站進(jìn)路鎖閉后，檢查本站信號(hào)開放條件滿足后還須持續(xù)檢查鄰站相關(guān)條件，如區(qū)段占用狀態(tài)、區(qū)段鎖閉狀態(tài)、保護(hù)區(qū)段建立觸發(fā)區(qū)段占用狀態(tài)、保護(hù)區(qū)段建立狀態(tài)、區(qū)段封鎖狀態(tài)、SPKS激活狀態(tài)、屏蔽門狀態(tài)和緊急關(guān)閉狀態(tài)等都滿足開放條件時(shí)才能開放。

如圖1所示，以跨站進(jìn)路S0202—BSLZ為例說(shuō)明信號(hào)開放須檢查的鄰站條件：后備模式下開放信號(hào)須檢查S0104保護(hù)區(qū)段建立狀態(tài)（保護(hù)區(qū)段建立需要檢查觸發(fā)區(qū)段占用狀態(tài)，此時(shí)就需要B站將觸發(fā)區(qū)段占用狀態(tài)傳遞給A站進(jìn)行檢查）和DG0102空閑狀態(tài);須檢查WG0104和WG0106區(qū)段空閑狀態(tài)和未封鎖狀態(tài);須檢查WG0104處站臺(tái)緊急關(guān)閉未激活、屏蔽門關(guān)閉且鎖閉狀態(tài)（若項(xiàng)目有需求要關(guān)聯(lián)站臺(tái)兩側(cè)緊急關(guān)閉和屏蔽門狀態(tài)，則需檢查雙側(cè)站臺(tái)條件）;須檢查鄰站SPKS未激活狀態(tài)。而CBTC模式下，其信號(hào)開放與后備模式相比，僅檢查鄰站區(qū)段未封鎖狀態(tài)和SPKS未激活狀態(tài)。引導(dǎo)信號(hào)開放對(duì)于鄰站條件，一般只檢查鄰站區(qū)段未封鎖狀態(tài)。

信號(hào)開放前聯(lián)鎖系統(tǒng)將區(qū)分模式持續(xù)檢查影響信號(hào)開放的所有條件，一旦所有條件滿足則會(huì)開放信號(hào)。特殊場(chǎng)景：當(dāng)列車信號(hào)開放后因故關(guān)閉，在條件仍然不滿足的條件下人工重開信號(hào)，列車信號(hào)將不能開放（等效于列車進(jìn)路辦理后因條件不滿足信號(hào)未開放），當(dāng)滿足信號(hào)開放條件后將無(wú)需再次重開操作，可自動(dòng)開放列車信號(hào)（引導(dǎo)信號(hào)不適用）。

信號(hào)開放后聯(lián)鎖系統(tǒng)將區(qū)分模式持續(xù)檢查相關(guān)條件，一旦條件不滿足導(dǎo)致信號(hào)關(guān)閉，信號(hào)在條件恢復(fù)后不能自動(dòng)重開信號(hào)，只能通過(guò)人工重開信號(hào)操作開放信號(hào)。若跨站進(jìn)路設(shè)置了自動(dòng)進(jìn)路屬性，則條件恢復(fù)后信號(hào)會(huì)自動(dòng)開放。

1.4 跨站進(jìn)路的解鎖

跨站進(jìn)路隨列車行駛自動(dòng)逐段解鎖，發(fā)車站邊界區(qū)段須向接車站邊界區(qū)段傳遞三點(diǎn)檢查所需的信息。如圖1所示，跨站進(jìn)路X0102—S0104隨列車行駛完全進(jìn)入WG0106，WG0104滿足三點(diǎn)檢查后已解鎖，此時(shí)檢查到WG0202已占用待WG0106出清后WG0106即可解鎖。WG0202在檢查到WG0106解鎖且WG0204占用后，待WG0202出清后WG0202即可解鎖。WG0204作為進(jìn)路最末區(qū)段，可通過(guò)進(jìn)路S0202—BSLZ列車中途折返功能解鎖，也可通過(guò)辦理前方順向進(jìn)路正常行車逐段解鎖。

跨站列車進(jìn)路取消、人工延時(shí)解鎖或引導(dǎo)進(jìn)路人工解鎖時(shí)，本站可通過(guò)邊界區(qū)段將取消命令傳遞給鄰站邊界區(qū)段進(jìn)行解鎖。如圖1所示，X0102—S0104列車進(jìn)路取消或引導(dǎo)進(jìn)路人工解鎖時(shí)，區(qū)段由近及遠(yuǎn)逐段解鎖，WG0106區(qū)段解鎖時(shí)將取消命令傳遞給WG0202實(shí)現(xiàn)對(duì)鄰站區(qū)段的解鎖。

2 跨站進(jìn)路的優(yōu)化

2.1 無(wú)效動(dòng)岔的規(guī)避

如圖1所示，當(dāng)B站敵對(duì)進(jìn)路S0206—X0204辦理后，A站X0102—S0104進(jìn)路雖然不能辦理成功，但A站進(jìn)路命令下發(fā)可使處于道岔反位狀態(tài)的P0101—P0102由反位操縱到定位，造成無(wú)效動(dòng)岔。此時(shí)可將鄰站邊界區(qū)段傳遞的敵對(duì)條件運(yùn)算后告知上位機(jī)，上位機(jī)通過(guò)卡控進(jìn)路命令下發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)效動(dòng)岔規(guī)避。

2.2 跨站進(jìn)路解鎖優(yōu)化

跨站進(jìn)路的解鎖是建立在良好的網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)上的，但是在極端情況下可能存在丟一包數(shù)據(jù)的可能。對(duì)于正常行車逐段解鎖的場(chǎng)景，由于在互傳三點(diǎn)檢查信息時(shí)已經(jīng)考慮了輕車跳動(dòng)時(shí)間，丟一包數(shù)據(jù)不會(huì)影響正常解鎖。但若丟包的恰好是進(jìn)路取消命令，就可能會(huì)導(dǎo)致跨站進(jìn)路本站區(qū)段已取消解鎖，但是鄰站區(qū)段未解鎖的情況。為了保證跨站進(jìn)路取消命令可靠傳遞給鄰站，本站需對(duì)跨站進(jìn)路邊界區(qū)段進(jìn)路取消命令做適當(dāng)延時(shí)處理（取消命令保持時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)影響跨站進(jìn)路再次辦理）。

2.3 通信中斷/宕機(jī)重啟

本站至鄰站跨站進(jìn)路建立后鄰站宕機(jī)重啟，鄰站重啟并恢復(fù)通信后，跨站進(jìn)路鄰站部分應(yīng)能正常鎖閉，鄰站的敵對(duì)進(jìn)路無(wú)法辦理，反之亦然。如圖1所示，A站跨站進(jìn)路X0102-S0104進(jìn)路辦理成功進(jìn)路正常鎖閉至X0204并開放X0102信號(hào)，當(dāng)B站因故重啟聯(lián)鎖時(shí)X0102信號(hào)關(guān)閉，待恢復(fù)正常通信后，B站應(yīng)將區(qū)段鎖閉至WG0204，X0102信號(hào)機(jī)保持關(guān)閉，只能在滿足信號(hào)開放條件下通過(guò)人工重開才能開放信號(hào)。

鄰站至本站跨站敵對(duì)進(jìn)路未建立，通信中斷后或鄰站宕機(jī)重啟期間，本站遠(yuǎn)端的敵對(duì)小進(jìn)路可辦理并開放信號(hào)，以減少對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響。如圖1所示，跨站進(jìn)路X0102—S0104未辦理，當(dāng)站間通信中斷或A站聯(lián)鎖宕機(jī)重啟期間，B站S0206—X0204應(yīng)能正常辦理并開放信號(hào)。

通信中斷或聯(lián)鎖宕機(jī)重啟下的敵對(duì)進(jìn)路卡控和進(jìn)路鎖閉處理，引導(dǎo)進(jìn)路同樣適用。

2.4 反向長(zhǎng)大跨站進(jìn)路折返優(yōu)化

列車中途折返功能一般設(shè)置在終端按鈕信號(hào)機(jī)外方相鄰無(wú)岔區(qū)段，如圖1所示，進(jìn)路X0102—S0103可在WG0103進(jìn)行折返作業(yè)。但若有反向長(zhǎng)大跨站進(jìn)路越過(guò)多個(gè)鄰站站臺(tái)，可在鄰站相關(guān)站臺(tái)處提供列車中途折返功能以增強(qiáng)行車作業(yè)靈活性。如圖3所示，X0208—S0210進(jìn)路范圍至X0306，可在站臺(tái)軌WG0304、WG0308處設(shè)置列車中途折返功能，提高中途折返靈活性。

2.5 告警優(yōu)化

站內(nèi)進(jìn)路辦理或信號(hào)開放異常時(shí)會(huì)有告警提示，但是對(duì)于跨站進(jìn)路，告警可能只有本站的信息，跨站進(jìn)路如鄰站區(qū)段占用、封鎖、保護(hù)區(qū)段占用、屏蔽門、緊急關(guān)閉和SPKS等條件不滿足導(dǎo)致的進(jìn)路不能辦理或信號(hào)異常關(guān)閉告警通過(guò)上位機(jī)調(diào)取鄰站界面顯示才能獲取。上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)化告警提示，關(guān)聯(lián)鄰站影響本站跨站進(jìn)路的告警信息，給運(yùn)營(yíng)人員提供更優(yōu)質(zhì)和便捷的服務(wù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

聯(lián)鎖功能的實(shí)現(xiàn)離不開實(shí)時(shí)、穩(wěn)定可靠的安全數(shù)據(jù)通信，因此提高網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量仍是保證聯(lián)鎖功能的重要一環(huán)。在保證站內(nèi)聯(lián)鎖功能實(shí)現(xiàn)和行車安全的同時(shí)，應(yīng)盡可能減小站間通信故障給行車作業(yè)帶來(lái)的影響。本文就聯(lián)鎖子系統(tǒng)對(duì)跨站進(jìn)路的處理進(jìn)行了說(shuō)明，對(duì)地鐵線路平面圖設(shè)計(jì)和聯(lián)鎖數(shù)據(jù)和軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)有一定參考意義。

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第一作者簡(jiǎn)介：劉文斌（1987-），男，工程師。研究方向?yàn)殍F路信號(hào)。