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作者介紹

楊照路

卡斯柯信號有限公司高級工程師，軟件架構(gòu)師，長期從事地鐵既有線路改造項目相關(guān)的ATS產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)工作，其中包括上海1號線改造、上海2號線改造、上海3/4號線改造、墨西哥城PCC改造、香港LAR改造等項目。

李建全

卡斯柯信號有限公司高級工程師，研發(fā)項目經(jīng)理，長期從事地鐵ATS系統(tǒng)和有軌電車DMS系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)工作，負(fù)責(zé)悉尼西北線和香港南島線等無人駕駛線路FAOTS產(chǎn)品以及國內(nèi)多條大修改造項目ATS產(chǎn)品的研發(fā)。

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背景介紹

上海2號線于2000年6月開通運行，由于線路站型特殊、運營間隔短，在早、晚高峰期間會存在一種特殊的運營場景即出庫列車的“反向插車作業(yè)”。正常操作需要延時60s切換區(qū)間方向，進(jìn)而辦理插車進(jìn)路，這會導(dǎo)致后方列車在區(qū)間長時間停車等待，不僅影響乘車體驗，甚至還會打亂列車計劃運行秩序。因此需要一種方法解決正線運營過程中存在“反向插車作業(yè)”時，信號系統(tǒng)自動讓后方列車不進(jìn)入?yún)^(qū)間，避免耗時的輔助改方操作，有效減少列車運營間隔。

目前，上海2號線已采用CBTC兼容TBTC的方案實施改造，為了優(yōu)化反向插車作業(yè)效率偏低的問題，同時還結(jié)合TBTC+CBTC系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)邏輯，設(shè)計了一種基于自動扣車的沖突管理方法，本文將做簡要介紹。

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TBTC和CBTC進(jìn)路防護(hù)機制

既有TBTC系統(tǒng)將全線區(qū)段分為進(jìn)路區(qū)段和區(qū)間（個別特殊車站除外），如圖1所示，全線只有在道岔處設(shè)有信號機，沒有單獨的區(qū)間信號機或出站信號機。正線列車進(jìn)路定義為道岔防護(hù)信號機至反向終端信號機所包含的區(qū)段（折返線與存車線的進(jìn)路是兩個同向信號機之間的區(qū)間），兩個聯(lián)鎖集中站之間所有無岔部分線路被定義為區(qū)間。屬于進(jìn)路閉塞+區(qū)間閉塞結(jié)合的方式，其中進(jìn)路閉塞由聯(lián)鎖系統(tǒng)實現(xiàn)間隔防護(hù)，同一條進(jìn)路只允許有一列車運行；區(qū)間閉塞由區(qū)間方向?qū)嵤┍O(jiān)控，由ATP把區(qū)間方向?qū)崟r發(fā)送給軌道電路實現(xiàn)列車安全間隔防護(hù)，確保多列車在區(qū)間安全追蹤運行。

CBTC系統(tǒng)中所有控制區(qū)域內(nèi)，通過列車進(jìn)路實現(xiàn)了CBTC模式下的方向控制以及后備模式下的安全間隔防護(hù)。列車進(jìn)路定義的范圍是自始端信號機至最近一架同向終端信號機覆蓋的范圍。針對2號線既有站場布置，為了能同時滿足CBTC和TBTC下安全間隔防護(hù)，聯(lián)鎖采用進(jìn)路閉塞+區(qū)間方向電路的方式，方向建立后保持。

在區(qū)間所有區(qū)段空閑時，可通過辦理反向進(jìn)路改變區(qū)間方向；在區(qū)間有車占用時，通過輔助改方命令，進(jìn)行方向解除（無方向），延時2min（既有系統(tǒng)為2min，TBTC+CBTC系統(tǒng)中按照總?cè)私庥嫊r的方式執(zhí)行）后立即倒換區(qū)間方向。一次完整的輔助改方操作是在原接車站按下輔助改方請求；然后在原發(fā)車站按下輔助改方確認(rèn)；等待延時后改方（中間如有無岔站，則無岔站在兩個鄰站改方后自動改方）。

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技術(shù)方案

上海地鐵2號線現(xiàn)有北翟路車輛段、龍陽路停車場、川沙停車場三個場段、每個場段對應(yīng)有多個插車作業(yè)點。為了能夠滿足這樣的需求，在列車自動監(jiān)控系統(tǒng)（ATS）內(nèi)通過配置文件的方式做到應(yīng)用場景靈活可變，配置的字段包括反向插車站臺的小站號及站臺編號、設(shè)置扣車站臺的小站號及站臺編號、上行折返站臺的小站號及站臺編號、下行折返站臺的小站號及站臺編號、到離站取消扣車標(biāo)記等字段，對任意可能出現(xiàn)反向插車場景的車站根據(jù)本站的基本信息配置該文件。

3.1?自動扣車

“反向插車作業(yè)”設(shè)置扣車操作在讀取配置文件后優(yōu)先檢查數(shù)據(jù)有效性。以列車停穩(wěn)到站事件為計算觸發(fā)點，判斷插車點列車是否需要扣車并會給出相應(yīng)的告警提醒調(diào)度員。

以2號線北翟路車輛段的“反向插車作業(yè)”自動扣車為例說明，如圖2所示，一輛載客列車2按計劃準(zhǔn)點在線運營，當(dāng)列車到達(dá)北新涇下行站臺停穩(wěn)后，根據(jù)配置確定該站臺為可能存在“反向插車作業(yè)”的扣車點，進(jìn)而根據(jù)配置的沖突點，在當(dāng)天計劃查找是否前面有還未出庫的計劃列車，如果不存在，列車按發(fā)車點繼續(xù)向前運行；如果存在這樣的列車1，則本站臺自動設(shè)置扣車，列車上方紅色H（Hold）顯示提醒。

當(dāng)出庫列車完成插車作業(yè)后，需要再次根據(jù)當(dāng)天計劃，查詢后方正線載客站臺扣住的列車是否還有未出庫的沖突列車。如果存在，則后方站臺的扣車不能自動取消，如果已經(jīng)不存在沖突的列車，則系統(tǒng)自動取消扣車，讓列車按計劃繼續(xù)向前運行。

3.2?取消扣車

“反向插車作業(yè)”取消扣車操作在讀取配置文件后優(yōu)先檢查數(shù)據(jù)有效性。以列車大站臺停穩(wěn)到站或小站臺離站（根據(jù)配置）事件為計算觸發(fā)點，判斷插車點列車是否需要取消扣車并給出相應(yīng)的告警提醒調(diào)度員。

以2號線北翟路車輛段的“反向插車作業(yè)”取消扣車為例說明，如圖3所示，一輛載客列車2自動扣車在北新涇下行站臺，當(dāng)列車1按計劃出庫到達(dá)淞虹路下行站臺停穩(wěn)后，根據(jù)配置在當(dāng)天計劃查找是否后面還有還未出庫的計劃列車，如果有，則結(jié)束；如果沒有，自動取消載客列車2的扣車，列車上方紅色H（Hold）顯示提醒消失。

3.3?取消扣車時機

配置文件中包含了一個特殊的字段，即到離站取消扣車標(biāo)記，具體含義是對自動取消扣車時機支持兩種場景：一是折返站臺離站時取消扣車；二是正線載客站臺到站時取消扣車?；诓煌拘驮撟侄蔚闹悼赡懿灰粯?。

以川沙停車場為例說明，凌空路站和遠(yuǎn)東大道站兩個集中站距離較遠(yuǎn)，到離站取消扣車標(biāo)記的值需要配置位1表明離站時取消扣車。如圖4所示，列車1從折返站臺離站時，列車2的扣車就會被自動取消并按計劃向前運行到區(qū)間，能夠有效減少列車運營間隔。

以龍陽路停車場為例說明：世紀(jì)公園站和龍陽路站兩個集中站距離較近，到離站取消扣車標(biāo)記的值需要配置為2表明到站時自動取消扣車。如圖5所示，列車1離開折返站臺時列車2的扣車不會自動取消，直到列車1出庫完成，到站停穩(wěn)在龍陽路上行站臺時，列車2的扣車才會被自動取消，能夠更好控制列車2在區(qū)間的等待時間。

“反向插車作業(yè)”可能涉及多個集中站，相關(guān)集中站都應(yīng)該有該配置文件，以保證每個集中站一旦有列車停穩(wěn)到站或者載客離站，都會對插車作業(yè)狀態(tài)重做判斷，避免出現(xiàn)該扣沒扣、該取消未取消的情況。異常情況下出現(xiàn)以上問題時，該技術(shù)方案對應(yīng)的信號系統(tǒng)，支持調(diào)度員人工取消因“反向插車作業(yè)”自動扣留的車，也支持調(diào)度員對未設(shè)置扣車的站臺人工再設(shè)置扣車的兜底方案。

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結(jié)束語

采用基于站臺自動扣車的沖突管理，可以很好地優(yōu)化上海地鐵2號線“反向插車作業(yè)”需求，能夠有效保證列車順序，不會因反向插車而破壞既有的早晚點自動調(diào)整功能，整個插車作業(yè)自動完成，有效減少了人工可能的誤操作，同時給出調(diào)度告警提示，也對自動扣車的原因能夠及時知曉。避免了列車在區(qū)間長時間停車，為項目現(xiàn)場穩(wěn)定運營提供了良好的保障。

來源：?上海軌交無人駕駛工程技術(shù)中心