原有地铁信号系统叠加点式功能的改造

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　　摘  要：地铁是现代城市中极为重要的交通方式，在一些重点城市兴建了不止一条地铁线路。地铁运营需要具有极高的安全性，从而对地铁信号系统提出了更高的要求。通过对原有地铁信号系统进行升级改造，将能够有效提高地铁信号系统运行的安全性与可靠性。在对地铁信号系统升级改造中可以采用叠加点式的方式完成对于地铁信号系统的升级改造，此种改造方案能够实现地铁信号系统的升级改造与地铁线运营的同时进行，大大降低了地铁信号系统升级所带来的影响。
　　关键词：地铁;信号系统;叠加点式;改造
　　Abstract： Subway is a very important mode of transportation in modern cities. More than one subway line has been built in some key cities. Subway operation needs to have high safety， which puts forward higher requirements for subway signal system. Through the upgrading of the original subway signal system， it will effectively improve the safety and reliability of the subway signal system. In the upgrading and transformation of the subway signal system， the superposition point method can be adopted to complete the upgrading of the subway signal system. This transformation scheme can realize the upgrading of the subway signal system and the operation of the subway line， which at the same time greatly reduces the impact of the upgrading of the subway signal system.
　　前言
　　 地铁是应用于现代社会解决城市交通难题的重要举措之一，随着现代社会的高速发展地铁已经在我国的多个城市中得到了广泛的应用。地铁对于安全性有着极高的要求，地铁信号系统的稳定性与可靠性直接影响着地铁的安全运行。地铁系统在一些城市经过多年的运营其信号系统已经日益老化落后，且故障频出亟待改造。本文以某城市地铁所采用的地铁信号系统为例，在分析该地铁线路所使用的地铁信号系统的基础上对如何就该地铁线路所使用的固定闭塞制式地铁信号系统的改造进行了分析介绍。在地铁信号系统的改造中采用了叠加式改造方案，有效避免了地铁停运所带来的交通压力的同时也完成了对于信号系统的改造。
　　1 某地铁线路所使用地铁信号系统的基本信息
　　某地铁线路所使用的信号系统主要由集中调度系统、列车自动防护系统和计算机联锁系统三大部分组成，从世纪初使用至今已经运行了10多年，亟待改造升级用以提升地铁信号系统的使用性能。该地铁线路所使用的地铁信号系统为固定闭塞制式系统，其控制防方式主要为阶梯式速度曲线控制，其控制核心为无绝缘移频轨道和车载ATP系统。经过多年的高强度使用，该地铁信号系统日益老旧、故障频发，已经对地铁的安全运行造成了极大的干扰。
　　 结合该地铁线路所使用的地铁信号系统系统，制定了叠加点式的地铁信号系统改造方案，此方案无需关闭地铁线路进行升级改造，能够在地铁线路正常运行的同时通过外附加的方式完成对于地铁信号系统的升级，此方案最大的特点在于保留了原地铁信号系统，减少了因地铁信号系统升级所带来的损失。叠加点式地铁信号系统改造方案其目标将其改造为CBTC系统，改造涉及到地铁信号系统的联锁系统、CTC系统以及车载的ATP、信号线路、转辙、信号机等。改造涉及到众多的环节和内容，需要做好CBTC系统各子系统的升级改造，确保改造取得良好的效果。在将原地铁信号系统升级改造至CBTC系统的过程中，需要将影响降至最低，不得影响原地铁线路的正常运行。此外，改造耗时较长，在改造时应解决好好新旧信号系统的兼容性问题，边改造边将新信号设备应用到列车的运行系统中。
　　2 信号系统的改造方案
　　地铁信号系统的改造采用的是倒接方案，利用倒接开关控制信号系统的接入，在白天运行时将倒接开关转入到原有信号系统，而在夜间检修环节可以将倒接开关转入到新信号系统的调试状态。在改造过程中可以采用以下两种方案：（1）轨旁系统倒接。该方案采用的是轨旁设备与车载ATP同时改造，在运行时通过切换保障列车的正常运行。新旧信号设备的并行运行将持续到整个改造完成。（2）兼容性改造方案。此方案采用的是首先改造铁路列车的车载ATP，在改造完成后再对铁路系统的轨旁系统进行改造，應以对原信号系统的相关设备进行逐阶段的替换。
　　上述两种方案各有其优缺点：方案1是地铁信号系统升级改造中使用较为广泛的一种方案，其能够有效的保障改造的顺利完成，但是不足之处在于由于其采用的是新、旧信号系统并行的方案，因此在改造中需要为新信号系统设备配备相应的存放空间，而旧信号设备则需要拆装后重新安装至改造完成后再次拆装，改造过程较为繁琐。在制定信号系统改造方案时应当注意这一部分的内容，通过针对性的优化提高改造质量。方案2采用的是先将地铁列车中的ATP进行统一改装，而后再循序渐进对信号系统的轨旁系统进行改装。轨旁系统倒接方案如下图1所示。此方法也是一种较为优良的改造方案，不足之处在于由于一次性的完成车载设备的改造有可能导致新的车载设备与原信号系统的轨旁设备产生不兼容问题，从而影响列车的正常运行。叠加式功能改造方案的特点在于综合了上述改造方案1和方案2的优点，无需对车载设备进行大面积的改造，同时克服了新的车载设备与原信号系统设备的兼容性问题。叠加式功能改造方案如下：改造时首先在原信号系统轨旁设备边增设新的信号机和点式信标，新、旧设备各由各自的ATP提供相应的防护，在完成了新设备的叠加式添加后新的混合式信号系统能够为运行列车提供运行服务和追踪，从而使得列车的轨旁设备和车载设备同时改造成为了可能。在改造过程中，运行中的列车可由改造后的新、旧轨旁设备完成识别和跟踪，保障改造的顺利进行，改造中运行的列车依靠旧信号设备和新设的定位信标和点式信标、信号机等完成对于运行列车的点控制，改造中将原信号系统所拥有的各类电气设备等综合的利用起来实现对于新的信号机和动态信标的综合性控制。改造后的信号系统将转变为信号机-信号机的闭塞运行方式。 　　3 叠加式功能改造施工
　　叠加式功能改造施工将按照设计-安装调试-运行测试三个阶段进行。叠加式功能改造方案如下图2所示。在设计阶段，需要对地铁信号系统的结构功能进行综合性的了解和掌握，并结合原信号系统所使用的设备和改造后所希望具有的功能进行综合性的设计，为信号设备的改造施工通过指引。在改造阶段，对于轨旁设备的信号机、转辙机以及信号电缆、信号盒等均需要按照需要进行重新布设、更新。此外，新的信号系统需要增设区域控制器、CI、ATS以及维护监测设备等，在安装时需要注意新设备的位置布设，保障信号系统的安全运行。原线路中所使用的列车需要重新加装CBTC系统车载设备，改造分批进行，在改造完成后并通过相应的测试后将其与为改造的列车同在线路上混合运行。列车改造集中在驾驶室操作平台、车载机柜、车端连接器、速度传感器、信号设备以及其他的控制电路等。
　　在改造过程中需要采用倒切连接，将原信号系统所使用的转辙机、信号机等规制为同一控制电路中，而将新的信号设备的分线柜、联锁控制设备等规制为另一路，通过所添加的倒切开关完成新、旧信号控制系统的倒切转换，此种连接方式可以在不影响正常运行的同时实现对于新信号系统与设备的综合性调试，倒接连接将持续到叠加式功能改造的完成，改造中需要注意解决好新、旧信号系统设备的兼容性问题。在改造完成后需要对新的信号系统进行全方位的测试，对于发现存在问题的需要及时予以解决。
　　4 结束语
　　地铁线路信号系统的升级改造将会是现今乃至今后一段时间地铁升级改造中的重点也是难点。在世纪初至今我國多座城市都开始了地铁的建设，且早一些建设的地铁线路已经投入运营了十年以上，信号控制系统在长期高负荷的使用下已不堪重负亟待改造升级。为解决好地铁信号设备改造升级和运营保障之间的难题，本文提出了地铁信号系统叠加式功能改造的改造方案，此方案最大的特点在于不对原有地铁线路进行封闭式的几种改造，而是采用边运行边改造的方式，从而最大限度地缓解了地铁停运所带来的压力，保障了地铁系统的正向运行。本文在分析叠加式功能改造方案特点的基础上对叠加式功能改造方案的设计和改造施工要点进行了分析阐述，为地铁信号系统的改造提供了有效的解决方案。
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