淺談石家莊市軌道交通3號線(xiàn)一期工程正線(xiàn)停車(chē)場(chǎng)信號系統配置方案

　　1概述

　　石家莊市城市軌道交通3號線(xiàn)一期工程分布在中心城區范圍，沿聯(lián)盟路、中華大街、石家莊站、塔北路敷設，其中途經(jīng)的聯(lián)盟路—中華大街—塔北路是最重要的南北—東西向客運走廊。線(xiàn)路全長(cháng)19.268km，設站17座，均為地下站，其中有道岔車(chē)站8座、無(wú)道岔車(chē)站9座。平均站間距1.177km。3號線(xiàn)分期開(kāi)通。石家莊地鐵3號線(xiàn)一期工程首開(kāi)段線(xiàn)路長(cháng)度6.372km，共配置8列車(chē)，設車(chē)站6座，均為地下站，分兩個(gè)聯(lián)鎖集中站控制。在石家莊站站后區間設6股道(每股道一列位)地下停車(chē)線(xiàn)，其中兩股道兼作終端折返線(xiàn)，其他4股道設置有檢修坑和檢修設備、檢修平臺，可進(jìn)行簡(jiǎn)單的日常列車(chē)檢修作業(yè)。首開(kāi)段不設置車(chē)輛段和停車(chē)場(chǎng)，為了滿(mǎn)足首開(kāi)段提前開(kāi)通的需求，在石家莊站站后區間設6股道(每股道一列位)地下停車(chē)線(xiàn)。由于傳統意義上的車(chē)輛段設置條件不滿(mǎn)足，所以在運營(yíng)開(kāi)通后很長(cháng)一段時(shí)間內將使用正線(xiàn)停車(chē)場(chǎng)來(lái)滿(mǎn)足運營(yíng)停車(chē)需求，信號系統需要從運營(yíng)需求的各個(gè)角度配置信號系統，從而滿(mǎn)足運營(yíng)需求。

　　本文主要對石家莊停車(chē)場(chǎng)相關(guān)的運營(yíng)能力、列車(chē)運行管理、信號系統實(shí)施方案、其他特殊情況進(jìn)行分析。

　　2運行能力分析

　　單程運行距離6.1km，全周轉時(shí)間24min14s，小灰樓折返時(shí)間111.9s，石家莊折返時(shí)間163.5s，首開(kāi)段計劃開(kāi)行列數6對/h，按照全周轉時(shí)間如果上線(xiàn)3列車(chē)可達到9min間隔，如果上線(xiàn)5列車(chē)可達到5min間隔。

　　3列車(chē)運行管理

　　3.1列車(chē)存放

　　本文按5min間隔、上線(xiàn)5列車(chē)為例進(jìn)行描述，如果少于5列車(chē)則相應減少正線(xiàn)列車(chē)存放數量。石家莊站共有6股道可以停放列車(chē)�？紤]實(shí)際運營(yíng)需要，如果上線(xiàn)5列車(chē)載客運行，那么需要在正線(xiàn)準備6列車(chē)，其中1列備用。為方便晚間工程車(chē)施工折返需要，石家莊站的其中一條折返線(xiàn)不能存車(chē)，這樣晚間需要將其中的一列上線(xiàn)運營(yíng)列車(chē)存放在小灰樓站，第二天運營(yíng)也可以實(shí)現兩端同時(shí)發(fā)車(chē)。如果再增加上線(xiàn)列車(chē)，將占用折返線(xiàn)，影響晚間工程車(chē)上線(xiàn)施工作業(yè)。

　　3.2停車(chē)場(chǎng)內轉線(xiàn)作業(yè)

　　轉線(xiàn)作業(yè)由人工辦理，遙控下調度員辦理進(jìn)路，站控下由車(chē)站值班員辦理進(jìn)路。停車(chē)場(chǎng)為正線(xiàn)車(chē)站，不設置調車(chē)信號機，辦理轉線(xiàn)作業(yè)按照列車(chē)折返作業(yè)方式辦理，需要通過(guò)石家莊站上行或下行站臺進(jìn)行轉線(xiàn)作業(yè)。

　　轉線(xiàn)作業(yè)期間與信號、工務(wù)、供電等專(zhuān)業(yè)的維修作業(yè)沖突，建議運營(yíng)管理部門(mén)制定相關(guān)的管理規定，以調配相關(guān)專(zhuān)業(yè)的維護工作。

　　4信號系統實(shí)施方案

　　4.1ATS方案

　　為了減少正線(xiàn)停車(chē)場(chǎng)調度員/車(chē)站值班員人工工作量，需要為正線(xiàn)小停車(chē)場(chǎng)配置ATS全部功能。

　　正線(xiàn)停車(chē)場(chǎng)并不作為獨立的停車(chē)場(chǎng)來(lái)處理，只是將可停車(chē)的股道作為一個(gè)普通正線(xiàn)車(chē)站的存車(chē)線(xiàn)來(lái)處理，作為ATS系統來(lái)說(shuō)，正線(xiàn)的股道與設備在中心正常的時(shí)候是需要納入到中心來(lái)管理的，但是調度大廳距離正線(xiàn)停車(chē)場(chǎng)距離較遠，不方便實(shí)時(shí)了解存車(chē)線(xiàn)上的列車(chē)情況。所以為了實(shí)現在正常情況下不需要中心參與，直接由車(chē)站的相關(guān)人員進(jìn)行派車(chē)出庫以及接車(chē)入庫的相關(guān)功能，需要在現有ATS軟件功能配置的基礎上增加以下功能。

　　4.1.1為正線(xiàn)存車(chē)線(xiàn)增加一臺正線(xiàn)派班工作站

　　該正線(xiàn)派班工作站放置于石家莊正線(xiàn)停車(chē)場(chǎng)，直接與石家莊站的ATS站機通信，實(shí)現對正線(xiàn)停車(chē)場(chǎng)列車(chē)的管理。當中心故障后，也不影響其工作。

　　4.1.2在系統中增加正線(xiàn)派班員的角色

　　正線(xiàn)派班員的角色只能從正線(xiàn)派班工作站登錄，可以對正線(xiàn)停車(chē)場(chǎng)內的列車(chē)進(jìn)行出/入庫管理、核對/修改車(chē)組號的操作。

　　4.1.3開(kāi)發(fā)一套針對正線(xiàn)停車(chē)場(chǎng)的派班軟件

　　軟件包括用戶(hù)登錄功能、顯示正線(xiàn)停車(chē)場(chǎng)的站場(chǎng)信息以及列車(chē)信息、查看當日計劃運營(yíng)圖的功能、可以為正線(xiàn)停車(chē)場(chǎng)的列車(chē)進(jìn)行編輯派班計劃和設目的地車(chē)的功能、核對車(chē)組號、增/刪車(chē)組號的功能、將派班結果以及操作命令發(fā)送給服務(wù)器實(shí)現自動(dòng)排列進(jìn)路接/發(fā)車(chē)的功能。

　　4.1.4對未來(lái)車(chē)輛段建成后的影響

　　正線(xiàn)停車(chē)場(chǎng)的派班工作站只是作為車(chē)輛段建成前的過(guò)渡產(chǎn)品，以后如果不需要通過(guò)正線(xiàn)停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行相應的接發(fā)車(chē)作業(yè)，正線(xiàn)派班工作站可以拆除，拆除后如果有臨時(shí)的接發(fā)車(chē)，可以由中心調度員通過(guò)手動(dòng)排列進(jìn)路、設置目的地車(chē)等方式進(jìn)行控制。

　　4.2ATP方案

　　石家莊站站后地下庫內停車(chē)，為保證進(jìn)庫效率和安全防護距離，庫線(xiàn)盡頭應距離列車(chē)停車(chē)點(diǎn)有一定的距離作為停車(chē)距離余量。在保證停車(chē)安全的基礎上，盡量提高進(jìn)庫效率。

　　4.2.1設備布置

　　石家莊站設置6條停車(chē)線(xiàn)，線(xiàn)路限速為5km/h。在3G和4G的出庫信號機前，分別布置一組可變應答器和環(huán)線(xiàn)應答器組成的有源應答器組。在1G、2G、5G、6G的出庫信號機前，分別布置一組可變應答器和固定應答器組成的有源應答器組。

　　4.2.2列車(chē)出庫運行

　　在出庫信號機開(kāi)放后，司機可以駕駛列車(chē)以RM模式向前運行。經(jīng)過(guò)兩個(gè)連續的應答器組后獲得列車(chē)位置初始定位。列車(chē)在完成定位后，在接收到可用的移動(dòng)授權后，可升級至相應的控制級別。

　　列車(chē)運行級別，由高到低分別為：

　　1)無(wú)線(xiàn)連續式通信控制下ATP/ATO的運行(簡(jiǎn)稱(chēng)CBTC級別);

　　2)點(diǎn)式控制下ATP/ATO的運行(簡(jiǎn)稱(chēng)ITC級別);

　　3)聯(lián)鎖級下的運行(簡(jiǎn)稱(chēng)IL級別)。

　　在出庫信號機開(kāi)放后，列車(chē)可由信號機前的有源應答器或者應答器環(huán)線(xiàn)，獲得點(diǎn)式移動(dòng)授權，升級到點(diǎn)式級別。

　　在出庫信號機開(kāi)放后，在地面ATP設備工作正常且車(chē)地通信正常時(shí)，地面ATP為列車(chē)計算CBTC級別下的移動(dòng)授權并發(fā)送到車(chē)載ATP系統，列車(chē)可升級至CBTC級別，投入正線(xiàn)運行。

　　列車(chē)升級到點(diǎn)式級別或者CBTC級別，在滿(mǎn)足一定條件后，可由人工駕駛模式轉換到自動(dòng)駕駛模式。在相關(guān)條件得到滿(mǎn)足時(shí)，駕駛室兩個(gè)ATO啟動(dòng)按鈕/指示燈處于閃爍狀態(tài)提示司機可以啟動(dòng)自動(dòng)駕駛功能。

　　4.2.3列車(chē)折返

　　在正線(xiàn)運營(yíng)過(guò)程中，采用3G/4G兼用做站后折返線(xiàn)，在辦理到3G/4G的折返進(jìn)路后，列車(chē)可以以點(diǎn)式或者CBTC級別，在CM或者AM駕駛模式下，運行至折返線(xiàn)停車(chē)，執行折返作業(yè)。系統支持在3G/4G執行的折返方式包含ATO有人/無(wú)人自動(dòng)折返模式、ATP監督下的人工折返模式、限制人工折返模式、非限制人工折返模式。為保證列車(chē)使用3G/4G完成站后折返時(shí)的安全運營(yíng)，需要通過(guò)運營(yíng)管理手段，保證列車(chē)運營(yíng)過(guò)程出入庫過(guò)程中，庫門(mén)維持在打開(kāi)狀態(tài)，同時(shí)庫內沒(méi)有人員走動(dòng)，以免發(fā)生危險。

　　4.2.4列車(chē)回庫

　　列車(chē)結束運營(yíng)，為保證進(jìn)庫效率和安全防護距離，庫線(xiàn)盡頭應距離列車(chē)停車(chē)點(diǎn)有一定的距離作為停車(chē)距離余量。在保證停車(chē)安全的基礎上，盡量提高進(jìn)庫效率。因未有石家莊3號線(xiàn)車(chē)輛的實(shí)際性能參數，故采用已有線(xiàn)路的車(chē)輛參數進(jìn)行停車(chē)距離余量理論計算，如果車(chē)輛參數值發(fā)生變化，停車(chē)距離余量需要重新計算。庫內坡度取-0‰。為了保證列車(chē)進(jìn)庫的效率和舒適度，一般采用一次性固定制動(dòng)率的ATO制動(dòng)曲線(xiàn)停車(chē)。

　　ATO采用固定制動(dòng)率為a，停車(chē)目標點(diǎn)距離PP點(diǎn)距離為ATO_OFF(Xoff)。Xoff應保證ATO制動(dòng)曲線(xiàn)與EB觸發(fā)線(xiàn)無(wú)重合且有一定余量，Xoff代表了應該取得安全線(xiàn)長(cháng)度。

　　則得到ATO制動(dòng)曲線(xiàn)公式：L=v2/(2×a)+Xoff;v即為ATO目標曲線(xiàn)上每一點(diǎn)的速度值。Xoff應保證ATO制動(dòng)曲線(xiàn)與EB觸發(fā)線(xiàn)無(wú)重合且有一定余量，Xoff代表了應該取得安全線(xiàn)長(cháng)度。

　　計算結果如下：

　　當進(jìn)庫建筑限速速度為30km/h，ATO速度約為20km/h，具體計算得到Xoff值為27m，考慮到停車(chē)誤差、列車(chē)性能離散型等因素，建議取5m余量，至少停車(chē)距離余量長(cháng)度應滿(mǎn)足32m。

　　當進(jìn)庫建筑限速速度為20km/h，ATO速度約為15km/h，具體計算得到Xoff值為24m，考慮到停車(chē)誤差、列車(chē)性能離散型等因素，建議取5m余量，至少停車(chē)距離余量長(cháng)度應滿(mǎn)足29m。

　　當進(jìn)庫建筑限速速度為15km/h，ATO速度約為10km/h，具體計算得到Xoff值為20m，考慮到停車(chē)誤差、列車(chē)性能離散型等因素，建議取5m余量，至少停車(chē)距離余量長(cháng)度應滿(mǎn)足25m。

　　基于上述分析，列車(chē)回庫根據不同的輸入限制調價(jià)，可有以下3種處理方案：

　　如庫內建筑限速可滿(mǎn)足CBTC系統要求，且列車(chē)庫線(xiàn)停車(chē)位置到庫線(xiàn)區段終端距離滿(mǎn)足要求，列車(chē)可以為CBTC級別CM或AM模式駛入停車(chē)庫線(xiàn)，列車(chē)對位停車(chē)后，車(chē)載MMI將提示司機確認降級為RM模式，退出作業(yè)。

　　如庫內建筑限速可滿(mǎn)足CBTC系統要求，但庫內部分長(cháng)度不滿(mǎn)足列車(chē)進(jìn)庫對位停車(chē)的需求，列車(chē)以AM或CM模式完全駛入停車(chē)庫線(xiàn)后，MMI提示司機降級為RM運行，司機人工將運行模式轉為RM后，司機可駕駛列車(chē)以RM模式進(jìn)入停車(chē)庫線(xiàn)對位停車(chē)。如司機不確認轉RM，列車(chē)不能以ATP模式進(jìn)庫對位停車(chē)，將停在庫內中間位置。

　　如庫內建筑限速無(wú)法滿(mǎn)足CBTC系統要求，列車(chē)無(wú)法以ATP模式駛入停車(chē)庫線(xiàn)，列車(chē)進(jìn)路可以直接辦理到停車(chē)庫線(xiàn)，進(jìn)庫口位置不需要設置單獨的信號機。列車(chē)的移動(dòng)授權終點(diǎn)將位于進(jìn)庫前平交道口位置，MMI將提示司機降級為RM運行，司機人工將運行模式轉為RM后，司機可駕駛列車(chē)以RM模式駛入停車(chē)庫線(xiàn)對位停車(chē)。

　　4.3聯(lián)鎖方案

　　石家莊站聯(lián)鎖系統按正常的集中站處理，遙控模式下，根據ATS的命令辦理相應進(jìn)路，在站控模式下，其中兩條折返線(xiàn)設置有自動(dòng)折返一(利用3G折返)、自動(dòng)折返二(利用4G折返)、全自動(dòng)折返(利用3G、4G交替折返)3種折返模式，正線(xiàn)上的其他信號機可設置為自動(dòng)屬性，進(jìn)出其他停車(chē)線(xiàn)的進(jìn)路由人工辦理。

　　5其他說(shuō)明

　　5.1增減列車(chē)

　　在運營(yíng)期間，如果早高峰后需要減少列車(chē)，晚高峰需要增加列車(chē)，其辦理方式與早晚出車(chē)收車(chē)方式相同。早高峰結束后，如果需要減車(chē)，根據運行圖，列車(chē)到達石家莊站上行站臺后，ATS不再觸發(fā)進(jìn)路，由調度員根據當日列車(chē)入庫停車(chē)計劃，人工輸入目的地號(停車(chē)股道的目的地編號)，ATS自動(dòng)觸發(fā)回庫進(jìn)路，列車(chē)下線(xiàn)回庫。晚高峰需要增加列車(chē)時(shí)，根據運行圖，調度員依據當日出車(chē)計劃，人工設置需要出發(fā)列車(chē)的服務(wù)號(車(chē)次號)，當到達發(fā)車(chē)時(shí)間后，ATS自動(dòng)觸發(fā)出庫進(jìn)路，進(jìn)入正線(xiàn)開(kāi)始運行。

　　5.2工程車(chē)正線(xiàn)存放

　　根據運營(yíng)維修需要可以將工程車(chē)存放于1號線(xiàn)車(chē)輛段，也可以存放在3號線(xiàn)正線(xiàn)。如果存放在1號線(xiàn)車(chē)輛段，則工程車(chē)上3號線(xiàn)作業(yè)時(shí)，需按規定辦理過(guò)軌轉線(xiàn)作業(yè)，由中山廣場(chǎng)聯(lián)絡(luò )線(xiàn)進(jìn)出。如果存放在正線(xiàn)，則可以存放在小灰樓或石家莊站非運營(yíng)的正線(xiàn)區段。

　　5.3故障應對

　　在運營(yíng)中，若有車(chē)載信號發(fā)生故障需要下線(xiàn)時(shí)，由調度員變更車(chē)次號后設置目的地號，ATS自動(dòng)觸發(fā)至庫線(xiàn)的進(jìn)路，根據運營(yíng)時(shí)機，調度員安排備用車(chē)運行至石家莊站下行站臺后人工輸入需要替換的服務(wù)號，則可以恢復正常的運營(yíng)。若發(fā)生車(chē)輛故障無(wú)法移動(dòng)時(shí)，則根據運營(yíng)管理規定進(jìn)行救援處理，需要人工排列進(jìn)路指揮行車(chē)。救援列車(chē)連掛完畢后，如果正向運行，調度員也可人工輸入目的地號，由ATS系統自動(dòng)觸發(fā)進(jìn)路。若中心ATS故障，系統自動(dòng)啟動(dòng)分散自律功能，由車(chē)站分機按照當日運行圖自動(dòng)排列進(jìn)路管理列車(chē)運行。當某一個(gè)站的ATS故障后，則本站ATS功能退出，需要轉站控，由車(chē)站操作員人工辦理進(jìn)路(或設置自動(dòng)進(jìn)路)，其它站的ATS功能不受影響。若某一站聯(lián)鎖系統故障，則這一站的信號系統將停用，列車(chē)失去ATP防護，地面設備也不能開(kāi)放信號轉換道岔，均需人工組織行車(chē)。

【淺談石家莊市軌道交通3號線(xiàn)一期工程正線(xiàn)停車(chē)場(chǎng)信號系統配置方案】相關(guān)文章：

探討中等職業(yè)學(xué)校軌道交通信號專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革12-05

關(guān)于現代有軌電車(chē)正線(xiàn)道岔控制系統方案研究論文02-13

關(guān)于中等職業(yè)學(xué)校軌道交通信號專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革探討12-05

淺談太原“退城搬遷入園建廠(chǎng)技術(shù)改造項目”一期建設工程項目01-17

對橋梁加固工程施工的淺談03-26

淺談建筑工程投標報價(jià)的編制11-18

淺談電子工程設計的EDA技術(shù)11-14

淺談地下工程的基礎技術(shù)12-11

淺論對橋梁加固工程施工的淺談12-12