發(fā)布時(shí)間：2021-05-12所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：在廣州地鐵1號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)的更新改造中，需要將新、舊2套軌道電路設(shè)備進(jìn)行安全、快速地倒接，通過(guò)分析FTGS-917型軌道電路的結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)其在倒接方案中的難點(diǎn)及實(shí)施步驟進(jìn)行論述，為國(guó)內(nèi)其他同類項(xiàng)目提供參考。 關(guān)鍵詞：信號(hào)系統(tǒng)改造;軌道電路;倒接方
摘要：在廣州地鐵1號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)的更新改造中，需要將新、舊2套軌道電路設(shè)備進(jìn)行安全、快速地倒接，通過(guò)分析FTGS-917型軌道電路的結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)其在倒接方案中的難點(diǎn)及實(shí)施步驟進(jìn)行論述，為國(guó)內(nèi)其他同類項(xiàng)目提供參考。
關(guān)鍵詞：信號(hào)系統(tǒng)改造;軌道電路;倒接方案;倒接裝置
廣州地鐵1號(hào)線于1999年全線開通運(yùn)營(yíng)，信號(hào)系統(tǒng)采用德國(guó)西門子公司基于無(wú)絕緣數(shù)字音頻軌道電路的LZB700M型ATP/ATO系統(tǒng)。目前，該信號(hào)系統(tǒng)的更新改造工程正處于實(shí)施階段，改造范圍包括中央ATS系統(tǒng)、軌旁正線信號(hào)系統(tǒng)和車載ATP/ATO系統(tǒng)，改造方案采用維持既有準(zhǔn)移動(dòng)閉塞制式，仍以軌道電路作為軌道占用檢測(cè)的安全設(shè)備。為保證在改造期間線路安全、穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的同時(shí)，開展新系統(tǒng)的調(diào)試，需要對(duì)新、舊信號(hào)系統(tǒng)共用的軌道電路進(jìn)行安全、快速地倒接。
1既有FTGS-917型軌道電路簡(jiǎn)介
廣州地鐵1號(hào)線采用FTGS-917型軌道電路，由室內(nèi)軌道電路組合架(包括電源模塊、解調(diào)板、放大濾波板、發(fā)送/接收板、繼電器板、報(bào)文轉(zhuǎn)換板、代碼板、中間饋電轉(zhuǎn)換板、方向轉(zhuǎn)換板等)和室外設(shè)備(包括各類電氣絕緣節(jié)和軌旁盒)組成。在此次改造過(guò)程中，將對(duì)室內(nèi)軌道電路設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，對(duì)室外軌旁盒進(jìn)行更新，并對(duì)各類電氣絕緣節(jié)做利舊處理。
FTGS-917型軌道電路除了檢測(cè)軌道區(qū)段狀態(tài)，將區(qū)段狀態(tài)信息(空閑/占用)傳給聯(lián)鎖系統(tǒng)外，還需向列車傳送ATP(列車超速防護(hù))系統(tǒng)產(chǎn)生的安全信息。這些安全信息包括當(dāng)前軌道電路編碼信息、下一個(gè)軌道電路的編碼信息，以及制動(dòng)曲線、列車運(yùn)行方向、入口速度、限速、目標(biāo)速度、安全距離等內(nèi)容。
廣州地鐵1號(hào)線共有6個(gè)聯(lián)鎖站，每個(gè)聯(lián)鎖站室內(nèi)軌道電路設(shè)備都是通過(guò)電纜分線架和電纜終端架，分別與室內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)備及室外設(shè)備連接，并通過(guò)線纜與室內(nèi)ATP系統(tǒng)連接。室內(nèi)軌道電路設(shè)備與其他系統(tǒng)/設(shè)備連接示意見圖1。
2FTGS-917型軌道電路倒接方案
為了降低更新改造項(xiàng)目實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)，盡早實(shí)現(xiàn)新系統(tǒng)的投用，根據(jù)軌道電路的功能及倒接影響范圍，將此次倒接工程劃分為3個(gè)階段。
第1階段，軌道電路區(qū)段狀態(tài)信息檢測(cè)功能的倒接，配合新聯(lián)鎖系統(tǒng)調(diào)試。
第2階段，軌道電路傳送ATP系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)信息倒接，配合新ATP系統(tǒng)調(diào)試。
第3階段，在新聯(lián)鎖系統(tǒng)、新ATP系統(tǒng)正式投用后，開展室內(nèi)軌道電路設(shè)備的升級(jí)倒接，并同步進(jìn)行室外軌道電路軌旁盒的更新。
軌道區(qū)段狀態(tài)信息檢測(cè)功能倒接時(shí)，需要使用專用倒接裝置，下面進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
2.1倒接裝置的基本原理
為滿足新、舊系統(tǒng)共用的設(shè)備/接口能夠在2套系統(tǒng)間安全、快速地倒接，并且確保其在2套系統(tǒng)間完全隔離，互不影響，本次工程采用德國(guó)DOLD安全繼電器作為專用倒接裝置。它具有強(qiáng)制導(dǎo)向接觸點(diǎn)，且內(nèi)部多個(gè)接觸點(diǎn)不會(huì)同時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)，可保證2套系統(tǒng)對(duì)共用設(shè)備或接口的唯一控制輸出，實(shí)現(xiàn)既有系統(tǒng)與新系統(tǒng)控制電路的隔離，且確保彼此之間互不影響。
如圖2所示，既有系統(tǒng)與新系統(tǒng)分別通過(guò)常閉接觸點(diǎn)(SSI至SS4)、常開接觸點(diǎn)(SICAS_1至SICAS_4)與倒接裝置連接，2套系統(tǒng)共用設(shè)備/接口的“開關(guān)量”，通過(guò)Out_1至Out_4接點(diǎn)與倒接裝置連接。在運(yùn)營(yíng)期間，繼電器失電閉合，得電(勵(lì)磁)斷開時(shí)，既有系統(tǒng)通過(guò)“SSI”常閉接觸點(diǎn)至“Out”端子，實(shí)現(xiàn)對(duì)新、舊系統(tǒng)共用設(shè)備或接口的控制。
在新系統(tǒng)調(diào)試期間，繼電器失電斷開、得電閉合時(shí)，新系統(tǒng)通過(guò)“SICAS”的常開接觸點(diǎn)至“Out”端子，實(shí)現(xiàn)對(duì)2套系統(tǒng)共用設(shè)備或接口的控制。
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如果在新系統(tǒng)與既有系統(tǒng)倒接時(shí)，倒接裝置內(nèi)部任意1個(gè)或多個(gè)接觸點(diǎn)故障，則無(wú)法完成系統(tǒng)倒接。此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生控制電路中斷的報(bào)警信息，只有更換故障倒接裝置后，系統(tǒng)才能恢復(fù)正常。
2.2軌道區(qū)段狀態(tài)信息檢測(cè)功能倒接
1)在倒接裝置接入既有系統(tǒng)前，需要確定室內(nèi)提供軌道區(qū)段狀態(tài)(占用/空閑)信息的線纜是否已連接倒接裝置。現(xiàn)場(chǎng)需完成線纜切換(帶有插頭/插座的線纜)，以及倒接裝置至新聯(lián)鎖系統(tǒng)間的線纜敷設(shè)及配線工作。同時(shí)，完成倒接裝置的上電測(cè)試，確保倒接裝置狀態(tài)良好。
2)在倒接裝置接入既有系統(tǒng)期間，需要斷開室內(nèi)至既有聯(lián)鎖系統(tǒng)的連接線纜，用新敷設(shè)的切換電纜分別與室內(nèi)軌道電路設(shè)備的相應(yīng)插頭及插槽連接，如圖3所示。室內(nèi)設(shè)備通過(guò)倒接裝置實(shí)現(xiàn)在新舊聯(lián)鎖系統(tǒng)之間的倒接。
3)在倒接裝置接入既有系統(tǒng)后，因?yàn)槭覂?nèi)至室外部分的設(shè)備電路未做任何改變，則不需要測(cè)試室內(nèi)外設(shè)備電路的一致性，只需在室內(nèi)軌道電路設(shè)備上模擬軌道區(qū)段占用/出清，完成一致性調(diào)試后，即可投入次日的載客運(yùn)行。
2.3傳送ATP系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)信息功能倒接方案
為滿足數(shù)據(jù)信息傳輸要求，避免倒接裝置對(duì)其造成干擾，采用人工方式，實(shí)現(xiàn)軌道電路傳送ATP系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)信息功能的倒接。考慮到新系統(tǒng)只能在夜間作業(yè)點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行調(diào)試，且每個(gè)作業(yè)點(diǎn)內(nèi)新系統(tǒng)有效調(diào)試時(shí)間僅約1.5h，導(dǎo)致測(cè)試持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，人工頻繁插拔室內(nèi)設(shè)備與既有ATP系統(tǒng)連接插頭，還易造成插頭/插槽損壞。為降低此類風(fēng)險(xiǎn)，將軌道電路傳送ATP系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)信息功能倒接分2步實(shí)施。
第1步，新ATP系統(tǒng)硬件替換既有ATP系統(tǒng)硬件。硬件替換需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，整個(gè)測(cè)試及替換過(guò)程持續(xù)時(shí)間約1.5個(gè)月。由于廣州地鐵1號(hào)線新ATP系統(tǒng)硬件可兼容既有信號(hào)系統(tǒng)，因此室內(nèi)軌道電路設(shè)備可與ATP系統(tǒng)直接連接，通過(guò)人工插拔線纜完成硬件倒接調(diào)試。在運(yùn)營(yíng)期間，新ATP系統(tǒng)硬件中裝載既有ATP系統(tǒng)軟件運(yùn)行。
1)在系統(tǒng)硬件替換前，需確定傳送ATP安全數(shù)據(jù)信息的線纜插頭，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)完成新ATP系統(tǒng)硬件的安裝，以及所有相關(guān)線纜的敷設(shè)及配線工作。同時(shí)，應(yīng)完成新ATP系統(tǒng)硬件的上電及單體調(diào)試，確保其狀態(tài)良好。
2)在系統(tǒng)硬件替換期間，如圖4所示，需要先斷開室內(nèi)軌道電路設(shè)備至既有ATP系統(tǒng)連接線纜，并通過(guò)新敷設(shè)的線纜連接至新ATP系統(tǒng)硬件。除此以外，在系統(tǒng)硬件正式替換前，還需要完成新ATP系統(tǒng)硬件(裝載既有ATP系統(tǒng)軟件)的現(xiàn)場(chǎng)靜、動(dòng)態(tài)驗(yàn)證測(cè)試，并獲得系統(tǒng)供應(yīng)商提供的準(zhǔn)許替換的第三方安全認(rèn)證。
3)在系統(tǒng)硬件替換后，新ATP系統(tǒng)硬件即納入運(yùn)營(yíng)管理，按規(guī)章要求，開展檢修維護(hù)作業(yè)。
第2步，在新ATP系統(tǒng)硬件上進(jìn)行軟件倒接。現(xiàn)場(chǎng)可人工更換帶有新軟件的板件(處理板和存儲(chǔ)板)，手動(dòng)修改新ATP系統(tǒng)硬件到新聯(lián)鎖系統(tǒng)通信地址，配合新系統(tǒng)調(diào)試;當(dāng)新系統(tǒng)調(diào)試作業(yè)完成，再人工更換回既有軟件的板件，手動(dòng)修改新ATP系統(tǒng)硬件到既有聯(lián)鎖系統(tǒng)的通信地址，以保障線路正常運(yùn)營(yíng)。
通過(guò)人工更換核心板件，不僅實(shí)現(xiàn)傳送ATP系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)信息功能的倒接，還有效避免頻繁插拔已長(zhǎng)年使用線纜(含插頭/插槽)的風(fēng)險(xiǎn);同時(shí)，可縮短系統(tǒng)倒接時(shí)間，為新系統(tǒng)調(diào)試創(chuàng)造有利條件。
2.4室內(nèi)軌道電路設(shè)備的升級(jí)倒接
根據(jù)軌道電路的工作原理，室內(nèi)外軌道電路設(shè)備的升級(jí)及更新工作，都需要對(duì)室外軌道電路發(fā)送/接收的諧振電壓進(jìn)行調(diào)試，并且完成相應(yīng)軌道電路狀態(tài)一致性調(diào)試及數(shù)據(jù)讀取工作。由于室內(nèi)設(shè)備到ATP系統(tǒng)的每個(gè)插頭負(fù)責(zé)傳送2個(gè)軌道區(qū)段的安全數(shù)據(jù)信息，因此室內(nèi)電路設(shè)備升級(jí)倒接調(diào)試應(yīng)按2個(gè)軌道區(qū)段為最小單元，逐步開展，直至所有軌道區(qū)段軌旁盒完成更新。
3結(jié)束語(yǔ)
目前，廣州地鐵1號(hào)線中央ATS系統(tǒng)已完成更新改造，軌旁正線信號(hào)系統(tǒng)新室內(nèi)外設(shè)備已完成安裝，倒接裝置已接入既有系統(tǒng)，新ATP系統(tǒng)硬件已完成現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，且已完成替換既有ATP系統(tǒng)硬件工作。當(dāng)新系統(tǒng)完成調(diào)試及系統(tǒng)壓力測(cè)試，并正式投入運(yùn)營(yíng)后，其可靠性和穩(wěn)定性較既有系統(tǒng)將獲得極大提升。對(duì)于國(guó)內(nèi)開通運(yùn)營(yíng)較早基于軌道電路的信號(hào)系統(tǒng)，且有計(jì)劃更新改造的軌道交通線路(如廣州地鐵2號(hào)線、8號(hào)線等)，本文提出的軌道電路過(guò)渡倒接方案具有一定的參考價(jià)值。——論文作者：張文洲
