摘要：近几年，我国城市轨道交通的发展迅速，移动闭塞制式的基于通信的列车控制系统(以下简称CBTC系统)得到了广泛的应用。CBTC系统是我国目前地铁信号处理系统，其具有效率高、安全性好、便于使用等特点。在各地地铁列车运行中，CBTC对于信号灯进行管理，是地铁信号的重要部分。采用CBTC系统后，车载信号成为了行车主体信号，通过对CBTC信号系统的控制分析，对其正线信号机的显示方案进行了分析探讨。
关键词 城市轨道交通；CBTC系统；信号；显示方案
1 CBTC系统控制方式介绍
在列车实际运行中，CBTC（基于通信的列车控制）模式下的列车状态可分为受控状态即“CBTC车”和非受控状态“非CBTC车”。CBTC车的车载设备从区域控制器获取移动授权和各种轨旁设备的状态信息，并根据移动授权动态计算列车运行的命令速度曲线，使得列车受到完整的ATP（列车自动防护）功能防护。在这种状态下，司机根据车载设备显示行车，轨旁信号机的显示仅起到提示及确认的作用，而并非行车凭证；如果轨旁或车载ATP设备发生故障，则列车只能以降级模式（后备模式）即点式ATP或限制人工模式（RM）行车，进入非受控状态。非CBTC车只能基于固定闭塞的原则行车；默认行车凭证只能是信号机显示，信号机的显示对司机行车就是行车凭证。
由于各系统集成商的设计理念不同，不同的运营方也有不同的需求，因而信号机点灯方式也不尽相同。
2 信号机显示方案介绍及对比
在CBTC模式下，信号机的显示方案分为灭灯和点灯两种方案。
2.1灭灯方案
灭灯方案指在CBTC模式下地面信号机不显示，列车按照CBTC系统给出 的移动授权命令运行。列车为受控状态时，在移动授权范围内的地面信号机均为灭灯状态，列车以车载信号为主。当车载设备或轨旁设备由于故障转入降级模式时，列车进入非受控状态，信号机由联锁计算机驱动点亮。通常根据灭灯时机的不同，可以将CBTC模式下信号机灭灯的具体实施方案分为3种。
（1）常态灭灯
采用常态灭灯方案的CBTC系统正常运营时，当系统处于CBTC控制模式下，除进出入段、联络线、尽头线信号机常态亮红灯外，其余正线轨旁信号机常态全部灭灯，所有“CBTC车”都以车载信号为行车凭证，而“非CBTC车”视灭灯为禁止信号，仍依靠地面信号机的显示行车。比如卡斯柯系统平时灭灯。
（2）常态亮灯，CBTC列车接近触发信号机灭灯
该方案信号机常态亮灯，CBTC列车接近信号机时，触发移动授权范围内信号机灭灯，列车以车载信号为行车信号，当列车越过信号机后，信号机点亮红灯，对于非CBTC列车，则信号机一直处于亮灯状态，列车以地面信号机显示行车。比如管内浙大网新系统
（3）常态亮灯，移动授权范围内灭灯
该方案的做法是在CBTC控制模式下，轨旁信号机常态点亮相应的灯光。由ZC判断该列车是“CBTC车”，则向联锁发送灭灯指令，将列车运行前方移动授权覆盖范围内的信号机全部设置为灭灯。不在移动授权覆盖范围内的信号机仍按照点式ATP进路控制原则，由联锁根据进路的请求、占用、出清来控制轨旁信号机点亮相应的灯光。如果“CBTC车”降级为“非CBTC车”，则ZC停止向联锁发送灭灯指令，轨旁信号机点亮相应灯光。如果是“非CBTC车”升级为“CBTC车”，则ZC持续向联锁发送灭灯指令，将移动授权范围内的信号机设置为灭灯状态。
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（4）方案对比
对比上述3种灭灯方案可以看出，常态灭灯方案与“CBTC车”接近触发灭灯和移动授权灭灯方案的区别仅在于CBTC控制模式下信号机常态的选择不同。与常态灭灯方案相比，“CBTC车”接近触发灭灯和移动授权灭灯方案能够改善信号系统对信号机灯丝状态的检查，系统安全性更高。但与“CBTC车”接近触发灭灯和移动授权灭灯方案相比，在线路上行车密度比较大时，常态灭灯可以有效地减少信号机因频繁点亮、熄灭而使寿命降低的问题，更具节能优势，并且不会出现司机误看到前方较远处信号机的显示而采取与设备自动控制命令不一致的操作，系统可用性更高。
2.2 亮灯方案
(1)常态亮灯
采用该方案时，无论系统处于CBTC控制模式还是处于降级控制模式，轨旁信号机统一都按照绿、黄、红、红黄4种方式显示，信号机常态点亮红灯。如果线路上没有列车且列车自动监控系统(ATS)没有下发排路命令，则正线信机全部点亮红。当线路上有列车运行时，ZC会将车载发来的列车运行状态是“CBTC车”还是“非CBTC车”信息送给计算机联锁，计算机联锁通过逻辑运算，控制轨旁信号机点亮相应的灯光。如果ZC与车载没有建立通信，计算机联锁排列进路时。没收到ZC列车状态信息，则按“非CBTC车”处理。而对于“CBTC车”和“非CBTC车”，计算机联锁会采取不同的逻辑处理方式。
如果司机发现车载信号与轨旁信号显示不一致时，有可能采取不必要的制动措施而影响运营效率，使系统可用性降低。轨旁信号机的显示反而会对列车运行造成干扰，增加司机劳动强度和心理压力。鉴于此，近年来新开通的CBTC系统更趋向于选用轨旁信号机灭灯的方式。
3 灭灯方案与点灯方案的差异性分析
点灯方案时可以及时检查信号机的灯丝状态，当地面的信号灯出现问题时,司机可以及时发现并显示当前停车制动图标。光源信号机在使用过程中，也有自身的一些弊端，如果多列列车需要在联锁范围内实现紧追踪，那么防护信号机的显示就会产生很多问题。如果出现红灯，那么后面行驶的列车则不能通过防护信号灯完成相应的追踪任务。若为绿灯则代表前方轨道准备完毕,比如若有道岔，则当道岔准备完毕，轨道准备完毕，则列车可以向前行驶，但是绿灯不能显示前方轨道是否空闲。即使前方很近有其他列车也显示绿灯，后面列车继续行驶会出现危险不利于司机的安全驾驶。
灭灯方案可杜绝上述问题的发生，司机在驾驶过程中通过车载信号灯明确当前的列车情况。当信号灯熄灭时，说明当前与地面信号机不再连接，而并不说明失去检查功能，还能对移动闭塞系统的独立运营提供保障。但会出现由于长期灭灯，若信号机灯丝断丝,不能及时发现不能点灯的现象。用LED光源色灯信号机就会减少这一问题的发生。停运时可定期检查信号机灯丝，防止断丝。而且移动闭塞系统担当主用系统，就会较少用备用系统，假如到后备系统时几个信号机无法点亮，此时主系统为故障状态，列车失去保护，需要驾驶员严格按规定驾驶列车。遇到故障信号机，应与值班调度联系确认后再行驶，这样便很容易的解决了信号机故障这一问题。目前一些线路的后备系统安装了点式应答器，系统增加了点式的防护功能，当地面信号机处于灭灯的状态时，司机若误闯此信号，系统会采取防护措施保证行车安全。移动闭塞系统拥有这一措施后其地面信号机灭灯方案对主要系统影响很小。
4 结语
目前的移动闭塞系统线路有信号机点灯和信号机灭灯两种方案，各设计单位所设计的移动闭塞系统的方案做法并不完全相同，但基本都保留了此两种方案中共存的一些条文。比如都规定要以地面新号作为整个移动闭塞系统线路的主体新号，而车载信号要与地面信号相一致。针对我国当前新建地铁的增多，在信号系统的选用过程中也要尽量选用移动闭塞系统方案，这样当主系统出现故障时信号机可以马上转入后备系统，此时点亮信号机以便保证更加迅速的指示列车安全的运行。
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论文作者:邹利
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/8/30
标签：信号机论文; 列车论文; 系统论文; 方案论文; 信号论文; 常态论文; 联锁论文; 《防护工程》2019年11期论文;