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摘要：后备模式是城市轨道交通信号系统在设备故障时降级运行、保证故障列车安全退出运营、保持运营效率的一种手段。本文在阐述不同制式的后备模式应用情景及系统架构的基础上，分析比较普通后备模式与增强型后备模式的功能原理及差异，为今后其他线路后备模式的设计、调试和管理积累经验。
关键字：城市轨道交通；CBTC；后备模式；增强型后备模式
城市轨道交通信号系统主要由联锁子系统、自动监控子系统、数据通信子系统、维护监测子系统和列车自动控制子系统等构成。后备模式为系统的降级运营模式，它可以针对整条线路也可以仅仅用于一个特定区段或特定的列车。联锁子系统主要实现列车进路上轨道区段、道岔、信号机之间的正确联锁关系和进路控制，同时负责和编码器接口，在目标-距离型后备模式中使列车通过信标获得信号机和道岔的状态信息。目前目标-距离式的点式ATP配置了标准后备模式和增强型后备模式两种制式的后备模式。
1 标准后备模式
在城市轨道交通实际运营时，ZC/LC、轨旁无线单元以及车载无线单元（两端同时）故障时都可导致列车不能在CBTC模式下运行，必须转为标准后备模式。
虽然CBTC系统双重故障的可能性极低，一旦出现以上设备双重故障导致CBTC模式不可用，可提供标准后备模式作为备用模式。标准后备模式的优势主要是在轨旁某些关键设备故障时可以不中断运营，列车以点式ATP模式继续运行，增加系统的可用性。如图1所示为标准后备模式的信息流图。
图2 增强型后备模式信息流图
图中1表示CI子系统通过继电器采集现场信号机和道岔状态信息；2表示CI子系统将信号机和道岔状态信息通过继电器发送给欧式编码器；3表示欧式编码器将信号机和道岔状态信息发送给轨旁有源信标；4表示轨旁有源信标将信号机和道岔状态信息发送给通过其的列车；5表示CI子系统将信号机和道岔状态信息通过无线网络发送给DCS设备并通过DCS设备获取CC发送来的防护区段可解锁信息；6表示DCS设备将信号机和道岔状态信息通过无线连续的发送给列车上的CC，CC将防护区段可解锁信息发送给DCS设备。
在增强型后备模式下，列车总是能够“提前”收到有源信标将发送的后备变量信息，所以列车在有源信标处接收到的信息一般情况下将不做处理。
增强型后备模式下的初始化与标准后备模式大致相同，不同点在于列车会通过无线通信将能够提前接收到有源信标发送的后备变量信息，从而不需要低速通过初始化区域。
增强型后备模式相对于标准后备模式具有以下优势：
（1）当信号机开放允许信号时不需要移动列车即可实现后备初始化，避免列车在没有授权的情况下运行；
（2）通过连续的ATP监督使后备模式下不丢失正常的驾驶模式（如列车换端的情况下，列车可以立即建立后备模式），避免反复的模式转换和没有授权情况下运行；
（3）出站信号机处于禁止状态时，禁止列车离站，避免司机误操作；
（4）支持保护区段快速解锁，提高效率。
3 标准后备模式与增强型后备模式的差异
后备模式（包括标准后备模式和增强型后备模式）的应用可以针对某一列特定列车（故障列车）或某一段区域，也可以应用在整条线路上。线路反向运行的条件下不具备后备模式功能。标准后备模式与增强型后备模式在以下方面存在差异：
（1）司机在列车由CBTC模式降级为后备模式时必须停车，否则将触发紧急制动。建立标准后备模式需要司机按压BM按钮；建立增强型后备模式还需要在DMI上选择强制BM模式。
（2）在站台区域时，标准后备模式下的列车不能自动联动屏蔽门开关需要司机手动作业。增强型后备模式下，能够保证屏蔽门联动。
（3）在保护区段解锁方面，由于标准后备模式下接收信息的不连续性。标准后备模式下保护区段解锁时间由两部分组成：ATC_OVERLAP_Timer_BM与Additional_CBI_Timer_BM。其中，ATC_OVERLAP_Timer_BM为有源信标提供的后备信息的有效时间；Additional_CBI_Timer_BM是列车开始施加EB到停车所用的时间。在增强型后背模式下，联锁能够收到列车发送的停稳信息，从而使保护区段能够立即解锁。
（4）在折返区域时，标准后备模式在司机换端作业中列车会丢失BM模式而暂时转入RM模式，折返作业时间会延长。在增强型后备模式下，由于车地通信状况良好，列车不会丢失BM模式，提高了折返效率。
4 结语
目标-距离型后备模式作为目前城市轨道交通的主流后备模式。既可以在CBTC功能尚未开通前作为主模式使用；也可以在CTBC系统开通后，当关键设备故障时维持轨道交通系统继续运行，将故障影响降到最低，并可满足一定的运营间隔要求。在标准后备模式的基础上，优化后备模式功能，从而衍生出增强型后备模式。在地铁线网高速发展的当下，应结合实际工程实践、总结运营经验，优化信号系统功能细节，选择合适的后备模式策略。
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论文作者:姚文韬,何明明
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/30
标签：模式论文; 列车论文; 信号机论文; 增强型论文; 标准论文; 信标论文; 区段论文; 《防护工程》2019年第4期论文;