城市轨道交通全自动运行线路运营场景信号系统功能需求研究.pdf

城市轨道交通全自动运行线路运营场景信号系统功能需求研究摘要:在城市轨道交通快速发展过程中，越来越多的人依靠轨道交通出行。而全自动运行信号系统的运营场景作为地铁新线建设发展的目标场景,对地铁能够安全、可靠、高效的投入运营起到关键作用。本文研究了在全自动运行系统运营场景下信号系统应具备的功能。关键词：轨道交通；全自动运行；信号系统；运营场景城市轨道交通全自动运行信号系统运营场景对全自动运行运营管理具有重要的指导意义。本文主要研究了在城市轨道交通全自动运行线路中的正常、故障和应急运营场景下，信号系统应具备的相关功能。一、全自动运行系统全自动运行系统（FAO）是基于现代计算机、通信、控制和系统集成等技术实现列车运行全过程自动化、覆盖整条线路及其所有车站和列车全天候不间断运行的高可靠、高安全、高度自动化的系统。主要由中央监控系统、车站子系统、车载控制器和车-地通信网络等子系统构成。全自动运行系统结构组成见图1-1，全自动运行系统等级划分见1-2。图1-1全自动运行系统结构组成图表1-1全自动运行系统等级划分等级划分功能要求GOA1非自动列车运行，即ATP防护下的人工驾驶半自动列车运行(STO)，即司机监督下的ATO驾GOA2驶GOA3有人值守下列车自动驾驶(DTO)GOA4无人值守下的列车自动驾驶(UTO)二、运营场景对于全自动运行信号系统而言，运营场景主要分为正常运营、故障运营及应急运营场景。通过分析重点场景下运营作业过程及需求，明确该运营场景下信号系统相关功能需求，将为全自动运行线路提供可靠稳定的系统服务。运营场景汇总见图2-1。图2-1：全自动运行运营场景三、重点运营场景下信号系统功能需求3.1正常运营场景（1）列车唤醒/休眠列车唤醒前，ISCS系统确认接触网是否带电，并将接触网带电状态发送给ATS系统作为列车唤醒/休眠的前提条件。车载VOBC设备自动完成自检（静态、动态测试）并向ATS发送检修状态，在列车具备唤醒/休眠条件下，ATS向唤醒休眠单元发送远程唤醒/休眠命令，车辆可实现列车的唤醒/休眠。（2）列车出库FAM模式下待命列车根据ATS发送的运行方向激活列车驾驶室，获得ZC发送的移动授权后维持FAM模式，当发车倒计时为0、允许列车全自动运行授权有效、移动授权满足列车启动条件且接收到启动授权时，列车出库运行。（3）列车进入正线服务ATS系统根据计划运行图为列车自动分配车次号。列车进入转换轨后，或正线唤醒后，ATS向列车发送“正线运行”工况指令。（4）列车进站停车/发车信号系统ZC设备、CI设备判断是否具备进站停车条件（站台门关门且锁闭，紧急停车按钮未按下等），具备进站停车条件时，ATS向ISCS发送进站信息，列车以FAM模式进站自动对标停车。列车发车时信号系统下发“关门命令”给车辆和站台门，同时车载VOBC设备、ZC设备、联锁设备、ATS设备检查车站发车条件，例如：移动授权是否满足，车门、站台门是否关门且锁闭（缝隙检测未检测到障碍物）等，具备发车条件时列车即可从车站发车前往下一站。（5）列车扣车/跳停列车运行中，行调设定区间可运行列车数后，如该区间已达到行调设定最大定额，则信号系统自动扣停后续列车。自动扣车后，如果列车数量减少会自动报警。行调在ATS工作站设置跳停，ATS将跳停指令下发给VOBC及ISCS。（6）清客/折返换端ATS根据计划或临时命令给VOBC发送清客指令。VOBC接收到清客指令后，进站停车自动开门后不自动关门。待清客完成后，列车在具备折返条件车站进行换端运营，此时中央远程发送关门命令后关闭车门及站台门，站台人员确认系统进入站后折返模式后，按压站台折返按钮，列车自动运行至折返线停车窗停车并完成换端，自动运行至出发站台，打开车门、站台门，开始停站倒计时。（7）列车退出正线服务/回库信号根据列车的停放计划或行调进行运营调整，对退出运营的列车根据目的地码自动触发回库进路，ATS根据计划运行图自动清除目的地码，向列车发送“停止正线服务”指令。VOBC收到“停止正线服务”指令后，向车辆TCMS发送停止正线服务工况指令，由车辆关闭正常照明、空调，保持应急照明打开。CI收到回库进路办理请求后，检查SPKS状态等联锁条件是否满足，为列车办理回库进路。（8）列车自动洗车/清扫洗车机接收联锁洗车请求，反馈洗车请求确认，信号持续发送洗车请求作为洗车机使能的条件，洗车机使能是指：洗车机持续收到此信号才将洗车臂落下，才进行车身的清洗，否则应立即停止洗车，将洗车设备归位，停止回复请求确认信息。当洗车全部完成后，场调确认后，人工操作洗车机断电。返回库内信号VOBC设备根据清扫作业时间窗向车辆TCMS发送清扫工况和结束清扫工况，清扫完毕后执行休眠作业。3.2故障运营场景（1）信号设备故障1）ATS设备故障ATS中心应用服务器、接口服务器和数据