浅谈杭州地铁4号线首通段CBTC信号系统调试

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【摘 要】杭州地铁4号线信号系统采用的是由浙大网新提供的CBTC系统，核心技术方为安萨尔多。本文结合首通段工程特点，重点描述CBTC信号系统调试的内容、调试过程，总结4号线调试过程中的经验。
【关键词】CBTC系统；地铁信号；调试
引言
CBTC（CommunicationBasedTrainControl）是指基于通信技术的列车控制系统，列控系统利用通信技术实现“车地通信”并实时地传递“列车定位”信息。系统通过建立车地之间连续、双向、高速的通信，使列车命令和状态可以在车辆和地面之间进行实时可靠的交换，并确定列车的准确位置及列车间的相对距离，保证列车的安全间隔。系统构成主要包括三个子系统：列车自动监控系统（AutomaticTrainSupervision，简称ATS）、列车自动防护子系统（AutomaticTrainProtection，简称ATP）、列车自动运行系统（AutomaticTrainOperation，简称ATO）。目前，CBTC技术已经普遍为国内地铁系统采用。
1 CBTC信号系统调试内容
1.1工程概况
杭州地铁4号线一期工程首通段（以下简称4号线首通段）包括10座车站（其中设备集中站4座，即4个联锁区），线路长度为9.5Km，配置14列车，一个控制中心和一个停车场。信号系统采用由浙大网新提供的CBTC系统，核心技术方为安萨尔多。为了避免地铁无线WIFI的频段干扰，信号系统选用频段为5.8G。
1.2调试内容
4号线首通段信号系统现场调试按照子系统调试、系统联合调试、144小时测试、综合联调的步骤进行。其中子系统单体调试主要包括联锁子系统调试、ATS子系统调试、DCS子系统调试和车载子系统调试。
1.2.1联锁子系统调试
联锁站信号设备室与联锁子系统相关的室内信号设备有：联锁机柜、组合柜、分线柜、DCS机柜、ATS机柜、计轴机柜、电源设备（电源屏、UPS、稳压器、蓄电池）。联锁站车站控制室与联锁子系统相关的信号设备有：IBP控制盘，LCW/ATS用显示器、键盘、鼠标。非联锁车站控制室与联锁子系统相关信号设备有：IBP盘。车站站台与联锁子系统相关的信号设备有：紧急停车按钮，折返站还有折返按钮。
室外轨行区与联锁子系统相关的信号设备有：计轴磁头、转辙机、信号机、动态信标。联锁子系统的调试将以联锁区为单位来组织进行。主要的联锁调试内容为：室外信号设备室外信号设备安装及电缆接续性检查、室内设备安装检查及一致性测试和联锁操作测试等。
1.2.2ATS子系统
ATS中央控制设备安装在OCC信号设备室及控制大厅，ATS后备系统安装在七堡停车场。正线各站都装有ATS相关设备。ATS子系统的调试以控制中心、ATS后备站、站级为单位来组织进行。主要的ATS调试内容为：ATS站级功能调试、ATS后备站功能调试、ATS控制中心（OCC）功能调试，具体内容包括：中央单机测试、列车追踪、列车调整测试、回放测试和故障切换测试。
1.2.3DCS子系统调试
DCS子系统设备安装在各站信号设备室、控制中心、旅客列车及室外轨行区，室内设备有DCS机柜（含无线/有线网管设备、骨干网交换机、接入交换机等）；室外设备有AP箱、AP天线、光纤接续盒；车载设备有MR主机、MR天线。DCS子系统调试主要由有线网络调试和无线网络调试两大部分组成，具体内容包括：安装测试、有线网络调试、无线网络调试、系统性能测试及网络优化测试等。
1.2.4车载子系统调试
车载信号设备安装在地铁用旅客列车上，主要设备包括：CC机柜（含各种板卡、加速度计、信标读取器等）、TOD、速度传感器、信标读取天线、用于两端CC通信的列车线及车端连接器以及司机操作台上的一些按钮、开关。
车载子系统的调试包括在车库内不动车的安装接口调试（静调）、正线动车调试（动调）。具体内容为：安装接口调试、正线动车调试（包括IATP功能调试、ATP功能调试和ATO功能调试）。
1.2.5正线信号系统联调
系统联合调试是将信号系统的各子系统有机的集成起来进行调试，确定各子系统之间的接口和集成功能。
系统联调是基于每个子系统在联调前应进行的调试都已执行并成功完成。一般来说，在联调期间不再对各子系统的某些单项内容进行测试。对于采用模拟条件完成的子系统测试内容则需在联调时通过真实的条件重新进行验证。对于涉及到多个子系统的功能测试将在系统联合调试期间进行。
系统联调的主要内容如下：联锁控制级系统集成测试、IATP控制级系统集成测试和CBTC控制级集成测试。
1.2.6144小时测试
在信号系统系统联调完成以后，为进一步考核信号系统的综合工作能力和测试相关指标，依据合同要求，对系统进行144h连续运行试验。
1.2.7综合联调
在信号系统调试完成后，开始进行综合联调，综合联调试验指几大专业系统同时工作在一起，通过大量的列车运行，证明几大系统可以有机地结合在一起，有效地工作，能满足各项指标及技术参数要求，保证轨道交通正常的运营。大致包括两个阶段：即信号系统与其它系统的所有接口功能试验阶段和联合调试试验阶段。接口功能试验是证明所有与其它系统的接口功能正确。具体调试内容包括：联锁子系统与屏蔽门接口、防淹门接口调试，ATS子系统与广播、PIS、综合监控接口调试。
2调试总结
在4号线首通段的工程进行过程中，由于工期非常紧张，大量前置专业无法按照理想情况完成，且调试时间非常短。为了保证工期，供货商对整个调试过程进行了优化，主要措施如下：
√联锁室内和室外分开调试：由于室外受限于站台、区间隧道和轨道专业的影响，为了缩短信号工期，优先开始室内设备安装和配线，施工完成后，先期开始室内设备的模拟调试。室外具备条件之后，再开始室外设备的安装调试，以及进行室内外设备联调。分解优化后，每个设备集中站可节省调试时间约15天。
√采用临时电源：众合周知，信号系统调试的先决条件之一是具备供电条件，但由于4号线首通段工期的特殊性，信号系统调试时，变电所尚在同步施工，显然无法给信号设备供电。为了满足调试，动车前采取了单独拉通临时电源的措施。但在这个过程中间，因为临时电源为施工用电，存在电压不稳、经常断电的风险，所以使用不断可能会造成设备烧毁，需根据现场临时用电的特点采取一些保护措施。
√信号设备安装与轨道铺设同步：由于CBTC系统要求对车的精确定位，所以在前期设备安装时，对计轴磁头、信标、信号机等位置要求比较高，故一般都是等轨道铺设完成之后，信号设备才进场安装。在4号线首通段工程实施过程中，通过协调，采取轨道和各专业共同基于同一基桩点作业。实现信号光电缆、无线AP等设备与轨道铺设同步进行，减少“轨通”后的安装时间。
3结束语
信号系统作为轨道交通的“关门”专业，在工程实施过程中，往往受限于土建、轨道、供电、车辆等前置专业。在杭州地铁4号线首通段信号系统调试过程中，为了保证工期，参建单位根据工程实际情况，优化调试方案，在时间紧、任务重的情况下，圆满地完成了调试任务。
参考文献：
【1】黄文彦浅谈CBTC系统中的车-地通信技术[J]，铁路通信信号工程技术，2009，6（2）