计轴设备在CBTC系统中的运用

计轴设备在CBTC系统中的运用

赵泽良

深圳市地铁集团有限公司运营总部广东深圳518040

摘要：本计轴设备在CBTC系统作为列车定位的次级设备，在出现计轴设备故障情况下，如何在确保列车安全运行的情况下，减小或避免对行车的影响，是保障CBTC系统高效运行重要因素，本文通过对庞巴迪、北京交控信号系统在计轴故障情况下的列车运行情景进行分析，深入探讨了计轴设备在CBTC系统中的运用方式。

关键词：计轴设备；故障；列车；通信。

Applicationofaxlecountingequipment

incbtcsystem

（Operationpision，ShenzhenmetroCo.，Ltd.，Shenzhen518000，China）

Abstract：TheaxlecountingequipmentintheCBTCsystemasasecondaryequipmentoftrainpositioning，inthepresenceofaxlecountingequipmentfaultconditions，howtoensurethesafeoperationofthetraincase，avoidorreducetheimpactontraffic，istheimportantfactortoguaranteetheefficientoperationoftheCBTCsystem，basedontheanalysisofBeijingtrafficcontrol，Bardi，thissignalsysteminaxlefaultconditionoftrainoperationsituation，in-depthstudyoftheuseofaxlecountingequipmentinCBTCsystem.

Keywords：Axisequipment；Fault；Thetrain；communication

1信号系统与计轴关系

计轴设备是通过比较进入和驶离轨道区段两端计轴点的列车轴数，来完成轨道区段空闲与占用状态自动检查的专用铁路信号设备。

信号系统是基于计轴设备为绝对的故障-¬安全进行联锁运算，即：当某计轴区段有车物理上占用时，计轴系统绝不会报告区段空闲；也就是说：计轴系统故障后只会错误的报告占用，而非空闲；信号系统收到计轴区段的空闲信息，则可确定计轴区段是无车占用。

当计轴区段有车占用或设备故障时，GJ继电器落下，联锁系统采集不到GJ继电器前接点信息，就判断计轴区段占用，并将占用信息发发给ZC或ATP系统进行状态设置及移动授权计算，信息传输过程如下：

计轴设备信息——>联锁系统——>ZC或ATP系统——>设置计轴状态及计算移动授权

2计轴故障状态的判断

2.1各信号系统对计轴故障受扰状态判断

2.1.1信号系统对计轴是否为故障受扰由两个因素进行判断：计轴系统提供的空闲/占用信息及列车报告的位置信息。

1）当CBTC列车向轨旁报告其列车轨迹已出清上一计轴区段，但上一计轴仍向联锁系统发送占用信息，轨旁信号系统检查上一计轴区段及其相邻区段没有非CBTC列车占用，则判定上一计轴区段的占用是计轴设备故障或受扰，并不是有车辆在区段内未出清引起的，该区段占用不影响CBTC列车运行。

2）当计轴区段相邻的前后区都无车占用，本区段由空闲转为占用，信号系统判断本区段占用是由于计轴设备故障或受扰，区段无车辆进入，不影响CBTC列车运行。

2.2庞巴迪信号系统处理方式

2.2.1计轴故障：CBTC列车报告列车位置已出清上一区段，上一计轴区段仍为占用状态且相邻区段非固定闭塞；10秒后信号系统判断区段占用是计轴设备故障或受扰，会将该计轴区段设置为移动闭塞初始状态（MB’），并设置区段零限速，须在通信列车以RM模式通过区段，验证区段无遗留的车辆后，区段零限速取消，后续列车可以CBTC模式正常通过区段。

0限速

2.2.3MB’初始状态设0限速

故障区段移动闭塞初始状态设置零速的目的：防止计轴故障时，由于人为操作错误，使实际列车占用的区段被设为故障占用，此时通过设置零速保证后续列车的移动授权不会进入区段内，防止列车冲突。

当第一列车以RM通信模式通过故障区段后，即可证明该区段无影响行车的线路障碍物，取消0限速，后续列车可以CBTC模式通过该区段。

2.2.4计轴预复位的影响

当计轴区段为MB’状态时，人工办理此计轴区段预复位，当松开预复位按钮后，GJ重新落下，计轴旁路延时时间（1分钟）还未结束，RATP将区段状态设为固定闭塞。

在MB’状态下，办理预复位将使区段转为固定闭塞，列车只能以RM模式通过故障区段，如区段不能恢复正常，将会再次转为MB’初始状态。

2.3北京交控信号系统处理方式

2.3.1在CBTC系统中，ZC在列车汇报位置与计轴汇报状态出现不相符（指当列车所汇报的自身位置已经在区段之外，区段中无其他通信或非通信列车，但区段的计轴汇报情况为占用的情况）时，需要通过对计轴状态进行故障判断，确定计轴是否发生故障，导致ARB（AlwaysReportBlock永久汇报占用）。

列车汇报位置与计轴汇报状态出现不相符是指当列车所汇报的自身位置已经在区段之外，区段中无其他（通信或非通信）列车，但计轴突然汇报状态为占用的情况（如下图所示）。ZC需要使用一定的策略对此种情况进行处理，判断计轴是否出现ARB故障。

图1计轴区段ARB判断原则

ZC判断计轴ARB的原则为：

上一列运行出清待判定的计轴区段的列车为受ZC控制的CBTC列车，且列车以CBTC级别完整运行出清；

本周期待判定的计轴区段汇报状态为占用；

待判定的计轴区段内无车（考虑通信延时及周边计轴状态等情况，确定计轴内无车）；

若上面有条件不满足，ZC将无法判断，只能将计轴区段占用理解为非CBTC列车占用。

2.3.2非ARB区段的清扫

当系统不能判断计轴区段为ARB区段时，将不允许CBTC列车通过该故障区段，需经过RM模式的通信列车清扫后方可转变为ARB区段。

当非通信列车经过ARB区段后，ARB区段将转为固定闭塞区段，此做法是为防止有车辆遗留在故障区段内，必须通过列车清扫后方可恢复ARB区段，以保证安全。

2.3.3计轴预复位的影响

ARB区段办理复位，按压按钮时其GJ不会吸起，不会改变ARB状态，不影响列车运行。

3对故障计轴区段的防护

3.1固定闭塞区段转换

当故障区段的相邻区段为固定闭塞区段时，故障区段会设为固定闭塞，这是因为在相邻区段为固定闭塞区段时，系统已不能监测固定闭塞区段内列车的位置，也无法判断列车是否进入本区段，所以本区段须转为固定闭塞区段。

故障区段为MB’或ARB状态时，如有非CBTC列车进入相邻区段，故障区段会转为固定闭塞。

3.2固定闭塞区段间距

当计轴区段由CBTC区段转为固定闭塞区段时，系统会设置相应的防护，以保证后续追踪的CBTC列车安全。

庞巴迪：在固定闭塞区段始端设置冲突点，禁止CBTC列车进入本固定闭塞区段。

北京交控：在固定闭塞区段的前一区段的始端设置冲突点，禁止CBTC列车进入前一区段，要求CBTC列车追踪非CBTC列车时需保证有一个空闲区段的间隔，如前一区段已有CBTC列车运行，则该CBTC列车将会产生紧制。

3.3固定闭塞区段蔓延

MB’或ARB需检查相邻区段无固定闭塞区段，当相邻区段为固定闭塞区段，本区段将转为固定闭塞，如后续相连多个MB’或ARB区段，将会蔓延至后续区段，使其也转为固定闭塞区段。

4列车模式与计轴的关联

列车模式与计轴状态存在关联，在CBTC列车运行过程中，如列车发生降级，将会改变计轴的状态。北京交控：由ATP/ATO降为RM模式，区段转为固定闭塞。

5系统对比分析

5.1庞巴迪系统

5.1.1优点：

1）计轴故障后，CBTC列车追非CBTC列车不需间隔一个计轴区段，可追至故障计轴的始端，能缩少后车的追踪距离。

2）列车模式改变不关联到计轴状态，不会因列车转换模式对后车造成紧制。

5.1.2缺点：

1）系统重启，不能在完成定位后迅速升级CBTC，必须到下一站台才能恢复CBTC模式。2）区段移动闭塞初始状态（MB’）设置零速，计轴故障后，必须一趟通信列车趟过后才能消除零速，极易造成故障晚点。

3）MB’区段办理预复位后会转为固定闭塞，影响运营，不便于故障的迅速处理。

4）非CBTC列车追入前一CBTC区段（出清本区段），会使该CBTC区段零速，使区段内运行的紧制，从安全及行车效率考虑，应使前一区段CBTC列车保持运行，尽快远离非CBTC列车。

5.2北京交控系统

5.2.1优点：

1）列车可快捷升级CBTC模式，在定位后，只需满足列车前端筛选条件（下一区段空闲）即可升级。

2）计轴故障后如满足ARB条件，转为ARB区段后，不会对行车造成影响。

3）ARB状态下，预复位不影响行车，便于故障快速处理。

5.2.2缺点：列车模式降级影响计轴状态，会激活上一计轴始端处的冲突点，前车降模式或丢模式容易使后发生紧制故障。

6结束语

计轴设备作为信号系统的列车次级定位设备，与列车运行效率紧密关联，熟悉计轴故障后的各种运行场景及影响，可有力保障在计轴故障后的运营秩序，减小对行车的影响。

参考文献：

［1］Bombardier.RATP技术规格书Rev1.5.美国：Bombardier.2012.

［2］北京交控.ATP子系统技术规格书V1.1，2016