浅谈基于 CBTC 系统向 TACS 系统升级改造施工技术

浅谈基于 CBTC 系统向 TACS 系统升级改造施工技术

王惠斌

(中铁四局集团电气化工程有限公司)

摘要：简述城市轨道交通信号 TACS 系统的特点，以青岛地铁基于 CBTC 系统 升级改造试验线的应用情况，浅谈相关施工改造内容及关键技术。

关键词：城市轨道交通工程； CBTC 系统升级改造；施工技术

随着我国城市轨道交通的快速发展和信号系统的不断演进，一种基于车-车 通信的新型列车运行控制系统架构，引起了广泛的关注和研究实践。 基于车-车 通信的列车运行控制系统是指列车基于运行计划和实时位置实现自主资源管理 并进行主动间隔防护的信号系统， 该系统以车地联锁和车车协同的方式达成了更 安全、更高效、更经济的目标。我国城轨交通高速发展， 线路规模也在逐年扩大， 存在系统轨旁设备多、接口较复杂、成本居高不下等问题。另外， 当发生无线通 信故障等情况时， 既有系统需紧急制动停车， 司机上车人工处置， 降级后运营效 率低、安全保证等级低， 造成运营极大隐患。此外， 我国城市轨道交通众多既有 线路逐渐到达改造年限。基于以上问题， 迫切需要向更精简、更安全、更智能的 TACS系统升级改造。

一 、城市轨道交通信号 TACS 系统的特点

相对于传统 CBTC 系统， 车车通信 TACS 系统设备更加精简、更智能，核心架 构更加扁平， 各系统高度融合， 车与车之间直接进行信息交互， 可显著提升系统 性能和轨道交通运输能力，并能提供灵活多样的行车组织模式， 有助于应对各种 故障和突发情况。此外，车车通信 TACS 系统在应用场景上还能为既有线路的延

伸改造和扩容增能提供新的选择， 使系统生命周期的运维成本进一步降低。TACS 核心架构如图 1 所示。

图 1   TACS 核心架构图

二、  施工改造内容及关键技术

以试验线为例， 改造工程实施期间要尽量保证正常运营， 只能在夜间调试点 进行系统调试。除去日常维护、故障维修及其他专业调试点后， 留给信号系统的 调试点极其有限， 同时还需协调地面和车辆在同一天进行调试， 整体调试时间也 极其有限，施工改造实施先分区域升级改造测试，后全线一次割接开通。 按一级 集中站或一二级相邻集中站的控制范围为一个改造区域，便于在改造升级测试过 程中及时回退，保证次日正常运营。

(一)室内外改造施工内容

以试验线为例， TACS 通过优化系统结构， 室内摒弃了传统 CBTC 系统的ZC 及 联锁双核心设备，利用信号设备室空间， 新设轨旁对象控制器 OC、ATS 柜， 增设 升级测试所需核心网系统及互联的交换设备，利用既有电源屏、分线柜、计轴、 ODF 架，进行利用和切换。在一级集中站信号设备房以外的其他房间， 设置一座 TACS临时控制中心，布置 ATS 服务器等设备。 依据设计改造图纸布放电源线、 控制线缆、 各类光纤线。室外基于 CBTC 系统升级改造，利用既有线路轨旁信号 设备(信号机、转辙机、计轴)、车站各类按钮以及相关设备至信号设备室之间 电缆线路， 统一在防雷分线柜处与 OC 进行接口；LTE 系统复用既有 LTE 设备， 包含试验线路区间所有 RRU 和光电箱、合路器等配套设备，同时保留既有设备的 供电条件，以及室外光纤链路；按照 TACS 系统电子线路地图新设无源应答器及 轮径矫正应答器。

( 二)光缆链路施工改造技术

青岛地铁试验线信号冗余骨干网独立设置，左右线各敷设一条 48 芯单模光

缆，升级改造测试过程中， 从改造范围车站间骨干网选取 12 芯光纤链路复用， 进行升级改造的相关工作。

依据设计改造图纸， 调查核对复用骨干网、LTE 链路配线架熔纤盘号和端口 号范围。施工过程中， 在集中车站配线架处断开光跳线， 做好然后接上自备的光 线跳线连接至信号集成商新设骨干网交换机，待测试结束后， 按照原有网络光缆 配线图恢复连接。

(三)  LTE施工改造技术

1、LTE 复用设计

LTE 施工改造利用既有 LTE 轨旁设备， 以及新设 DCS 网络交换机和临时核心 网共同构建车地无线网络。

在改造测试期间， 在试验集中车站配线架处断开 RUU 红蓝网的端口尾纤跳 线，然后接上自备的尾纤跳线连接 OC 机柜内BBU 基带处理板光口，待测试结束 后，恢复既有 RUU 尾纤跳线。

2、时钟同步方案

本工程复用的BBU 设备需要接入同步时钟源， 采用 GPS 天线作为同步时钟 源， 需要在改造阶段完成信号集中站 GPS 天线的安装。 每个 BBU 都要通过射频馈 线与GPS 天线相连接。 GPS 天线安装在室外四周无遮挡的地方(风亭、出入口)， 馈线经由站厅线缆桥架引入信号设备室。

三、  结语

TACS 作为下一代信号系统的主流方向， 将成为各城市的轨道交通新建项目 以及既有线路的升级改造的最优选择方案。作为施工技术人员， 必须熟知 TACS 的架构组成，掌握施工

改造内容及关键技术。

参考文献

[1]罗情平,吴  昊,陈丽君.《基于车-车通信的列车自主运行系统研究》[J].城 市轨道交通研究，2018， (07):46-49