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灵活编组地铁车载信号与车辆接口功能介绍

崔志民

摘 要：本文介绍了灵活编组列车在进行联挂解编时，地铁车载信号与车辆的接口功能，分别从车辆至车载信号的输入接口和车载信号至车辆的输出接口两个方面展开。在车辆至车载信号的输入接口部分，详细描述了安全输入接口的功能及其作用。而在车载信号至车辆的输出接口方面，则介绍了功能输出接口的功能及其作用。此外，还对车载信号与车辆的TCMS通信总线接口进行了简要说明，涉及到联挂解编时信号与车辆之间交互的信息。并对地铁联挂解编流程进行了介绍。

关键词：灵活编组；车载信号；车辆；接口功能。

Abstract: This paper introduces the interface functions between the subway on-board signal and the vehicle when the flexible marshaling train is coupling or decompilation, which is carried out from two aspects: the input interface of the vehicle-on-board signal and the output interface of the on-board signal to the vehicle, respectively. In the input interface section of the vehicle-to-vehicle signal, the functions of the safety input interface are described in detail. In terms of the output interface from the vehicle signal to the vehicle, the function and function of the function output interface are introduced. In addition, the TCMS communication bus interface between the on-board signal and the vehicle is briefly described, which involves the information of the interaction between the signal and the vehicle during the coupling decoding. The process of decoding the subway link was introduced.

Keywords: flexible grouping; on-board signals; Vehicle; Interface functions.

1. 引言

随着城市化进程的加速和人口密集度的增加，地铁系统作为一种高效、便捷的城市交通方式，在现代城市中扮演着越来越重要的角色。然而，城市轨道交通不同线路全日客流时间分布特征差异较大，特别是郊区线，客流潮汐变化尤为明显，固定编组模式不好解决非高峰时段列车运能浪费、高峰时段列车拥挤的问题。因此对于运营组织方，迫切的需要一种能够直观有效的解决这两者之间矛盾的需求。因此出现了地铁列车灵活编组的方式，希望这种新型的解决方案，能够满足用户需求。在运营高峰时，通过多编组列车提高运输能力，在运营平峰或低峰时，使用小编组列车，在不影响当前运输能力的同时，降低地铁列车能耗。为了能达到这一使用要求，信号与车辆需要配合完成多项功能的实现与验证，本文对于实现方式和工作原理，进行介绍。

2. 车载信号与车辆的联挂接口功能介绍
   1. 车辆至车载信号的输入接口

本端机械钩联挂状态，当4编组列车本端车头机械钩联挂状态已联挂时，向信号系统反馈本编组车车头机械钩为联挂状态。

本端电气联挂挂状态，当4编组列车本端车头电气钩联挂状态已联挂时，向信号系统反馈本编组车车头电气钩为联挂状态。

对端机械钩联挂状态，当4编组列车本端车尾机械钩联挂状态已联挂时，向信号系统反馈本编组车车尾机械钩为联挂状态。

对端电气联挂挂状态，当4编组列车本端车尾电气钩联挂状态已联挂时，向信号系统反馈本编组车车尾电气钩为联挂状态。

对中状态，当4编组列车本端车钩对中时，即允许联挂时，向信号系统反馈该信号为对中状态。

2.2.车载信号至车辆的输出接口

解编电气钩命令，当ATP需要输出解编电气钩命令时，向车辆输出此信号，车辆解编电气钩命令仅在列车零速时执行。

解编机械钩命令，当ATP需要输出解编机械钩命令时，向车辆输出此信号，车辆解编机械钩命令仅允许在零速时执行。

2.3.车载信号与车辆的通信接口

车载信号与车辆的TCMS总线接口中，包含完成列车联挂与解编功能的信息，主要包括当前处于联挂工况中、解编工况中等信息。其中车载信号通过通信接口向车辆发送联挂允许请求，联挂工况，解编允许请求，解编工况等信息。车辆向信号系统传输允许联挂、允许解编、TCMS联挂完成、PIS联挂完成、列车车组号等信息。

3. 地铁车载信号与车辆灵活编组流程
   1. 列车联挂

步骤一（被联挂列车准备阶段）：

地面控制中心ATS根据运行计划为被联挂列车办理进路并下达“联挂命令”，FAM模式被联挂列车自动运行至联挂解编区域被联挂停车点停车，若列车已停于联挂解编区域指定位置，则直接进行准备工作。被联挂列车ATP判断已在被联挂停车点停准停稳且被联挂端车钩处于对中状态后释放激活端；在判断车辆反馈的驾驶室激活无效后，被联挂列车VOBC向车辆发送“被联挂请求”，并施加紧急制动。ATP收到车辆反馈的“被联挂允许”，判断联挂端车钩处于对中状态且通过安全接口判断已施加紧急制动，则向中心ATS反馈，并等待后车进行联挂作业。

图1 自动联挂示意图1

步骤二（去联挂列车准备阶段）：

ATS根据运行计划在列车进入联挂区域前为去联挂列车办理联挂进路并下达去联挂指令，ATP收到该命令后，并在收到去联挂端车钩处于对中状态后，自动向车辆发送“去联挂请求”，ATP收到车辆反馈的“去联挂允许”后，FAM模式去联挂列车自动控制列车运行进入联挂解编区域。

图2 自动联挂示意图2

步骤三（联挂阶段）：

信号系统控制去联挂列车低速靠近被联挂列车，并以低于车钩允许碰撞速度与被联挂列车低速碰撞，完成两列车机械联挂。ATP收到本端“机械钩联挂”状态，且地面信号锁闭联挂解编区域外方区段后，向车辆输出“试拉指令”，车辆根据信号的指令完成试拉作业。试拉成功后，ATP向车辆TCMS发送对应端“电气联挂”指令。车辆与依次完成交直流减载、电气车钩联挂、TCMS初始化（网络贯通）及车辆各系统自检。ATP采集到“电气联挂状态”已联挂，收到车辆TCMS发送的“TCMS联挂完成”，收到TCMS发送的对车车组号时，联挂列车车载信号ATP间建立通信，判断联挂完成。

图3 自动联挂示意图3

步骤四（发车阶段）：

联挂后的列车根据地面控制中心计划生成新的车次号，ATS根据联挂列车后续运行计划排列相应进路，联挂列车根据后续运行计划发车，投入运营。

3.2.列车解编

（联挂列车准备阶段）：

ATS根据运行计划为联挂列车办理进路并下达“解编命令”，FAM模式联挂列车自动运行至联挂解编区域被联挂停车点停车，信号及车辆进行准备工作，若列车已停于联挂解编区域指定位置，则直接进行准备工作。

图4 自动解编示意图1

步骤二（解编阶段）：

车载ATP判断在解编停车点停准停稳后向车辆TCMS发送“解编工况请求”，FAM模式车载ATP 收到TCMS反馈已进入“解编工况”后，在人机界面显示已进入“解编工况”。并通过首尾通信和跨车通信向对端及对车发送解编命令。联挂头车的非控制端通过首尾通信收到对端发送的解编命令且停稳后，通过硬线输出解电气钩命令。联挂后车的控制端通过跨车通信收到对车发送的解编命令且停稳后，通过硬线输出解电气钩命令。联挂后车的控制端采集到本端电气钩无效后，通过硬线输出解机械钩命令。为避免单车解机械钩失败，联挂头车的非控制端采集到本端电气钩无效后，等待一定时间后如果仍旧采集到本端机械钩联挂则通过硬线输出解机械钩命令。

车辆根据信号系统指令断开两列车电气及机械车钩，联挂列车分离为两列车，车载信号与车辆TCMS系统分别按照单编组列车进行系统初始化。

图5 自动解编示意图2

步骤三（发车阶段）：ATS根据解编后的列车后续分别运行计划排列相应进路，列车根据后续运行计划依次发车，投入运营。

4. 结语

通过本文的介绍，我们对地铁灵活编组时，车载信号与车辆的接口信息进行了充分的介绍，并对联挂解编流程中对于该信号的应用进行了详细描述，对于信号厂商与车辆厂商的设计提供了思路。通过列车的灵活编组，能够实现地铁运营中提出的效率与节能的需求。本文描述为2个固定编组数的进行灵活编组作业需要的接口及流程，对于运营组织来说，后续可能有更多不同编组数量列车进行灵活编组的需求，因此地铁灵活编组功能有更广阔的应用前景。

参考文献:

［1］范海宁 何勇浩．城市轨道交通列车灵活编组方案及功能实现［J］．城市轨道交通研究，2021,24(9):200.

［2］王舟帆, 柴鹏鹏, 赵 兴, 杜金娟. 轨道交通灵活编组列车驾驶模式分析[J]. 铁路通信信号工程技术, 2022, 19(5)．

［3］李兆龄,严业智.城市轨道交通信号系统灵活编组关键技术研究[J],铁路通信信号工程技术, 2021, 18(12):72.