網絡化運營有軌電車研究

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摘要：城市有軌電車的多條線路網絡化運營是發揮有軌電車優勢的關鍵，通過對線路、限界、車輛、牽引供電、運營管理體制等外部條件互聯互通需求分析，針對通信及信號制式兼容這一互聯互通關鍵因素，提出基于網絡化的有軌電車運行控制系統互聯互通基礎要求、互聯互通接口要求、通信協議、制式要求等內容。相關互聯互通及運行控制方案為新建城市有軌電車網絡化運營實現互聯互通提供了可能，同時方便系統維護和維修。

關鍵詞：現代有軌電車；互聯互通；運行控制

城市有軌電車的多條線路網絡化運營是發揮有軌電車優勢的關鍵，如何在網絡化運營環境下進行有軌電車運行控制并確定相應的技術規范具有迫切性和必要性?；ヂ摶ネㄊ擒壍澜煌ㄐ盘栂到y新的技術需求和發展方向，需在信號系統層面實現CBTC及降級模式下的互通互換及聯通聯運[1-3]。本文分析了有軌電車運行控制系統互聯互通需求，針對信號系統架構、通信協議、接口等技術要求，提出包含功能、接口、系統安全分析等具體要求。

1基于網絡化的有軌電車互聯互通及運行控制需求分析

針對不同廠商信號系統互聯互通方案，應滿足軌道交通互聯互通行車組織和運營管理的需要，還應考慮車輛、限界等一致性的要求。系統需要實現：（1）信號系統兼容；（2）滿足跨線列車通行的限界；（3）軌道結構形式相同，線路能夠互通；（4）車輛制式相同；（5）供電方式兼容；（6）統一協調的運營調度。對有軌電車而言，區域線網實現網絡化運營是有軌電車持續發展的關鍵。示范線/首條線之后的線路，如何實現后續線路建設時與既有系統之間的互聯互通，是有軌電車與軌道交通存在較大差異的問題。基于有軌電車運行控制系統互聯互通需求，研究網絡化運營環境下的有軌電車運行控制系統互聯互通技術，需采用不同廠家提供的信號設備，實現同一區域線路之間互聯互通；對同一區域不同線路之間的互聯互通是當前網絡化建設、運營的關鍵問題。

2互聯互通技術研究現狀

國外如美國、法國等已實現有軌電車網絡化運營及互聯互通工程。國內軌道交通已有互聯互通示范工程開通，中城協也牽頭組織編寫相關技術規范。[4-6]例如，國內重慶4號線一期、5號線一期、10號線一期和環線工程要求實現重慶軌道交通網絡化運營的目標。有軌電車的網絡化運營是發揮有軌電車集成優勢和提高運行效率的關鍵，軌道交通互聯互通研究可為有軌電車相關技術提供借鑒和有益參考。但有軌電車是基于共享路權和人工駕駛模式即開放環境下目視行車，正線道岔控制包括駕駛人遙控和中心集中控制兩種方式；在車輛段設置聯鎖控制，采用計算機聯鎖集中控制、駕駛人遙控、彈簧道岔等多種方式實現有軌電車進出基地。有軌電車運營無法設置ATP，正線信號系統比軌道交通簡化，但行車環境更為多樣、易受其他交通干擾，如道路交通信號控制、行車及非機動車行車沖突，目前的有軌電車互聯互通研究尚在起步階段，缺乏行業規范[7-9]。

3基于網絡化運營的有軌電車互聯互通系統方案

3.1基于網絡化運營的有軌電車運行控制系統。（1）基于信息集成的綜合調度管理平臺城市有軌電車的運營控制及配套設備對比軌道交通簡化較多，基于網絡化運營的城市有軌電車運營控制需求，有軌電車的信息集成和共享是實現有軌電車網絡化運營的集成條件。以下提出以弱電系統統一集中管理平臺為基礎構建以運控系統為核心的有軌電車綜合調度管理平臺。本系統采用模塊化構建，針對網絡化出現的問題針對性解決方案；面向列車、供電、乘客和司機提供弱電系統統一集中管理；實現系統間信息互通和設備聯動，提高整個系統的自動化運營和維護水平，增強應急、突發事件的處理能力，提高運營效率，更好服務乘客。具體系統構成見圖1。通過整合多條線路的調度管理系統，可實現多交路管理、網絡化運營環境下的協同信息；同時便于與外部系統交互。通過上述系統實施，多信息共享、聯動控制方案可提高復雜交叉口通行效率問題。（2）有軌電車運營控制與道路交通控制系統互聯協同控制方案有軌電車運營控制與道路交通控制系統互聯協同控制方案見圖2。3.2基于網絡化運營的有軌電車運行控制系統互聯互通制式要求。（1）基于網絡化運營的有軌電車運行控制系統互聯互通制式要求通信信號制式是否兼容是互聯互通的關鍵因素，此外互聯互通區域范圍內，車輛、線路互聯互通要求；車輛運營上及設備方面的互聯互通、供電方式及網壓統一、接觸軌還是接觸網制式的統一也是互聯互通必須統一的條件。而車載控制器和軌旁區域控制器互聯互通，要求控制器可在其他供應商供應軌旁子系統的線路上運行。不同廠商提供的相鄰軌旁區域控制器在延伸；線邊界可以互聯互通。道岔控制器和車載控制器的互聯互通。數據通信系統和相關子系統也應互聯互通。信號系統互聯互通包括：信號系統列控方式統一；信號各子系統功能統一；接口采用國際標準接口協議、接口類型等；信號系統的車-地通信內容統一標準；子系統間的通信連接應使用國際標準協議，相互間交換的數據信息統一；實現各子系統間的信息交互和傳輸。（2）安全需求根據業主需求和判定為安全的部分，應確?；ヂ摶ネㄕf明必須指出的數據是安全，安全接口如何實現互聯互通安全。3.3基于網絡化運營的有軌電車運行控制系統互聯互通通信協議?；ヂ摶ネ▽Φ啦砜刂破鳌⒙撴i、軌旁設備與車載設備接口，以及線間相鄰設備間道岔控制器之間、聯鎖之間、軌旁設備之間的應用層通信協議需統一規范。互聯互通需要規范的安全通信協議及應用層通信協議，道岔控制、聯鎖、軌旁設備與車載終端設備接口采用適用于開放環境的鐵路專用安全通信協議，聯鎖之間、軌旁設備之間采用適用于封閉環境的鐵路專用安全通信協議。在應用層通信協議方面，包括統一應答器報文、統一車-地接口協議、統一地-地接口協議。車載設備與應答器的通信機制、物理接口、電氣接口均符合歐標應答器和應答器傳輸系統規范，參照CS應答器報文標準，結合互聯互通的功能要求，形成應答器報文規范?；ヂ摶ネㄒ幏秾Φ啦砜刂破鳌⒙撴i、軌旁設備與車載設備接口，以及線間相鄰設備間道岔控制器之間、聯鎖之間、軌旁設備之間的應用層通信協議統一。3.4基于網絡化運營的有軌電車運行控制系統互聯互通相關接口。為實現互通互換及聯通聯運目標，需對車-地及地-地接口進行規范；車-地接口包括道岔控制、聯鎖、軌旁設備與車載設備的接口，軌旁應答器與車載設備的接口；地-地接口包括道岔控制系統之間、聯鎖設備之間、軌旁設備之間的接口，見圖3。信號系統互聯互通內部接口要求包括中心調度子系統功能接口；與車載子系統接口；與車輛段聯鎖系統接口；與平交路口信號優先接口要求等內容，見表1。信號系統互聯互通外部接口要求為中心調度管理子系統需要對外部主管或相關業務部門發送相關運營信息并接收輔助運營信息，中心調度管理子系統與上層網之間通過有線通信接口，見表2。

4結語

基于網絡化的城市有軌電車運行控制技術是網絡化運營條件下提升有軌電車運行效率、實現資源共享的關鍵技術。本文闡述了基于網絡化的城市有軌電車運行控制的具體需求，從需求從發，提出基于網絡化的城市有軌電車運行控制系統技術方案，包括基于信息集成的綜合調度管理平臺、互聯互通基礎要求、互聯互通通信協議、互聯互通制式要求等，并就信號系統互聯互通內部接口；外部接口提出了具體技術要求。本文提出的方案也可為類似有軌電車工程提供有益借鑒和參考。

作者:肖賓杰 單位:上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司