城市轨道交通信号系统培训中心建设方案研究

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摘要：本文论述了培训中心的功能及设备构成，同时从信号系统的资源共享方面研究了培训中心建设方案应用的可行性。

关键词：信号系统 自动控制 联锁 培训

Abstract: This paper discusses the function and equipment composition of training center, at the same time studys the feasibility of the application of training center construction plan on the basis of shared resource of signal system.

Key words: Signal system; Automatic control; Interlocking; Training;

中图分类号：U284.3文献标识码：A文章编号：

培训对象主要有三种：行车调度人员的培训、维护人员的培训、司机驾驶人员的培训。针对不同人员需相应配备培训设备、培训的重点也各不相同。培训系统应能模拟ATC系统的设备运营情况，展示ATC系统设备的工作原理，演示ATC系统的工作原理，一般要求能实现与正线任一站场一致情况下的培训模拟。

目前，郑州、南昌、福州、徐州、石家庄等城市轨道交通兴建，从线网规划角度出发，资源共享已经越来越重要，而培训中心也是一个资源共享的方向。但信号系统的核心设备均采用国外厂商设备，信号系统制式多且不同，具有各自的技术特点。

一、培训中心设备组成

一套完整的培训中心设备主要包括ATS、ATP/ATO子系统（包含车载设备、车-地通信设备）、联锁子系统等组成。

1、 ATS培训设备

ATS培训设备一般设置在控制中心，完成对调度员的培训及全线信号系统运行的模拟。ATS培训设备组成如图1如下：

图1 ATS培训设备组成

培训服务器与CI、ATP/ATO及车站的ATS系统不存在数据交换，此时各种培训操作对在线的ATS子系统没有任何影响。培训工作站通过ATS服务器调用模拟器软件，显示的数据是模拟列车移动和轨旁设备的状态变化而产生的模拟数据。控制的操作只影响模拟操作，对运营的线路没有任何影响。在模拟模式下，中心ATS子系统功能由用于模拟的服务器实现，外部的车站ATS（包括CI和ATO）由软件模拟器代替。模拟器可模拟轨旁信号设备，响应控制指令和模拟线路上运营的列车。所有过程和真实的列车在系统中运行没有区别。也可以模拟设备故障以实现降级模式运营。

模拟软件模拟列车在区间的运行时分及停站时分应与输入的时刻表一致，并能按比例进行快进和慢放，快进可以加快培训和模拟运行的速度。

2、 联锁系统培训设备

在车辆段设置培训中心，主要是联锁子系统的横拟培训。根据正线信号系统的方案配备相应的设备。室外一般设置演练线（试训线），满足信号设备的功能性需求。联锁子系统示意图2如下：

图2室内联锁培训设备组成

室内设备：联锁主机及相应的接口柜、继电接口组合柜、计轴主机柜、轨道电路机柜、ATS分机柜、联锁维护终端、电源设备等。

室外设备：转辙设备、信号机、计轴、50HZ轨道电路、发车计时器、与之接口的室外Ap点、信标等。

利用CI系统作为培训的平台，CI系统采集了该虚拟站的所有通用信号设备及ATP/ATO状态信息，能够控制该范围内的某一具体控制目标，具有正线CI的全部功能。

操作培训

在联锁系统培训平台上，练习正常及紧急情况下的操作方法，模拟车辆运行，培训学员在日常和紧急情况下如何操作系统、保证列车安全运营。

掌握正常情况下的操作方法：正常接发列车进路；取消进路、单独操纵和单独锁闭、区段锁闭和人工锁闭、自动折返进路等。

故障情况下的操作方法：排列引导进路及对轨道区段、道岔、信号机等实施封锁、引导进路解锁、人工解锁等

紧急情况下操作方法：启用降级模式、站台紧急关闭按钮、办理扣车作业等。

维护培训

在CI系统培训平台上，模拟故障的产生、诊断、告警过程；对系统的软件、硬件进行针对性培训，使培训学员获得ATC系统知识及各种设备的维护知识和技术。

运营管理培训

进行现场操作的培训，并从技术角度对各子系统进行阐述，包括：正常情况下的不同运行模式的操作及管理；故障情况下的运行模式的操作及管理；系统模拟的操作及管理等。

３、 ATP/ATO系统培训设备

ATP/ATO培训设备主要包括:ATP/ATO机柜、ATP/ATO管理终端、车载信号设备（含车载信号显示屏、编码里程计、无线天线、信标天线）等。

图3车载培训设备组成

地面ATP/ATO设备由无线调制解调器、天线、应答器、信标等组成，能够实现车－地双向通信功能，向车载ATP/ATO设备提供中心ATS指令、提供运行前方的动态信息（车辆运行情况、道岔位置、信号机显示等）；并将列车运行状态数据、驾驶员的输入信息等传送至中心ATS；应答器、信标等向车载ATP/ATO设备提供静态信息（绝对位置参考点、坡度、曲线半径等），供车载ATP/ATO计算机使用。司机台主要针对司机进行模拟驾驶的培训。

二、培训中心设备共享方案

城市轨道交通网的信号系统的资源共享，直接涉及的就是城市轨道交通信号系统的制式问题。目前，部分城市的两三条线都是同期建设，开通时间在二年之间，如果采用制式相同的信号设备，可建议培训中心合设或者分期建设方案。

先开通线路培训设备先购置： ATS子系统（包括发车计时器）、联锁子系统（包括计轴、轨道电路、转辙机、信号机）、电源屏等；ATP/ATO子系统、车载信号设备由后期线路配置。主要考虑以下几点：

①分担建设费用、均衡投资规模；

②ATS系统、联锁系统提供商家多为国内供货商、现场服务配合及时、标准制定选择相对较宜、人机操作界面统一易实现；

③ATP/ATO设备、车载信号设备的核心技术在于软件，技术含量高，一般要求两年的质保期，在此期间由供货商负责维护，维修人员可以跟班熟悉，同时可以集中精力，学习掌握联锁、ATS设备相关知识和动手能力，同时，可利用试车线上的ATP/ATO地面设备进行演示、观察培训，经过一段时间的熟悉、掌握后，再开始ATP/ATO方面的专业培训。

如果信号制式不一致时，培训设备由先期工程一次建成（ATS、联锁、ATP＼ATO），后期的线路只采购不一致的设备。

三、试车线设备承担培训功能的可行性探讨

在试车线上装设的信号设备与正线一致，但试车线一般未单独设置联锁设备、室外的信号基础设备由车辆段联锁控制。在试车线非试车时段，试车线信号设备是否此时可承担培训功能，作为培训设备使用，从而减少用于培训的信号设备购置，现探讨分析如下：

1）由于教学的需要，出于教授学员动手操作技能、查找故障技能、加深理解的目的，经常要进行拆/配线操作、拆/装某些部件操作、转辙机密贴调整操作、轨道电路电平调整操作等，培训完成后，根据相关安全管理规章要求，必须对所动手操作过的设备进行严格的联锁试验及照查确认，并严格记录在案，方能重新投入使用。由于培训工作的长期性，这种培训完成后的联锁试验及照查确认经常进行，稍有疏忽，检查不到位，易留下安全隐患。

２)由于试车线上的联锁控制设备与车辆段的室内计算机联锁设备是一个整体，在非试车时段整个的计算机联锁子系统仍在正常工作，处于工作状态的联锁设备是不允许进行任何手动操作的。

3）试车线上所安装的与正线制式一致的ATP/ATO设备主要是用于试验车载信号设备的功能是否正确，性能参数指标是否正常，并帮助对各项指标进行调整。其室内控制设备是放在试车线设备室内，由试车线控制室试车人员控制，试车控制设备可模拟发出地面各种ATP/ATO命令信息，并由轨旁设备转换为无线信号覆盖整个试车线范围（包含轨旁点式信标设备所发出的无线信号），测试车载信号设备的无线接收功能及对应的信息处理、反应输出功能；同时还接受车载信号设备发出的状态信息和报警信息，以判定车载信号设备工作状态是否正常。

在非试车时段，试车线ATP/ATO室内设备及点式信标、无线电台及无线收发天线等轨旁设备承担培训功能、作为培训设备使用原则可行，但存在以下问题：

①作为试车设备，为确保对每台车载信号设备测试的精度和一致性要求，其技术参数（如场强指标、覆盖范围、网络重叠范围等）均经过专业人员严格调整并固定；作为培训设备，为避免手动操作改变这些技术参数，从而影响到试车精度，建议试车线上的ATP/ATO室内设备和轨旁设备只承担部分培训职能（如：功能演示等），禁止对参数、性能指标有影响的手工实习操作。

②试车线上所发出的地面ATP/ATO信息是由试车线设备室内的ATP/ATO设备经由编排好的程序模拟发出的，没有和真正的联锁设备发生关联，对于培训来说，内容是不完整的。

因此，将试车线上的联锁设备作为培训设备使用，是不可行的。试车线上的ATP/ATO设备在非试车时段可用于培训演示，要达到完整培训目的，还需配备相应ATP/ATO设备。

四、结束语

随着信号技术在不断发展，信号制式从固定闭塞和准移动闭塞，走向移动闭塞的阶段，制式难稳定。国内信号系统的开发和集成基础薄弱，目前使用的标准大部分是信号国际公司的企业标准，不同供应商之间难以统一。不同的供应商，培训设备也相应不同。由中国交通运输协会城市轨道交通专业委员会签发的《城市轨道交通信号系统ATS技术规范》（2009）在各城市已被广泛采用，这对控制中心ATS系统综合统一运营提供了基础。统一运营管理，统一各线系统功能、操作规程、人机界面，完善相应的标准及规范，对建立综合培训基地及仿真平台，实现全网的资源共享有着重要意义。

参考文献：

[1]TB10007―2006 铁路信号设计规范[s].北京：中国铁道出版社，2006.

[2]GB50157-2003 地铁设计规范. 北京：中国计划出版社，2003.