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摘要:车站控制器(以下简称STC)是国内多家地铁普遍采用的SelTrac S40“移动闭塞”信号联锁子系统之一,本论文以广州地铁三号线为例,简单介绍STC的构造特点,对联锁站及非联锁站对出现硬件和软件故障情况下,行车调度的应急处理方法进行分析。
关键词:车站控制器;构造;应急处理
ABSTRACT: Station controller(STC) is one of the sub-system of signal interlocking system in SelTrac S40 Moving block system, which popularly used by many subway company in the nation. This article gives a full introduction of the instruction and configuration of STC, and the instruction under the malfunction of STC, based on Guangzhou Metro Line 3.
KEYWORD: Station Control Center construction malfunction
车站控制器是列车自动控制系统(ATC)的安全性轨旁子系统。STC设备沿线布置在车站机械室。车站控制器(STC)主要控制道岔、信号机、计轴、屏蔽门、站台紧停、防淹门等设备。车站控制器STC控制并监督计轴、道岔、信号机、屏蔽门、防淹门、站台扣车/紧急停车等,对来自VCC、SMC /LSMC和VOBC的相关命令作出反应,并向前者报告相关设备的状态。
一、STC的结构与功能
STC设备沿线布置在车站机械室,内置一个被称为INTERSIG的安全型处理计算机。在联锁站,还配有一个计轴评估器(ACE)单元,它和室外计轴传感器相连,构成计轴轨道区段。INTERSIG固态联锁控制器是STC内部的主要单元,由它提供驱动和监视道岔和信号机的功能。INTERSIG与VCC通过双套设置的共线调制解调器进行连接。INTERSIG固态联锁控制器是STC内部的主要单元,由它提供驱动和监视道岔和信号机的功能。STC接受并执行VCC道岔转换指令,向报告道岔状态、站台紧停、轨道状况信息、负责屏蔽门监控功能。
车站控制器STC的核心设备是采用二取二的INTERSIG, 联锁站STC是互为冗余的A、B、2套INTERSIG (其相应的继电器电路也是有2套),非联锁站STC则只有1套。每天晚上, 在固定的时间内, STC的2套INTERSIG都需要进行自检和切换, 检查关键继电器状态, 如道岔、信号机、屏蔽门等, 一旦自检不能通过, STC将会自动显示故障, 需要人工重启(只需要操作1个电源开关即可) 。根据所辖设备数量的多少, 重启STC所需的时间不同, 一般来讲, 联锁站STC重启1套INTERSIG需要6~8 min, 非联锁站需要3 min。在现有条件下, 重启STC INTERSIG后, 必须要进行自检才能正常使用。当其中一个STC INTERSIG有故障时, 会自动切换到另外一个INTERSIG。此外, 也可以在VCC的CCOT终端上使用STC切换命令, 远程切换STC INTERSIG。
二、STC接口设备
(一)站台紧急停车按钮(二)站台无人驾驶折返按钮(DTRO)(三)防淹门(四)轨旁信号机(五)计轴器系统(联锁站)(六)对位环线(七)道岔转辙机(八)屏蔽门局控盘(IBP)(九)站台屏蔽门
三、STC不同模式下的功能实现
(一)ATC模式。
在ATC模式下,ATC系统按照移动闭塞原理自动地控制列车。这是操作ATC系统和列车运行的正常模式。VCC负责安全的列车间隔和运行。安全运行包括扳动道岔以便按照SMC执行的运行图为列车排进路。STC按照VCC的命令完成道岔扳动。VOBC按照VCC的命令控制列车运行。在ATC模式下,信号机显示蓝灯以便提醒司机ATC系统正在监督和控制列车。当在ATC模式时,ATC系统在正线信号机上不显示任何其它显示,因为移动闭塞原理允许比固定闭塞信号系统更高的列车密度,在一个信号区段内可以存在一列以上的列车。同时屏蔽门可以实现与车门的联动。
STC在ATC模式下功能的实现如下图:
(二)SMC后备模式。
每个STC都可以通过LSMC工作站来访问。该工作站直接与该站的STC通信。这一设置允许值班员在ATC中央系统失效情况下,即处于后退模式下工作时,直接向STC子系统发出命令,直接请求转动道岔和相应的信号机显示。如果VCC死机,由于有SMC的后备支持,STC能实现自动排列进路功能。全线计轴信息经STC传送至中央SMC,中央调度员工作站基于计轴区段的线路上列车占用/出清,来确保所有的列车能够按一定的行车间隔组织运营;在后备模式中的涉及到道岔的进路操作已在STC控制表中定义。
(三)完全后备模式。
一旦发生SMC、VCC均故障的情况,每个联锁站的车站控制器(STC)将进入后退联锁运行模式:它们在运行时将独立于SMC、VCC及通信子系统,通过轨旁信号机和计轴轨道区段来向列车提供站间闭塞功能。在这种后退模式下,进路的控制是通过车站LSMC的人工命令来控制STC,即在车站的LSMC上人工命令道岔转动。STC根据信号原理,在安全的前提下,命令转动相应的道岔,开放相应的信号机。
后备模式联锁如下图:
四、STC的故障现象及影响
VCC一旦检测到与STC失去联系,VCC则自动执行下列步骤:
a.关闭与所有紧急停车按钮有关的轨道; b.阻止自动模式列车驶过相关的道岔;
c.阻止自动模式列车驶过防淹门区域;
d.向SMC发送报文报告STC出现故障;
e.将STC内的所有道岔设定为“四开”。
在与车站控制器(STC)通信中断的情况下,VCC则认为与该STC有关的所有道岔的状态为 “受到干扰”。自动列车将被阻止驶入该车站控制器控制的区域。故障发生时正在受影响区域运行的自动列车将产生紧急制动。由于故障STC无法自动控制屏蔽门的开关,因此与STC相连的屏蔽门只能工作在人工模式下,由工作人员进行操作。
(一)STC的配置。
根据轨旁设备布置,车站控制器STC有2种配置:联锁站STC和非联锁站STC。除均需控制监督屏蔽门、站台扣车/紧急停车设备外,前者还控制监督计轴、道岔、信号机、防淹门等接口设备。因此,联锁站STC及非联锁站STC在故障情况下的影响范围是不一样的。
(二)非联锁站STC故障处理原则。
1、及时通报故障,组织抢修
2、全呼全线列车司机多停晚发,在故障车站进站前目标点为零后转RM60模式限速45KM/H进站,作业完毕后RM60模式限速45KM/H运行,出清站台100米拉停列车转PM,行调TA激活列车恢复正常运行。
3、及时通知车站协助开关屏蔽门并发布晚点信息。
(三)联锁站STC故障时的行车组织及故障处理原则。
联锁站STC故障,降级为电话闭塞法组织行车。结合三号线存在联锁站划分不规则、投入点设置不统一、区间长度不一致等线路特点。采用电话闭塞法组织行车所选择区域的原则:
1、选择的区域,采用上下行线统一区域的原则。
2、列车在选择的区域内,驾驶模式尽量单一的原则,便于行调发布命令简单明了,司机容易操作。
3、当列车未恢复ATP时,行调组织列车运行应尽量减少授权司机越灯的命令。
4、选择的区域中有道岔的,且道岔是正常的情况下,原则上由行调组织列车过道岔。
5、长大区间运行,行调应尽快恢复ATP运行的原则。
有道岔联锁区的联锁站STC故障时,中间站需人工钩锁道岔、终点站需按调车方式组织列车折返。
(四)联锁站STC故障处理流程。
以客村站STC死机为例,简述联锁站STC死机的故障处理方法。当客村STC死机时HMI显示如图:
处理流程如下:
1、行调确认能否确认两个STC都死机或不能切换,及时通报值班主任,值助。值助马上组织通号轮值派人抢修。
2、指令全线所有列车每站多停一分钟两端晚发2分钟,及时设置厦滘下行、珠城上行站台扣车。
3、核对故障区内列车位置并与相关车站确认后,发令给所有车站、司机,沥滘-赤岗塔上下行线采用电话闭塞法组织行车。
4、及时组织故障区未进站的列车RM进站,前方有道岔的需组织车站办理进路,以CUT-OUT模式或RM模式复位VOBC通过。
5、指令所有列车在客村上行进站前目标点为零后转RM60模式进站,各次列车在客村上行沥滘下行在RM60模式下复位VOBC。
6、为缓解后续列车排队的影响,行调可组织:①后续的下行列车清客回厂或进存车线退出服务;②部份列车在两始发站不载客进区间;③若列车因前方站台没出清而在区间停车较久,则组织前方列车清客后进区间,以便让后续车进站。
7、及时向全线各站、其它控制中心发布故障晚点信息。
8、及时通知车站配合开关屏蔽门。
9、列车出清故障区后及时组织列车投入,恢复正常运行。
10、根据当时的客流、峰期情况决定是否需要启动公交接驳。
11、客村站利用行车间隔配合信号人员抢修。
12、在通号人员处理完,设备正常后,在客村联锁区所有道岔恢复正常显示时,行调对客村联锁区执行轨道开放命令。
13、行调开始调整线上各次列车恢复正常。
14、向全线各站、邻线故障恢复的信息。
(四)与车厂接口STC故障处理注意事项。
1、如果在出车过程中出现STC故障,在还没开始运营的情况。
a、按电话闭塞法出入段线一起出车,电话闭塞法进路开通出厂位置,尽量争取在运营开始前能出足够多的车;
b、根据故障发生时已经出厂的列车情况调整头班车的开行,先确保首尾站(开客和番广)的头班车;
c、行调及时通知其它不能确保头班车车站,相关车站提前做好乘客广播等服务。
d、由于出车效率过低(约15分钟一班车),如果故障发生较早,有提前出车的条件,尽量安排提前出车,确保各站点头班车的开行。
2、行根据当时的时刻表及故障的通过率计算出合理的上线列数。
3、如开始运营后列车还没有出够,可考虑用机场南~体西1道交路的列车到天客~番广交路运营或利用行车间隔出车。
4、采用部分列车在天客--客村小交路运行,缓解高峰期大客流车站的压力。
(五)故障期间行调如何确认列车准确位置
1、当故障发生时行调立即在HMI上打印当前线路图,作为核对列车位置参考。故障时行调通过记录的车次和车底,呼叫全线列车司机,核对正线所有列车位置。操作步骤:第一步ALT+ prtscn键,第二部Ctrl+D进行打印(目前打印机暂无彩墨)。
2、每天早上,行调在《行调工作日志》的运用车情况栏填写好列车服务号和车底号。行调结合当时《时刻表》在线列车情况,必要时与车厂核对列车回厂情况。故障时行调通过记录的车次和车底,呼叫全线列车司机,核对正线所有列车位置。
3、每天组织列车出厂时,行调与司机核对清楚列车电台信息后,立即在无线调度电台列表中输入,当列车回厂时及时将电台转回车厂。呼叫全线列车司机,核对正线所有列车位置。
4、一名行调在与正线列车核对位置时,另一名调度在占线板上放置列车标志。
5、当计轴联锁设备正常时,可以将计轴区段的占用显示(紫色显示)作为参考,进一步核实列车位置信息。
6、确认列车位置信息正确无误后,将列车位置信息通报车站。
五、结语
综上所述,当联锁设备站车站控制器出现故障时,处理流程较为复杂,且三号线行车密度大,故障处理所需时间较长,必然对运营造成较大影响。因此,为提高调度在同类故障中的应急处理能力,需要使调度员充分了解车站控制器的特点以及处理方法,最大限度降低故障发生后对运营服务的影响。
参考文献
[1] 广州地铁.行车组织规则(三号线).广州,2010:10-21.
[2] 广州地铁.控制中心应急处理程序(三号线).广州,2011:2-18.
[3] 广州地铁.信号设备故障应急处理指南(三号线).广州,2011:12-7.
[4] 广州地铁.广州地铁三号线ATC系统用户手册.广州,2008:3-21.
[5 广州地铁.广州地铁三号线VCC工作站用户手册.广州,2008:3-21.
关键词:车站控制器;构造;应急处理
ABSTRACT: Station controller(STC) is one of the sub-system of signal interlocking system in SelTrac S40 Moving block system, which popularly used by many subway company in the nation. This article gives a full introduction of the instruction and configuration of STC, and the instruction under the malfunction of STC, based on Guangzhou Metro Line 3.
KEYWORD: Station Control Center construction malfunction
车站控制器是列车自动控制系统(ATC)的安全性轨旁子系统。STC设备沿线布置在车站机械室。车站控制器(STC)主要控制道岔、信号机、计轴、屏蔽门、站台紧停、防淹门等设备。车站控制器STC控制并监督计轴、道岔、信号机、屏蔽门、防淹门、站台扣车/紧急停车等,对来自VCC、SMC /LSMC和VOBC的相关命令作出反应,并向前者报告相关设备的状态。
一、STC的结构与功能
STC设备沿线布置在车站机械室,内置一个被称为INTERSIG的安全型处理计算机。在联锁站,还配有一个计轴评估器(ACE)单元,它和室外计轴传感器相连,构成计轴轨道区段。INTERSIG固态联锁控制器是STC内部的主要单元,由它提供驱动和监视道岔和信号机的功能。INTERSIG与VCC通过双套设置的共线调制解调器进行连接。INTERSIG固态联锁控制器是STC内部的主要单元,由它提供驱动和监视道岔和信号机的功能。STC接受并执行VCC道岔转换指令,向报告道岔状态、站台紧停、轨道状况信息、负责屏蔽门监控功能。
车站控制器STC的核心设备是采用二取二的INTERSIG, 联锁站STC是互为冗余的A、B、2套INTERSIG (其相应的继电器电路也是有2套),非联锁站STC则只有1套。每天晚上, 在固定的时间内, STC的2套INTERSIG都需要进行自检和切换, 检查关键继电器状态, 如道岔、信号机、屏蔽门等, 一旦自检不能通过, STC将会自动显示故障, 需要人工重启(只需要操作1个电源开关即可) 。根据所辖设备数量的多少, 重启STC所需的时间不同, 一般来讲, 联锁站STC重启1套INTERSIG需要6~8 min, 非联锁站需要3 min。在现有条件下, 重启STC INTERSIG后, 必须要进行自检才能正常使用。当其中一个STC INTERSIG有故障时, 会自动切换到另外一个INTERSIG。此外, 也可以在VCC的CCOT终端上使用STC切换命令, 远程切换STC INTERSIG。
二、STC接口设备
(一)站台紧急停车按钮(二)站台无人驾驶折返按钮(DTRO)(三)防淹门(四)轨旁信号机(五)计轴器系统(联锁站)(六)对位环线(七)道岔转辙机(八)屏蔽门局控盘(IBP)(九)站台屏蔽门
三、STC不同模式下的功能实现
(一)ATC模式。
在ATC模式下,ATC系统按照移动闭塞原理自动地控制列车。这是操作ATC系统和列车运行的正常模式。VCC负责安全的列车间隔和运行。安全运行包括扳动道岔以便按照SMC执行的运行图为列车排进路。STC按照VCC的命令完成道岔扳动。VOBC按照VCC的命令控制列车运行。在ATC模式下,信号机显示蓝灯以便提醒司机ATC系统正在监督和控制列车。当在ATC模式时,ATC系统在正线信号机上不显示任何其它显示,因为移动闭塞原理允许比固定闭塞信号系统更高的列车密度,在一个信号区段内可以存在一列以上的列车。同时屏蔽门可以实现与车门的联动。
STC在ATC模式下功能的实现如下图:
(二)SMC后备模式。
每个STC都可以通过LSMC工作站来访问。该工作站直接与该站的STC通信。这一设置允许值班员在ATC中央系统失效情况下,即处于后退模式下工作时,直接向STC子系统发出命令,直接请求转动道岔和相应的信号机显示。如果VCC死机,由于有SMC的后备支持,STC能实现自动排列进路功能。全线计轴信息经STC传送至中央SMC,中央调度员工作站基于计轴区段的线路上列车占用/出清,来确保所有的列车能够按一定的行车间隔组织运营;在后备模式中的涉及到道岔的进路操作已在STC控制表中定义。
(三)完全后备模式。
一旦发生SMC、VCC均故障的情况,每个联锁站的车站控制器(STC)将进入后退联锁运行模式:它们在运行时将独立于SMC、VCC及通信子系统,通过轨旁信号机和计轴轨道区段来向列车提供站间闭塞功能。在这种后退模式下,进路的控制是通过车站LSMC的人工命令来控制STC,即在车站的LSMC上人工命令道岔转动。STC根据信号原理,在安全的前提下,命令转动相应的道岔,开放相应的信号机。
后备模式联锁如下图:
四、STC的故障现象及影响
VCC一旦检测到与STC失去联系,VCC则自动执行下列步骤:
a.关闭与所有紧急停车按钮有关的轨道; b.阻止自动模式列车驶过相关的道岔;
c.阻止自动模式列车驶过防淹门区域;
d.向SMC发送报文报告STC出现故障;
e.将STC内的所有道岔设定为“四开”。
在与车站控制器(STC)通信中断的情况下,VCC则认为与该STC有关的所有道岔的状态为 “受到干扰”。自动列车将被阻止驶入该车站控制器控制的区域。故障发生时正在受影响区域运行的自动列车将产生紧急制动。由于故障STC无法自动控制屏蔽门的开关,因此与STC相连的屏蔽门只能工作在人工模式下,由工作人员进行操作。
(一)STC的配置。
根据轨旁设备布置,车站控制器STC有2种配置:联锁站STC和非联锁站STC。除均需控制监督屏蔽门、站台扣车/紧急停车设备外,前者还控制监督计轴、道岔、信号机、防淹门等接口设备。因此,联锁站STC及非联锁站STC在故障情况下的影响范围是不一样的。
(二)非联锁站STC故障处理原则。
1、及时通报故障,组织抢修
2、全呼全线列车司机多停晚发,在故障车站进站前目标点为零后转RM60模式限速45KM/H进站,作业完毕后RM60模式限速45KM/H运行,出清站台100米拉停列车转PM,行调TA激活列车恢复正常运行。
3、及时通知车站协助开关屏蔽门并发布晚点信息。
(三)联锁站STC故障时的行车组织及故障处理原则。
联锁站STC故障,降级为电话闭塞法组织行车。结合三号线存在联锁站划分不规则、投入点设置不统一、区间长度不一致等线路特点。采用电话闭塞法组织行车所选择区域的原则:
1、选择的区域,采用上下行线统一区域的原则。
2、列车在选择的区域内,驾驶模式尽量单一的原则,便于行调发布命令简单明了,司机容易操作。
3、当列车未恢复ATP时,行调组织列车运行应尽量减少授权司机越灯的命令。
4、选择的区域中有道岔的,且道岔是正常的情况下,原则上由行调组织列车过道岔。
5、长大区间运行,行调应尽快恢复ATP运行的原则。
有道岔联锁区的联锁站STC故障时,中间站需人工钩锁道岔、终点站需按调车方式组织列车折返。
(四)联锁站STC故障处理流程。
以客村站STC死机为例,简述联锁站STC死机的故障处理方法。当客村STC死机时HMI显示如图:
处理流程如下:
1、行调确认能否确认两个STC都死机或不能切换,及时通报值班主任,值助。值助马上组织通号轮值派人抢修。
2、指令全线所有列车每站多停一分钟两端晚发2分钟,及时设置厦滘下行、珠城上行站台扣车。
3、核对故障区内列车位置并与相关车站确认后,发令给所有车站、司机,沥滘-赤岗塔上下行线采用电话闭塞法组织行车。
4、及时组织故障区未进站的列车RM进站,前方有道岔的需组织车站办理进路,以CUT-OUT模式或RM模式复位VOBC通过。
5、指令所有列车在客村上行进站前目标点为零后转RM60模式进站,各次列车在客村上行沥滘下行在RM60模式下复位VOBC。
6、为缓解后续列车排队的影响,行调可组织:①后续的下行列车清客回厂或进存车线退出服务;②部份列车在两始发站不载客进区间;③若列车因前方站台没出清而在区间停车较久,则组织前方列车清客后进区间,以便让后续车进站。
7、及时向全线各站、其它控制中心发布故障晚点信息。
8、及时通知车站配合开关屏蔽门。
9、列车出清故障区后及时组织列车投入,恢复正常运行。
10、根据当时的客流、峰期情况决定是否需要启动公交接驳。
11、客村站利用行车间隔配合信号人员抢修。
12、在通号人员处理完,设备正常后,在客村联锁区所有道岔恢复正常显示时,行调对客村联锁区执行轨道开放命令。
13、行调开始调整线上各次列车恢复正常。
14、向全线各站、邻线故障恢复的信息。
(四)与车厂接口STC故障处理注意事项。
1、如果在出车过程中出现STC故障,在还没开始运营的情况。
a、按电话闭塞法出入段线一起出车,电话闭塞法进路开通出厂位置,尽量争取在运营开始前能出足够多的车;
b、根据故障发生时已经出厂的列车情况调整头班车的开行,先确保首尾站(开客和番广)的头班车;
c、行调及时通知其它不能确保头班车车站,相关车站提前做好乘客广播等服务。
d、由于出车效率过低(约15分钟一班车),如果故障发生较早,有提前出车的条件,尽量安排提前出车,确保各站点头班车的开行。
2、行根据当时的时刻表及故障的通过率计算出合理的上线列数。
3、如开始运营后列车还没有出够,可考虑用机场南~体西1道交路的列车到天客~番广交路运营或利用行车间隔出车。
4、采用部分列车在天客--客村小交路运行,缓解高峰期大客流车站的压力。
(五)故障期间行调如何确认列车准确位置
1、当故障发生时行调立即在HMI上打印当前线路图,作为核对列车位置参考。故障时行调通过记录的车次和车底,呼叫全线列车司机,核对正线所有列车位置。操作步骤:第一步ALT+ prtscn键,第二部Ctrl+D进行打印(目前打印机暂无彩墨)。
2、每天早上,行调在《行调工作日志》的运用车情况栏填写好列车服务号和车底号。行调结合当时《时刻表》在线列车情况,必要时与车厂核对列车回厂情况。故障时行调通过记录的车次和车底,呼叫全线列车司机,核对正线所有列车位置。
3、每天组织列车出厂时,行调与司机核对清楚列车电台信息后,立即在无线调度电台列表中输入,当列车回厂时及时将电台转回车厂。呼叫全线列车司机,核对正线所有列车位置。
4、一名行调在与正线列车核对位置时,另一名调度在占线板上放置列车标志。
5、当计轴联锁设备正常时,可以将计轴区段的占用显示(紫色显示)作为参考,进一步核实列车位置信息。
6、确认列车位置信息正确无误后,将列车位置信息通报车站。
五、结语
综上所述,当联锁设备站车站控制器出现故障时,处理流程较为复杂,且三号线行车密度大,故障处理所需时间较长,必然对运营造成较大影响。因此,为提高调度在同类故障中的应急处理能力,需要使调度员充分了解车站控制器的特点以及处理方法,最大限度降低故障发生后对运营服务的影响。
参考文献
[1] 广州地铁.行车组织规则(三号线).广州,2010:10-21.
[2] 广州地铁.控制中心应急处理程序(三号线).广州,2011:2-18.
[3] 广州地铁.信号设备故障应急处理指南(三号线).广州,2011:12-7.
[4] 广州地铁.广州地铁三号线ATC系统用户手册.广州,2008:3-21.
[5 广州地铁.广州地铁三号线VCC工作站用户手册.广州,2008:3-21.