北京房山线九号线CBTC系统跨线贯通改造数据设计方案  

北京房山线九号线CBTC系统跨线贯通改造数据设计方案  

尹丽英

(  卡斯柯信号有限公司，上海200072)

摘要：随着轨道交通建设发展，一些城市早期的地铁线路已不能满足实际的运营需求，跨线贯通、互联互通等需求不断增强，成为未来城市轨道交通发展的国际趋势。改造工程对CBTC系统的数据升级提出了新的要求。为提高数据的可靠和准确性，降低数据升级成本，缩短项目周期，本文以北京房山线和九号线的跨线贯通改造为背景，提出一种用于线路贯通改造需求的系统数据设计方案，对CBI子系统、ATS子系统、ATP/ATO子系统，DCS子系统和MSS子系统数据进行统一管理和升级。

关键字：城市轨道交通；CBTC系统；跨线贯通；系统数据

1. 概述

1.1项目背景

九号线位于北京西部城区，作为西部的纵向轴线与房山线共同支撑房山区与北京城区中心的客流。全长16.5公里，共设地下车站13座，车辆段1座，控制中心设在小营指挥中心一期，备用控制中心设在郭公庄车辆段内。配属38列6辆编组B型列车，设计时速80km/h，折返设计间隔108s，最小运营间隔120s。

房山线位于北京的西南部，是房山新城和城区中心的快速客运通道，全长32.18公里，共设车站16座（其中高架站10座，地下站6座），车辆段1座，控制中心设在小营指挥中心二期，备用控制中心设在阎村车辆段内。配属44列6辆编组B型列车，设计时速100km/h，折返设计间隔108s，最小运营间隔120s。

在早晚高峰期间，有大量乘客从房山线到九号线郭公庄站台换乘，其客流的潮汐特征明显，通过实现房山线与九号线贯通改造，在早晚高峰时间实现乘客一站到达，减少换乘时间，实现房山线列车进驻九号线郭公庄车辆段，实现共享停车资源，减少列车的空载驶里程，降低碳排放。

1.2项目系统概况

房山线是采用由自主化TRANAVI型CBTC系统和Urbalis 888（后文缩写为U888）系统的互联互通，其轨旁ATC使用TRANAVI设备，车载ATC使用TRANAVI和U888设备。北京九号线采用U888系统，其轨旁和车载均使用U888信号系统的设备，改造后采用与房山线一致的TRANAVI型CBTC系统。

TRANAVI系统和U888系统均由计算机联锁子系统(CBI)、列车自动控制子系统(ATP/ATO)、列车自动监控子系统(ATS)、数据传输子系统(DCS)、维修支持子系统(MSS)组成。在两种系统架构下，为方便支持上述各个子系统对应的软件、数据制作和升级，进行有效的版本控制和管理，在TRANAVI型CBTC系统和U888系统都引入了系统数据的概念，为各子系统数据提供底层数据支持。系统数据包含：1）至少两个以上子系统使用的数据：如进路；2）由业主或分包商提供的数据：如土建线路资料，车辆参数；3）信号平面图提供的基础信号设备信息，例如设备公里标；4）产品核心功能参数，如实时时间参数等。通过系统数据的统一管理，避免子系统对数据进行重复制作和修改，统一制作子系统接口，保证接口一致性，极大程度上提高了项目数据制作效率和质量，有效降低项目数据缺陷概率。

房山线与九号线的贯通运营，对于系统数据层实施提出了新的需求。本文通过房九贯通项目系统数据实施过程，总结贯通项目系统数据实施过程的关键要点。

2. 贯通项目系统数据方案

房山线九号线贯通的总体改造思路是将房山线和九号线按照一条线路进行设计，即将两条线路的信号系统进行整合，全线共用一套线路控制器，一套ATS中心及备用中心应用服务器、数据库服务器、网关机。两线路的郭公庄不合并，分别由两套独立的联锁和ZC管理。

图1：郭公庄线路示意图

贯通方案实施整体分为两个阶段：

第一阶段：房山线和九号线升级独立改造（不贯通）；

第二阶段：房山线和九号线贯通升级。

2.1第一阶段独立改造

房山线部分，在既有房山线的基础上需对郭公庄站联络线重新进行布置，增加实体信号机和计轴，调整联络线公里标范围。为保持房山线和九号线独立性，在郭公庄的联络线轨道终端设置为轨道末端属性，保持CBTC区域线路不连接。

九号线部分，由于房山线和九号线原有的系统数据是分别单独存在的，系统数据内部的设备名称，设备ID，IP地址，安全参数等均有重复。一旦重复会造成设备之间通信冲突，列车错误定位等重大安全问题，为了有效规避上述潜在问题，采用重新再房山线系统数据基础上制作九号线的系统数据的方案，为第二阶段贯通做好准备。

系统数据的数据结构如下：

图2：系统数据结构图

基于系统数据的结构，第一阶段系统数据升级过程中需要注意以下几点：

（1）设备名称和ID：为防止设备名称重复，增加并顺延排列九号线车站编号、停车区域ID（ATS目的地码）、BLOCK_ID，CBI_ID，ZC_ID，确保编号的唯一性。

（2）车辆参数：增加九号线车辆参数，顺延排序车组号，由于两线列车信标天线安装位置差异，土建限速等原因，九号线列车不进入房山线，

因此在设置停车属性时，房山线停车点不需要关联九号线车辆；

（3）土建资料：整合线路永久限速、坡度等外部输入设计文件，由于郭公庄车站的站型发生变化，需要核查输入；

（4）通用功能：如驾驶模式，需要将两线的驾驶模式统一为房山线的模式；

（5）实时参数：由于两线线路情况有较大的不同，增加九号线线路后，实时参数结果会发生变化。此外房山线的车辆参数，也需要考虑九号线的影响。通过项目讨论分析选取安全侧参数，并重新对房山和九号线平面布置进行核对，保证既有轨旁布置和设计相符，总人解、保护区段延时解锁时间房山线和九号线维持各自时间不变；

（6）通信地址规划：IP地址整合并对九号线部分重新规划，保证地址的唯一性；

（7）列车运行规则：更新运营交路，更新联络线的设计；

（8）分析U888和TRANAVI平台限制中影响系统数据的部分，确保系统兼容性；

2.2第二阶段贯通

在郭公庄联络线末端取消轨道终端属性，配置轨道连接将两条线路连通，将两线郭公庄按照邻站处理，建立过轨进路支持房山线列车以CBTC模式过轨。在现场完成设备激光定测后，可将最终公里标KP更新到系统数据，为子系统最终贯通升级提供依据。最终子系统数据影响如下：

ATP/ATO子系统：对九号线由于车站编号、IP地址、BLOCK_ID等变更，需对其更换全部车载电子地图，更新轨旁ZC，更新LC为房山线的LC，对房山线更新郭公庄站的车载电子地图，更新轨旁ZC。

ATS子系统：根据系统数据在房山线的基础上增加九号线部分，增加跨线交路，增加过轨列车车次号标识，更新驾驶模式，在调度台工作站上可显示房九全线站场图。

CBI子系统：由于站号、IP地址、BLOCK ID等变更，需更新九号线各站联锁数据，两线郭公庄联锁区根据轨旁变化和邻站设计，升级两线郭公庄站的联锁数据。

DCS子系统：由于九号线IP重新规划，更新相关设备的IP地址计划配置。

MSS子系统：MSS服务器合并，根据系统数据中保留的服务器网址进行更新。

3. 结束语

2023年1月18日起早晚高峰期间，北京地铁房山线和九号线正式开启跨线运营，经过改造的房山线列车可以在工作日高峰时间运行到九号线线路上，减少乘客在郭公庄换乘时间，北京地铁的线网功能得到了进一步的优化和提升。目前国内多个城市的老线改造都提出了跨线需求，房山线和九号线实现跨线运营也为这些线路的改造提供了参考。

参考文档：

1. 吕新军，崔科. TRANAVI型CBTC系统在北京房山线的应用[J]．铁道通信信号，2016，52(z2)．
2. 薛超 . 简谈北京1号线与八通线信号系统的贯通运营 [J]. 铁路通信信号工程技术，2018，15（11）： 69-72
3. 《城市轨道交通信号系统运营技术规范（试行）》（交办运〔2022〕1 号附件）