跨坐式单轨信号系统更新改造工程技术探讨

一、背景

据城轨协会统计，截至 2024 年，中国大陆开通城市轨道交通运营线路361 条，含 4 条跨坐式单轨。运营 15 年以上线路 38 条、运营 10 年-15 年线路 60 条，更新改造需求较为迫切，开展既有线更新改造已成为我国城轨重点任务。相比地铁线路，跨坐式单轨改造经验少，仅重庆 2 号线一期开展了更新改造，信号系统由半自动闭塞改为移动闭塞。

二、改造必要性

城轨信号系统包含地面设备及车载设备两部分，主要构成为电子设备，设备性能易随着运营年限增长而降低。就重庆轨道交通 3 号线而言，本线路自 2011 年投入运营，信号系统因其设备落后、老化等原因引起影响乘客服务质量问题越来越多，维护成本越来越高，亟需通过更新改造构建更高可靠性和可用性的信号系统。

三、改造方案

重庆轨道交通 3 号线既有信号系统采用基于车地无线通信的 CBTC 系统，为顺利实现更新改造，可考虑以下 2 种系统改造方案：

1.基于车-地通信的列车自动控制系统（CBTC）

CBTC 系统是通信技术飞速发展的产物，是城市轨道交通广泛应用的列控系统。该系统主要包括 ATS 设备、ZC 设备、联锁设备、车载设备和室外信号机、应答器等。系统通过无线网络实现车地双向通信，列车将自身车次号、列车位置和实际速度实时传递给轨旁设备，轨旁设备根据正线所有列车位置，经计算后生成列车的运行权限，再传递给列车，从而实现列车运行控制。

该项改造方案技术方案成熟、应用广泛、国产化程度高，在国内已有较多改造经验，改造可行性高。

2.基于车-车通信的列车自动控制系统（TACS）

TACS 系统将传统 CBTC 系统轨旁 ZC 和联锁设备集成至车载控制平台，轨旁设备由对象控制器（OC）进行控制；ATS 下发运行信息至车载，车载设备与相邻列车直接通信，各列车发送各自的位置信息并获取前车的位置信息，计算自身的移动授权，当列车行驶到道岔附近时，申请道岔控制权进行控制。这种方法更好地体现以列车为中心的原则，列车直接对轨旁设备进行控制，实现更高效的列车追踪防护以及自动驾驶。

相较于 CBTC 系统，TACS 系统具有先进的信号控制技术理念，具有高可靠性、缩短建设周期、优化系统成本等特点。且由于地面设备之间接口少，线路改造更为容易，可以大大降低工程难度。

四、改造重点

本文选择从车载设备改造、设备房改造、轨行区设备改造三个方面来说明跨坐式单轨线路信号系统的改造重点。

1.车载设备改造

车载设备改造是信号更新改造的重中之重，其改造不能影响线路运能。因跨坐式单轨特殊性，还要满足地面计轴和应答器的改造需求，车载设备改造有以下两种方案：

方案一：安装两套车载设备

在既有车载设备的基础上安装新车载设备，两套设备独立共存，通过倒切开关等实现两套系统间的倒切，新设备不影响该车正常上线运行。待信号设备调试稳定后，拆除既有设备整体改造新系统。

该方案因同时存在两套车载设备，新系统的信号机柜、人机界面、开关按钮、车载外围设备等要确定新的安装位置，需车辆配合以满足安装要求。

方案二：安装一套融合车载设备

重新开发一套能够兼容旧系统和新系统的车载核心控制设备，在既有设备原位置安装新系统设备，改造一列上线一列，完全不影响运营。此方案列车上仅有一套车载设备，可降低车辆安装空间的需求，但须既有信号系统开放接口配合，受旧系统厂家影响大，同时新旧系统融合技术难度高，系统开发存在一定风险。

2.车站设备房改造

由于各车站机房大小不一、情况不同，根据各站的具体情况，设备室改造主要分以下两种：

2.1 既有信号设备室能够满足改造需求

该情况下信号设备室虽能布置改造相应的信号设备，仍需做好通风空调、供电能力等核查工作。

2.2 既有信号设备室无法满足改造需求

1）信号设备室紧邻通信设备室、综合电源室等同属于弱电设备的，可考虑拆除隔墙，扩充设备安装空间。

2）信号设备室近邻的更衣室、会议室等对运营影响小的房间，可考虑征用并调整布局。

3）对于有扩建信号设备室需求的，可考虑在站台层增加信号设备室。

3.轨行区设备改造

不同于地铁线路，目前跨坐式单轨线路主要以高架居多，高架线路轨行区环境未完全封闭，设备检修安全隐患大。重庆 3 号线信号计轴、应答器设备受制于接触网上电方式，部分设备位于轨道梁外侧，检修维护难度极大。改造时宜将相关设备轨道梁外侧安装方案调整为内侧安装，以满足检修维护及人身安全需求。

五、结语

针对运营年限已达国内相关规定要求的线路，信号系统更新改造势在必行，对于重庆轨道交通单轨 3 号线信号系统的更新改造，需充分考虑单轨线路设备安装特殊性、系统改造的难度、系统应用成熟度、检修维护人员的安全需要等内容。

参考文献

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