2022-01-18 09:51:46
發文字號:交辦運〔2022〕1號 | 發布日期:2022年1月18日 |
發文單位:交通運輸部辦公廳 |
城市軌道交通信號系統運營技術規范
(試行)
1 總則
1.1 編制依據
為進一步提高城市軌道交通信號系統可靠性、可用性、可維護性和安全性,根據《國務院辦公廳關于保障城市軌道交通安全運行的意見》(國辦發〔2018〕13號)等有關要求,制定本規范。
1.2 適用范圍
新建地鐵、輕軌、單軌、中低速磁浮、納入城市軌道交通運營調度指揮體系的市域快速軌道線路信號系統以及既有線路信號系統更新改造,除符合國家現行有關規定和要求
外,適用本規范。
1.3 系統構成
信號系統是實現城市軌道交通行車指揮和監控、保障行車安全、提高運行效率的關鍵系統,主要包括列車自動防護(ATP)、列車自動運行(ATO)、列車自動監控(ATS)、計算機聯鎖(CI)、數據通信(DCS)、維護監測(MSS)等子系統,以及電源、計軸、軌道電路、轉轍機、信號機等其他設備。CI子系統可與ATP子系統集成設置。《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)
2 術語
2.1 互聯互通運行的信號系統
同一車載設備兼容多線路地面和軌旁設備,同線路地面和軌旁設備兼容多種車載設備,實現列車在多條線路運行。
2.2 線路設計速度
綜合線路功能定位、工程條件、車站設置、技術經濟等因素,充分發揮線路系統能力確定的列車持續穩定運行的最高速度。
2.3 道岔側向臨界速度
綜合尖軌類型、導曲線半徑等因素確定的列車通過道岔側向時不可超過的速度,高于列車通過道岔側向時持續穩定運行的最高速度。
2.4 ATP頂篷速度
ATP子系統保證列車不可超過的速度。
2.5 ATO目標速度
ATO子系統計算確定的期望列車運行的速度。
3 總體要求
3.1 涉及行車安全的ATP子系統、CI子系統,計軸等設備,以及轉轍機、信號機等控制電路應符合故障導向安全的原則。
3.2 信號系統應在硬件設計和制造、軟件設計、元器件選型和篩選等環節采取措施提高系統可靠性。
3.3 ATP、ATO、ATS、CI、DCS等子系統和電源設備應具有《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)完備的冗余機制,提高系統可用性,單一板卡、網絡設備、車載測速及定位設備等單點故障應不導致列車降級運行。
3.4 信號系統設備應便于操作維護,易接近,具有拆裝作業操作空間,具備運行狀態監測及故障報警功能,故障診斷能定位到現場可更換單元,宜具備上電自檢功能,提高系統可維護性。
3.5 信號系統設備安裝應牢固可靠,車載設備不得超出車輛限界,地面設備不得侵入設備限界;軌行區設備應采取避免對作業和疏散人員造成傷害、防止設備被損壞的保護措施。
3.6 信號系統人機界面應滿足下列要求:
(1)采用中文界面,突出顯示行車關鍵功能區,易于運行監控和操作;
(2)界面顯示元素、字體、顏色應簡潔直觀、清晰明確,顯示狀態變化時不應有斷續卡滯、無序重疊,設備冗余切換時不應出現卡滯、延遲現象;
(3)設備運行狀態顯示、故障及報警信息應含義明確,便于監視、跟蹤和分析。
3.7 信號各子系統采用統一時間源進行時間同步,具備同步異常報警功能。系統日志和報警信息的時間以北京時間為基準。車載信號設備應向列車網絡控制系統提供時間信息。
3.8 ATP、ATO、ATS、CI、DCS等子系統和計軸、電源等設備應具備運行日志記錄存儲功能,配備可視化中文日志解析
工具及說明,并滿足下列要求:
(1)日志信息至少包括設備運行狀態、操作指令、內《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)部及外部接口數據信息。車載ATP/ATO設備的運行日志存儲時間不少于7天,其他設備的運行日志存儲時間不少于30天;
(2)在無線帶寬滿足的前提下,車載ATP/ATO設備應支持運行日志人工遠程下載,且運營時段下載應不影響系統正常運行。
3.9 信號系統應符合網絡安全等級保護要求,能夠防范計算機病毒和網絡攻擊、網絡侵入,采用的殺毒軟件或防病毒軟件、網絡隔離等防范措施應不影響系統正常運行,殺毒軟件、防病毒軟件的病毒庫應支持定期更新,并滿足下列要求:
(1)網絡安全設備的網絡運行狀態、系統登錄和操作、網絡安全事件等日志的存儲時間不少于6個月;
(2)信號系統的操作系統、數據庫系統、信息安全軟件(含病毒庫)等商用軟件應為正版授權;商用軟件的版本更新或替換,應保證信號系統運行安全和功能完整。
3.10 信號系統應具備故障分級報警功能,報警信息至少包括等級、設備、時間、地點、內容、原因,報警等級按照對列車運行影響程度從高到低分為四級:
(1)一級報警是指ATP和CI子系統功能失效、道岔失表、車地通信中斷、ATS中央服務器功能失效等涉及行車安全或直接影響行車的報警,并具有聲音提示;
(2)二級報警是指ATP、ATS、CI子系統冗余失效,ATS子系統與外部系統接口故障、通信單網、電源單路等可能影響行車的報警,并具有聲音提示;
(3)三級報警是指發車指示器故障、維護監測設備故《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)障、工作站故障等不影響行車的報警;
(4)四級報警是指其他異常事件報警。
3.11 信號系統涉及行車安全的新技術、新設備及電路設計應用,應經過運用實踐并證實安全可靠。
3.12 信號系統軟件(含數據)、硬件升級改造前應根據影響分析完成實驗室和現場測試并具有完整的測試分析報告,內容至少包含安全性、兼容性、缺陷回歸等項目,并覆蓋影響列車運行的全部路徑。改造過程中使用的倒切設備應安全、可靠,倒切前后應保持倒切狀態鎖定,并給出倒切狀態表示。
4 列車自動防護子系統
4.1 ATP子系統應實現下列主要功能:
(1)列車安全防護距離控制;
(2)列車定位和測速;
(3)列車超速防護;
(4)列車退行、后溜防護;
(5)列車完整性監控;
(6)車門、站臺門的開閉狀態監督和防護;
(7)輪徑校準;
(8)臨時限速控制;
(9)站臺等區域防護。
4.2 采用二乘二取二硬件冗余結構的ATP子系統,應具有主備自動切換功能,主備切換、備系恢復、單系重啟不應影響設備正常運行,并給出報警提示。采用三取二硬件冗余結構《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)的ATP子系統,單系板卡故障應給出報警提示。
4.3 基于通信的列車控制(CBTC)運行級別下,信號系統應具備站間反向運行ATP功能。
4.4 列車駕駛模式由低到高可分為限制人工駕駛模式(RM)、列車自動防護下的人工駕駛模式(CM)和自動駕駛模式(AM),全自動運行信號系統的列車駕駛模式還應具備全自動運行模式(FAM)。列車駕駛模式由低向高轉換時宜不停車自動轉換,轉換為FAM模式時應通過人工確認。
4.5 車載ATP設備連續運行時長應不小于48小時,當車載ATP設備需要中斷運行自檢時,應至少提前30分鐘在車載信號、ATS子系統和MSS子系統人機界面上進行提示。
4.6 車載信號人機界面顯示內容至少包括時間、運行級別、駕駛模式、下一站、終點站、車次號、停穩停準、發車提示、車門狀態、目標速度、目標距離、空轉和打滑狀態、實際運行速度、推薦速度、緊急制動觸發速度、緊急制動狀態、故障狀態等信息。車載信號人機界面顯示應符合附件A要求。
5 列車自動運行子系統
5.1 ATO子系統應實現下列主要功能:
(1)自動控制列車的啟動、加速、巡航、惰行、制動
運行;
(2)自動控制列車精確定點停車;
(3)自動控制開關車門、站臺門;
(4)自動折返;《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)
(5)支持跳停、扣車、站停時間、站間運行時間等列車運行調整。
5.2 ATO子系統在站臺精確定點停車的目標減速度宜選取0.5m/s2—0.7m/s2,在非載客折返工況下可增大啟停加減速度,提高列車折返效率。
5.3 ATO子系統應保證列車縱向沖擊率不大于0.75m/s3,控制列車進站采用連續一次性制動至目標停車點停車。列車站臺定點停車精度范圍±0.3m內的概率不低于99.99%,±0.5m的概率不低于99.9998%。
5.4 ATO子系統應具備不同節能運行等級,可綜合客流情況、行車能力等因素,選擇相應等級運行曲線,實現列車節能運行。
6 列車自動監控子系統
6.1 ATS子系統應實現下列主要功能:
(1)列車運行和設備狀態監視;
(2)列車自動識別、跟蹤及車次號顯示;
(3)進路自動或人工控制;
(4)列車運行調整;
(5)臨時限速命令的設置、取消、確認;
(6)列車運行圖編制和管理;
(7)列車運行統計分析;
(8)操作和數據的記錄、回放。
6.2 ATS子系統應具備列車正點率、運行圖兌現率、站停時間、《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)區間運行時間、列車站后折返時間、站臺晚點時間、站臺發車間隔、旅行速度、停車精度、列車滿載率(車輛或其他專
業提供數據)、區間停車時間(CBTC運行控制級別)的分析統計功能。其中,站停時間和列車站后折返時間統計滿足下列要求:
(1)站停時間應按照列車開門響應時間(列車停穩至車門開始打開)、車門打開持續時間(車門開始打開至關閉)、列車發車時間(車門關閉至列車動車)分別統計;
(2)列車站后折返時間應按照折入時間(站臺動車至折返軌停穩)、折返軌停留時間(折返軌停穩至折返軌動車)、折出時間(折返軌動車至出發站臺停穩)分別統計。
6.3 ATS子系統核心業務處理和數據存儲應獨立,避免因外部系統升級、維護影響ATS子系統正常運行;與綜合監控系統、廣播系統、乘客信息系統、無線列車調度系統、時鐘系統等外部接口邊界處應采取信息安全措施。
6.4 控制中心和維修工區應設置具備ATS回放功能的終端,實現操作和數據開始/暫停/快進/快退等回放。
6.5 ATS子系統人機界面應符合下列要求:
(1)主界面應顯示運行狀態和設備狀態信息,至少包括軌道區段、信號機、道岔、站臺、控制模式(中控/站控/緊急站控)、列車、系統設備、故障報警等信息;
(2)每個道岔應獨立顯示定、反位狀態;
(3)顯示地面ATP、ATS、CI設備冗余狀態;
(4)具備多級菜單、多級窗口、站場移動和縮放功能,《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)臨時限速等人工確保安全的操作命令應具有防誤操作確認;
(5)控制命令操作成功或失敗時應有顯示或提示,不可操作命令選項應灰顯或隱藏。
ATS子系統人機界面的顯示應符合附件B的要求。
7 計算機聯鎖子系統
7.1 CI子系統應實現下列主要功能:
(1)進路辦理、鎖閉與解鎖控制;
(2)道岔控制;
(3)信號機開放與關閉控制;
(4)站臺緊急關閉實施與取消;
(5)站臺門控制。
7.2 采用二乘二取二硬件冗余結構的CI子系統,應具有主備系自動切換功能,主備切換與備系恢復應不影響系統正常使用并給出報警提示。采用三取二硬件冗余結構的CI子系統,單系板卡故障應給出報警提示。
7.3 車輛基地CI子系統宜與正線保持一致,便于備件通用。
8 數據通信子系統
8.1 DCS子系統應實現下列主要功能:
(1)為ATP、ATO、ATS、CI子系統之間提供冗余的有線、無線數據傳輸通道,單傳輸通道故障不影響系統運行;
(2)傳輸通道鏈路快速自愈、抑制廣播風暴;
(3)網絡設備的集中監測、圖形化顯示和統計分析。《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)
8.2 DCS子系統有線通信網絡監測內容至少包括端口狀態、端口速率、帶寬占用率、單傳輸通道狀態等信息;無線通信網絡監測內容至少包括無線設備工作狀態。
8.3 DCS子系統應滿足下列性能要求:
(1)單傳輸通道單向傳輸時延不超過150ms的概率不小于98%,不超過2s的概率不小于99.92%;
(2)通信傳輸丟包率不超過1%,通信中斷時間不超過2s的概率不小于99.99%;
( 3 ) 無 線 數 據 通 道 單 路 傳 輸 速 率 上 下 行 不 小 于256kbit/s,支持全自動運行的線路不小于512kbit/s。
9 維護監測子系統
9.1 MSS子系統應實現下列主要功能:
(1)實時監測ATP、ATO、ATS、CI、DCS、計軸、電源、轉轍機、信號機等關鍵設備及其板卡狀態,以及站臺門、外部電源(含外電網)等接口設備運行狀態;外部電源(含外電網)狀態信息由綜合監控或其他專業提供;
(2)實現道岔控制電路時序、解鎖/轉換/鎖閉過程受阻、表示電壓超限/波動等監測、回放;監測和記錄每臺轉轍機動作次數、動作電流、功率、轉換時間;
(3)監測服務器類設備、ATS工作站的中央處理器(CPU)使用率、內存、硬盤使用率等運行狀態;
(4)監測外電輸入切換狀態、電源模塊輸出狀態、蓄電池投入狀態、不間斷電源(UPS)旁路、UPS輸出狀態和《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)穩壓器輸出狀態;
(5)查詢ATP、ATO、ATS、CI、DCS等子系統軟件版本號(含數據版本號)。
9.2 MSS子系統宜提供信號設備故障模式影響分析,主要包括分析對象、設備功能、故障模式、故障現象、故障影響范圍、影響行車程度和故障處置建議。
9.3 MSS子系統應具備將監測對象的基礎信息、運行狀態、故障報警等主要信息輸出的接口,支持實現關鍵設備運行數據共享。
9.4 信號系統的智能化運維宜具備下列功能:
(1)在滿足信息安全前提下,將設備報警信息、故障診斷結果、處置建議等信息推送到移動終端,實現移動監視;
(2)綜合設備運行狀態、動作次數、使用壽命、溫濕度、振動等關鍵信息,自動分析各子系統的健康狀況;
(3)自動監視設備運行狀態并生成分析報告,宜聯動觸發維修工單,工單內容至少包含報警內容、報警原因、處置建議;
(4)多維度查詢設備名稱、硬件識別號、安裝位置、軟件版本等履歷信息;
(5)實現下列故障的定位和原因分析:
1)車載 ATP/ATO 設備故障:冗余失效、應答器丟失、列車位置丟失、車地通信中斷、輪徑校驗失敗、停站過標和欠標、列車超速、與車輛接口故障;《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)
2)地面 ATP 設備故障:完全失效、冗余失效、主備系異常切換;
3)ATS 子系統故障:服務器冗余失效、主備系異常切換、與外部設備通信中斷;
4)CI 子系統故障:完全失效、冗余失效、主備系異常切換、輸入采集失敗、輸出驅動失敗、與外部設備通信中斷;
5)DCS 子系統故障:交換機、骨干網等冗余失效,網絡廣播風暴、通信中斷、無線覆蓋異常;
6)轉轍機設備故障:道岔失表、轉動卡阻、無法啟動;
7)電源設備故障:外電輸入切換故障、電源模塊無輸出、蓄電池異常投入、UPS 異常旁路、UPS 無輸出、穩壓器無輸出;
8)軌道電路、計軸、信號機等其他設備故障。
10 其他設備
10.1 電源設備應滿足下列要求:
(1)采用工業級電源斷路器,信號系統內部及與外部的上下級電源斷路器容量和保護特性應相互匹配;
(2)控制中心、車輛基地及正線集中站的電源設備應采用雙UPS、雙母線設計。地面ATP、ATS服務器、ATS車站分機、CI子系統、骨干網交換機、計軸等室內設備應采用
兩路獨立的電源供電;
(3)鉛酸蓄電池應平穩放置在便于檢測維修的電池架上,并采取防止漏液擴散措施。《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)
10.2 信號機應滿足下列要求:
(1)信號機應根據行車組織需要設置,滿足安全防護要求。設置的區間信號機應考慮列車降級追蹤、故障快速恢復等因素,并滿足降級運行能力要求;
(2)信號顯示高度和位置應便于司機瞭望;
(3)以車載信號為主體信號時,正線信號機宜處于滅燈狀態;
(4)信號顯示應準確、清晰、規范,信號顯示含義應唯一。信號機顯示應符合附件C的要求。
10.3 立柱式信號機、隧道壁式信號機、無線通信設備等高處安裝的軌旁設備應配置便于維修和保障人員安全的設施。
10.4 站臺緊急關閉按鈕應滿足下列要求:
(1)車站公共區的站臺緊急關閉按鈕應采用嵌入式安裝,宜安裝在結構柱或墻面上。采用獨立立柱安裝時不得影響乘客候車和客流疏散;
(2)車站公共區的站臺緊急關閉按鈕宜具備觸發和復位狀態提示功能,車站控制室的站臺緊急關閉按鈕應具備狀態和聲音提示功能。設置狀態指示燈時,指示燈故障不影響
站臺緊急關閉功能;
(3)綜合站臺長度、樓扶梯數量、操作使用等因素確定車站公共區的站臺緊急關閉按鈕數量和位置,每側站臺至少設置2個,宜分別設置在站臺1/4、3/4處,設置高度宜距離
裝修地面1450mm-1700mm。《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)
11 其他要求
11.1 信號系統應根據線路條件、道岔選型、車輛性能等綜合確定列車運行控制速度,在保證安全運行的前提下盡可能提高運行效率。經線路、軌道、信號、車輛等相關專業綜合評估確認后,正線最高ATP頂篷速度應等于線路設計速度+7km/h,最高ATO目標速度應等于線路設計速度;道岔側向最高ATP頂篷速度應等于道岔側向臨界速度,道岔側向ATO目標速度宜不小于最高ATP頂篷速度-7km/h。
11.2 設有站后停車折返線的車站應具備列車自動折返功能;設有站前折返線的車站應具備列車自動換端功能。
11.3 車輛基地(非自動區域除外)應具備ATP防護功能,并具備列車車組號追蹤及顯示功能。試車線信號設備與車輛基地的接口應確保試車作業與車輛基地作業間互不影響;試車線與正線的車地無線通信設備間應互不干擾,宜配置不同的無線頻點或采用網絡隔離的方式。
11.4 培訓中心宜結合線網信號系統制式、型號等因素統一規劃、集中設置。培訓中心配置的軟、硬件種類和型號應涵蓋正線和車輛基地應用的所有信號系統軟、硬件,并實現聯動控制,滿足設備更換、維護保養、故障模擬及處置等實操技能的培訓要求,宜配置實體道岔。
11.5 支持互聯互通運行的信號系統,至少滿足下列要求:
(1)相同閉塞制式的信號系統應采用統一的系統架構、《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)功能分配、軌旁設備布置原則、車地間和線路間通信接口協議、電子地圖設計及數據配置原則;
(2)控制中心級設備應支持與線網控制中心設備、其他線路控制中心設備接口,實現本線和其他線路列車運行狀態、行車計劃、相連接區域信號狀態和線間行車信息的互傳;
(3)支持不同運行控制級別列車在各線路(含聯絡線)間不降級、混合運行,支持列車不停車跨線運行;
(4)各線路區間運行等級定義、執行效果應分別統一。互聯互通運行線路的信號系統接口應符合附件D的要求。
11.6 支持全自動運行的信號系統,至少滿足下列要求:
(1)實現列車出入車輛基地和正線自動化區域內的全自動運行作業。自動化區域應設置人員防護開關,防護自動化區域內的人工作業安全;
(2)實現遠程和本地喚醒、休眠功能。向車輛發送喚醒指令,與車輛共同完成列車上電自檢、靜態測試,庫內可進行動態測試,判斷喚醒結果,并將自檢、測試過程狀態及結
果實時上傳ATS子系統;向車輛發送休眠指令,判斷休眠結果,并將休眠過程狀態及結果實時上傳ATS子系統;
(3)列車在站臺停車過標不超過規定的允許回退范圍時,應自動控制列車低速精確對標停車;
(4)實現車門、站臺門自動打開、關閉,并控制列車站臺自動發車。車站站臺應設置站臺開門、關門按鈕,實現車門與站臺門人工聯動打開、關閉;《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)
(5)列車在站臺清客期間,信號系統控制車門與站臺門保持打開狀態,在接收到清客完成指令后,控制列車關閉車門與站臺門后自動發車;
(6)車門發生故障或被隔離時,列車運行至站臺后自動隔離對應的站臺門,對應站臺門不執行開關門動作。站臺門發生故障或被隔離時,列車運行至站臺后自動隔離對應的車
門,對應車門不執行開關門動作;
(7)具備車輛基地列檢庫內精確停車、靜態定位、根據運行時刻表控制列車自動出入庫等功能;按洗車流程控制列車完成自動洗車作業。
11.7 信號系統應具有向城市軌道交通智能管理系統提供線路場站基礎信息、列車運行、設備狀態、故障及報警等數據信息的接口條件。數據信息至少滿足下列要求:
(1)場站基礎信息主要包括線路、車站、車輛基地的線路布局,軌道區段、道岔、信號機等布局及編號;
(2)列車運行信息主要包括列車車次號和車組號、列車運行方向、列車位置、列車速度、駕駛模式、車地通信狀態、車門狀態、到發點信息、實際和計劃運行圖;
(3)設備狀態信息主要包括控制中心、車站、車載設備,以及信號機、道岔、站臺門、軌道區段等狀態信息;
(4)各子系統故障及報警信息。
12 附則
延伸線路信號系統可與既有線路保持一致,既有線路結《城市軌道交通信號系統運營技術規范(試行)》(交辦運〔2022〕1 號 附件)
合更新改造周期逐步滿足本規范要求。城市軌道交通信號系統運營技術規范