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來源： 作者： 2020-10-11 10:47
摘要：即使主用信號(hào)系統(tǒng)遇到故障，仍能保障高峰期間的正常運(yùn)行。
早高峰時(shí)段乘坐地鐵通勤時(shí)，上班族最不想遇到的情況，大概就是因故障導(dǎo)致的晚點(diǎn)。作為“地鐵大腦”的信號(hào)系統(tǒng)，掌管著地鐵運(yùn)行的安全與效率。如何在其發(fā)生故障時(shí)不影響乘客出行？
近日，上海軌道交通2號(hào)線信號(hào)控制系統(tǒng)改造實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵性突破，未來該線路將升級(jí)為全球首條擁有“雙套信號(hào)系統(tǒng)”的地鐵線路。這意味著，即使主用信號(hào)系統(tǒng)遇到故障，切換另一套系統(tǒng)后仍能實(shí)現(xiàn)兩分鐘的列車運(yùn)營間隔，保障高峰期間的正常運(yùn)行。
獨(dú)創(chuàng)“第三種方案”
作為貫穿城市中心、連接滬上兩大機(jī)場的重要線路，2號(hào)線日均客流量居上海全路網(wǎng)之首，達(dá)到150萬人次左右，高峰日可至200萬人次。這樣高密度的大客流對(duì)2號(hào)線的穩(wěn)定性和安全性都提出了極高的要求。
早在2014年，上海地鐵便開始研究2號(hào)線的信號(hào)更新改造方案。當(dāng)時(shí)，擺在技術(shù)人員面前的有兩種選擇：第一種是沿用原有的信號(hào)制式，第二種是采用全新的系統(tǒng)進(jìn)行替代。
然而，這兩種卻都不適用。原因在于，第一種方案的原有信號(hào)制式已無法滿足2號(hào)線不斷增長的客流需要。“作為全路網(wǎng)客流最大的線路，它難以承受主用系統(tǒng)故障后，運(yùn)營效率大幅下降的情況?！鄙晖ǖ罔F維保公司通號(hào)分公司總工程師施聰打了個(gè)比方，“傳統(tǒng)的備用系統(tǒng)就像是我們?cè)谲嚿蠝?zhǔn)備的備胎，考慮到經(jīng)濟(jì)因素，它的運(yùn)營效率和可靠度水平與主用系統(tǒng)差距較大，只是發(fā)揮暫時(shí)性作用?！?br>
第二種全新替代方案需要全線所有設(shè)備和列車在一個(gè)晚上一次性完成新系統(tǒng)的同步割接。對(duì)于線路長、列車多的2號(hào)線來說，工作量巨大，潛在風(fēng)險(xiǎn)高，幾乎不可能完成。另外，2號(hào)線是分為四個(gè)階段分區(qū)段開通運(yùn)營，每個(gè)區(qū)段的設(shè)備壽命周期均不統(tǒng)一。為了更新最舊的少部分設(shè)備，將大部分未到期的設(shè)備一同更新，也是一種浪費(fèi)。
改造方案的選擇一度受制。經(jīng)過反復(fù)探究和推導(dǎo)，上海地鐵突破性地提出了針對(duì)運(yùn)營壓力大、分段開通、設(shè)備量多的第三種改造方案——“雙套信號(hào)系統(tǒng)”，即保留原有的信號(hào)制式和關(guān)鍵設(shè)備，再疊加一套不同制式、更為先進(jìn)的信號(hào)系統(tǒng)?！邦愃朴谑謾C(jī)的'雙卡雙待’，在主用信號(hào)系統(tǒng)故障或信號(hào)降級(jí)情況下，切換另一套系統(tǒng)后仍能滿足兩分鐘的運(yùn)營間隔，大大降低因信號(hào)故障對(duì)運(yùn)營的影響。”
列車無縫到站成為可能
創(chuàng)新理念從提出到落地，過程并不容易。2015年以來，上海地鐵聯(lián)合卡斯柯信號(hào)有限公司等企業(yè)，圍繞“新老互備、不同制式、雙套系統(tǒng)”技術(shù)展開一系列可行性驗(yàn)證。
在系統(tǒng)改造過程中，最大的難度就是實(shí)現(xiàn)兩種不同年代、不同制式、不同廠家、不同設(shè)計(jì)的信號(hào)系統(tǒng)之間的無縫融合，保證列車在不同系統(tǒng)間可實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)混合運(yùn)營。這就相當(dāng)于每列車都要掌握兩門“語言”，實(shí)現(xiàn)“雙語溝通無障礙”。尤其是2號(hào)線還是分四個(gè)階段開通運(yùn)營，每個(gè)部分應(yīng)用的系統(tǒng)產(chǎn)品、壽命周期和維護(hù)基礎(chǔ)都不相同。
改造只能在夜間停運(yùn)時(shí)間段內(nèi)完成。2號(hào)線的夜間檢修時(shí)間為全路網(wǎng)最短，延時(shí)運(yùn)營情況下夜間改造時(shí)間僅有兩個(gè)多小時(shí)。在持續(xù)幾年的前期改造階段，每一個(gè)晚上都可謂是一場限時(shí)挑戰(zhàn)賽。
2019年9月，2號(hào)線部分新購列車裝載了全新兼容系統(tǒng)順利投入運(yùn)營，成功保障了第二屆進(jìn)博會(huì)期間2號(hào)線在高客流壓力下的平穩(wěn)運(yùn)行，完成了“雙套系統(tǒng)”在全球范圍內(nèi)首次成功應(yīng)用。
目前，2號(hào)線31列新購列車的安裝調(diào)試和上線運(yùn)營已完成，69列既有信號(hào)制式列車的改造調(diào)試正式啟動(dòng)，車站新增設(shè)備也已陸續(xù)進(jìn)場安裝。未來將有共計(jì)100列具備雙套系統(tǒng)兼容性的2號(hào)線列車整裝待發(fā)，為新系統(tǒng)的投用提供運(yùn)能支撐。
根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)顯示，2號(hào)線系統(tǒng)投運(yùn)后相關(guān)性能均實(shí)現(xiàn)了指數(shù)級(jí)提升。例如，運(yùn)行效率大幅提升，設(shè)計(jì)運(yùn)行間隔為90秒，可保證每小時(shí)30輛列車對(duì)開，達(dá)到2分鐘快速折返；列車的追蹤間隔將從原先的150秒縮短至120秒，這30秒的提升意味著列車無縫到站成為了可能。
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