地铁信号系统电缆设计的优化

杨后

长沙轨道交通运营有限公司湖南长沙410000

摘要：随着时代的发展以及现代化进程的不断推进，为了促进我国的地铁能够正常的运行，因此，要不断地加强地铁信号系统的维护，不断的提升地铁信号系统的维护方法与维修技术。才能够更好地推动我国的地铁系统正常运行，从有利于推动我国的现代化建设。文章重点针对传统地铁信号系统电缆设计的优缺点进行讨论,并提出了新的解决方案。信号系统电缆设计的优化方案包括取消非集中站信号设备房,轨行区设备电缆设计方案。分析优化前后的方案效果,优化后的方案具有明显的改善。

关键词：地铁信号系统；电缆设计；优化方案

引言

地铁信号系统在我国地铁的正常运行过程中处于一个十分重要的地位，为我国地铁的正常运行发挥着重大的作用，它能够为我国的地铁运行提供良好的信号保证以及高效的信息配合，因此，要不断的加强地铁信号系统电缆设计的优化工作，促进信号系统的发展。

1地铁信号系统现状

信号系统是现代大运量、高密度的轨道交通自动控制系统中的重要组成部分，对列车高速、有序运行、保证列车和乘客的安全起到重要作用。

随着技术进步，特别是无线技术飞速发展，人们开始研究以通信技术为基础的列车运行控制系统（CBTC）。它的特点是用无线通信媒体来实现列车和地面的双向通信，用以代替轨道电路作为媒体来实现列车运行控制。

CBTC的突出优点是车地双向通信，而且传输信息量大，传输速度快，使信号系统能够突破传统的固定闭塞运行模式，转为移动闭塞模式，同时可减少区间敷设电缆和日常维护工作，具有适度提高区间通过能力，灵活组织双向运行和单向连续发车，容易适应不同车速、运量和不同类型牵引的列车运行控制等优点。

我国现行实施的信号系统主要是基于通信的列车自动控制系统(CBTC),几大主要产品供应商无论是卡斯柯、上海电气泰雷兹,还是自主产品北京交控等,对后备系统设备的电缆设计都是从设备房的分线柜——设备配线盒,不论本站有多少信号机、计轴或转辙机,每组/套设备都单独敷设电缆,具体设计方案如图1所示。

图1信号系统电缆设计传统方案

从图1可以看出传统的设计方案的每台/套设备的电缆都直接从室内分线柜敷设,各设备电缆间被有效物理隔离,且电缆中间无断点,减少了一定的故障点和维护工作量。

但其不足之处在于,每台/套设备都单独敷设电缆,不但增加了工程投资成本和施工工程量,同时在狭小的地下空间,如此大数量的电缆,经常在电缆引入口由于电缆根数太多而无法编排,提高了施工难度,极其不符合行业关于绿色施工的要求;在信号非集中站设置分线柜,不但增加了安装工程量,也增加了设备故障点,且分线柜内电缆配线繁多、施工工艺复杂,容易发生故障,在设备运营期间如果发生故障,对故障的查找和处理都非常不利。

2当前地铁信号系统运行过程中所存在的问题

到目前为止，虽然我国的地铁运行过程相对于地铁建成初期有了很大的改善，但是我国的地铁信号系统的运行仍然存在着一些问题亟待解决，如果这些问题得不到解决，那么将不利于我国地铁工程的长远发展，也不利于我国地铁的正常运行。尤其是在我国地铁信号系统运行设备方面还存在着较大的问题，我国地铁的发展建成，到目前为止还不算太久远，因此，发展的不是那么的完善，所以地铁信号系统的运行仍然存在着较多的弊端。我国的地铁信号系统的运行设备仍然相比于发达国家来说还比较落后，不能够更好地推动我国地铁工程的发展。尤其是我国的地铁信号系统的设备运行基础设施建设仍然有待完善，应当结合我国当前的地铁信号系统发展时机，做出更加顺应时代的设备完善，才能够更好地推动我国地铁建设正常运行发展。

影响我国地铁信号系统正常运行的一个最大的因素就是地铁信号系统的干扰因素过多，由于地铁信号系统在运行的过程中会出现较多的干扰因素，所以在很大程度上会影响我国地铁信号的稳定性，不利于信号的正常传输。与此同时，一些恶劣天气以及气候情况也会在很大程度上影响我国地铁信号的传输稳定性，例如暴雨，暴雪以及雷电交加的天气就会在很大程度上造成地铁信号传播磁场的紊乱，从而不利于信号的正常传输。

由于地铁信号系统在运行过程中会受到很多因素的干扰，这样就会导致地铁信号的传输会出现较多偏差，不利于地铁信号的正常稳定传输，从而会导致一些信号报错的现象发生。如果地铁信号在传输的过程中出现偏差，那么在进行地铁信号的最后统计是会有一些错误的现象，这些信号的错误现象需要地铁信号分析员工进行人工的信号分析，从而加大了工作难度以及增加了地铁信号分析工作人员的工作压力。

3信号系统电缆设计的优化方案

以地铁信号安装工程的项目特征为依据,借鉴高铁成熟技术和WH地铁11号线东段工程信号系统设计,对传统信号电缆设计方案进行了以下几点优化建议(图2)。

图2优化后的电缆设计方案

3.1取消非集中站信号设备房

根据对既有地铁信号系统设备调查,在非集中站设备房设立的设备有电源设备、分线柜等,设备较少,设备房有很大的闲置。电源设备的作用是为光电转换器、ATS工作站、列车发车指示器和其他非安全设备提供稳定的不间断电源,对设备的利用率不高;分线柜的作用是为光电转换器提供安装位置和为非集中站的屏蔽门、紧急停车按钮、列车发车指示器等设备进行分、配线,柜内需要配置的配线端子很少,对分线柜的利用率极低,存在着极大的浪费。

取消非集中站设备房后,根据设备需求可以与通信专业协议所需电源需求;光电转化器可以整合在IBP盘柜下方;同时在IBP盘增加配线端子可以满足站台设备的分、配线。

3.2轨行区设备电缆设计方案

取消非集中站设备房后,轨行区设备电缆的设计,可以借鉴高铁或普通铁路的设计方案。集中站根据列车运行线别、电缆走向和设备类别进行设计;非集中站按照不同设备各敷设1根总缆,在进入非集中站后利用分线盒配置。此种方案在经过普通铁路近百年的现场验证,无论是施工工艺还是设备的安全可靠性都非常成熟,同时随着我国高铁技术的长足发展,这一技术也被广泛应用到高铁系统,进一步证明了此项技术的安全可靠性。

结语

通过上述的论证分析,可以得出,经过设计优化后,无论从施工质量,还是工程效益来看,优点是显而易见的。在保证设备安全可靠运行的前提,应大力推广这种方案,从而提高工程质量,为运营维护减压。

参考文献

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