车辆段信号控制子系统的功能与应用

1.信号系统

（1）设计原则

1）系统构成合理、操作简单，在满足现代有轨电车基本运行要求前提下，所选用信号系统应尽可能简单、高效。

2）设备尽量集成化，系统结构模块化，便于功能扩展，方便运营和维护。

3）在满足系统安全性、可靠性要求的前提下，优先选用国内能够提供的成熟设备或器材，以降低工程造价和后期运营维护成本。

4）设备选型应与城市景观相协调，满足沿线轨旁和车站的环境条件，减少设备外露；选用的设备应满足抗电磁干扰性能要求。

与地铁、轻轨相比，现代有轨电车具有运量小、质量轻、制动距离短等特点，现代有轨电车在不封闭的路面上行车，与市政道路在同一平面上且路口较多。鉴于上述情况，现代有轨电车信号系统不适合采用地铁或轻轨常用的列车运行控制系统，不具备进路控制、列车追踪、车载设备防护等功能，适宜采用较简单的信号控制系统。

（2）系统构成 现代有轨电车信号系统由正线信号控制、行车指挥以及车辆段信号控制三个子系统构成。

1）正线信号控制子系统。正线信号控制子系统主要是针对正线道岔区域设计的道岔控制系统设备，以及在部分交叉路口设置的交叉路口信号控制系统（该系统需要与当地交通管理部门协商后确定）。现代有轨电车正线信号控制设备主要安装在现代有轨电车正线中间折返处与尽头折返处（设置道岔的区域）；在行车组织方案以及与当地交通管理部门协商确定后，可以选择在部分主次相交路口和主、支相交路口设置交叉路口信号控制系统，实现与市政道路信号之间的联锁。

2）行车指挥子系统。行车指挥子系统可实时显示全线现代有轨电车的位置和运行情况，辅助调度员完成车辆调度指挥、车辆自动识别及追踪、运行图调整、时刻表编制、运营计划管理，以及掌握电车正点/晚点信息、车辆管理、运行监督、车次号显示等功能，它对于提高现代有轨电车运营效率、实时掌握现代有轨电车运营情况、保障现代有轨电车运行安全等功能的实现具有重要意义；同时系统可与乘客向导系统接口，向乘客向导系统提供现代有轨电车信息。

3）车辆段信号控制子系统。车辆段的作业方式主要是车辆的进、出入段和段内的调车作业，段内道岔多、作业频繁，为了保证现代有轨电车在段内的调车作业及出入车辆段作业安全，提高调车效率，推荐采用地铁车辆段常用的计算机联锁系统。

联锁设备是保证现代有轨电车运行安全的设备，实现现代有轨电车进路上道岔、信号机、现代有轨电车占用检测设备间正确的联锁关系，必须满足故障-安全原则。

列车占用检测设备可采用计轴或者轨道电路。计轴与轨道电路相比，具有以下优点。

①工作不受道床漏泄电阻变化的影响，并且与钢轨表面的洁净程度无关。

②计轴设备不受天气、周围环境等因素的影响，工作稳定性高，可有效解决轨道电路存在的分路不良和异常红光带等故障。

③不需加装绝缘节以及与轨道电路工作相关的道岔跳线、轨道接续线等。

④不受牵引回流的影响。

⑤采用计轴后，轨道区段的长度不受限制，可以解决一送多受的问题，不用轨道分割，对于线束道岔区段，有非常积极的意义。

⑥设备工作可靠，维修量少。

⑦安装简单，调试方便。

⑧采用计轴设备后，投资较轨道电路偏高。就计轴技术而言，可以实现站内大规模取代轨道电路，而作为常备的信号设备。

2.火灾自动报警系统（FAS）

（1）主要设计原则

1）FAS设计贯彻执行“预防为主，防消结合”的消防工作方针。

2）按同一时间内发生一次火灾设计。

3）FAS监控管理范围包括车辆段、停车场。

4）系统采用两级控制的管理方式。

5）对于车辆段/停车场内的专用排烟风机、消防水泵等重要的消防设备，FAS既能自动监控，也能在紧急情况下进行手动控制。

6）对于正常工况与火灾工况下兼用的机电设备，正常工况下由BAS（环境及设备监控系统）监控；火灾工况下，BAS接受FAS的火灾信息，按照相应火灾模式控制现场设备，并保证火灾模式优先。

7）FAS采用的设备必须经国家消防电子产品质量监督检测中心检验合格，并得到市级消防部门认可。

（2）系统构成

1）车辆段FAS构成。车辆段FAS采用集中式火灾自动报警系统，以车辆段综合楼为消防控制中心，在此设置火灾报警主控制器、手动控制盘、消防电话主机、FAS工作站及与市消防、防汛、地震预报中心联系的外部电话，同时负责建筑内的火灾探测与报警。在车辆检修组合库、停车列检库等设置区域火灾报警控制器，负责区域内的火灾自动报警及消防设备的联动控制。火灾报警主制器与各区域报警控制器之间采用光纤组建专用环形总线网，保证车辆段范围内火灾自动报警系统正常运转。

火灾报警控制器与现场各类探测器、输入输出模块、手动火灾报警按钮及消火栓按钮等设备采用环形总线连接。

2）停车场FAS构成。在停车场的停车列检库设置FAS，采用集中报警系统；在消防控制室设置火灾报警控制器、手动控制盘、消防电话主机、FAS工作站及与控制中心、市消防、防汛、地震预报中心联系的外部电话。

火灾报警控制器与现场各类探测器、输入输出模块、手动火灾报警按钮及消火栓按钮等设备采用环形总线连接。

（3）FAS功能

1）监视管辖范围内的防火设备（火灾探测器、模块、控制盘和电源）的运行状态，接收火灾报警，并显示报警部位。

2）发生火灾时，FAS向BAS发送火灾模式命令，实现火灾模式下的消防设备的联动控制。

3）发出火灾警报，提醒人员疏散。

4）对火灾专用设备（消防泵、专用排烟风机等）进行联动控制。

5）火灾工况下切断非消防电源（含接触网电源）。

6）记录、打印、存储火灾报警信息。

7）向市消防、防汛、地震预报中心报警。

（4）FAS选型

1）系统的软件设计应充分考虑到可靠性、可维修性和可扩展性，具备故障诊断、在线修改功能。(www.xing528.com)

2）系统硬件选择应考虑环境的特殊性，应具有防尘、防腐蚀、防潮、防霉、防振、抗电磁干扰和静电的能力。

3）在确保使用功能、运营可靠、技术先进的前提下，应尽可能选用国产设备。

4）FAS的主要设备必须为经国家消防电子产品质量监督检测中心检测合格的产品，并获得中国消防产品质量认证委员会颁发的《产品质量认证证书》。

（5）电源与接地 FAS与BAS在车辆段消防控制中心、车辆检修组合库和停车列检库共用电源，用电为一级负荷，采用UPS供电，用电负荷为10kVA，FAS蓄电池备用时间为1h，BAS为30min，采用分时切断保证系统供电。在停车场停车列检库设置UPS，一级负荷，用电负荷为5kVA，UPS电池备用时间为1h。

FAS采用综合接地，接地电阻不大于1欧姆。

（6）接口

1）与动力照明专业的接口：在动力照明配电箱/控制柜的控制接线端子排。

2）与环控通风专业的接口：在专用防排烟风机、电动防火阀等设备的控制器/箱接线端子。

3）与给水排水专业的接口：在消防水泵控制箱的接线端子排。

4）与BAS的接口：在火灾报警控制器的通信接口处。

5）与防火卷帘门的接口：在防火卷帘控制箱的接线端子上，采用硬线接口。

6）与接触网专业接口：在接触网供电开关接线端子上，采用硬线接口，火灾时切除接触网电源。

3.环境与设备监控系统（BAS）

（1）主要设计原则

1）BAS负责对车辆段的环控通风、动力照明、给水排水设备的监控与管理。

2）BAS设计应组网灵活、技术先进、运营管理方便，节省投资，系统设计应满足车辆段机电设备的监控要求并留有裕量。

3）对于消防专用防救灾设备以外的机电设备（暖通空调、给水排水及自动扶梯等），正常工况下由BAS监控；火灾工况下，BAS接受FAS的火灾信息，按照相应火灾模式控制现场设备，并保证火灾模式优先。

4）系统设计和设备配置应根据环境特点，考虑抗电磁干扰、防尘、防潮、防霉及防振等性能，考虑相互之间软、硬件的开放性和兼容性。

（2）系统构成 BAS主要对管辖范围内的环控通风、动力照明、给水排水等设备进行监控及管理。BAS主要由BAS工作站、BAS服务器、冗余主控制器、远程I/O模块、各类传感器、执行器及现场总线（或以太网）组成。

BAS在车辆段消防控制中心设操作员工作站、冗余主控制器，在车辆检修组合库、停车列检库设置远程I/O。远程I/O负责被控设备的接入，主控制器与远程I/O之间采用现场总线（或以太网）连接。

PLC具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算、数据处理、联网通信及PID回路调节等功能，符合工业现场的要求，具有高可靠性、强抗干扰能力，编程安装简便，输入和输出端更接近现场设备。

（3）系统功能

1）监视及控制管辖范围内的通风空调、给水排水及动力照明等设备，实现对设备的单控、群控及组控。

2）能对机电设备进行模式和时间表控制。

3）对BAS监控的设备进行故障报警显示。

4）接收被监控设备的各类报警信息，报警应有声光报警、报警画面弹出和确认功能。

5）接收FAS的火灾模式控制信息，实现火灾模式下的联动功能。

6）对各被控设备进行运行累计计时，提供维修报告；主、备设备按设定进行自动切换，提高设备的利用率。

7）记录、存储设备的运行信息并进行档案管理。

（4）系统选型

1）系统的软件设计应充分考虑到可靠性、可维修性和可扩展性，具备故障诊断、在线修改功能。

2）系统硬件选择应考虑环境的特殊性，应具有防尘、防腐蚀、防潮、防霉、防振、抗电磁干扰和静电的能力。

3）在确保使用功能、运营可靠、技术先进的前提下，应尽可能选用国产设备。

4）BAS设备应选择具备可靠性、容错性、可维护性的工业级控制产品，事故通风与排烟系统的监控宜采用冗余措施。

5）控制器应采用可扩展、易维修的模块化结构，并具有远程编程功能。

6）输入输出（I/O）模块应具有热插拔功能及必要的隔离措施；传感器的输出应选用标准电信号；系统应具有抑制变频器谐波及防噪声干扰的措施。

（5）电源与接地 在车辆段，BAS与FAS共用电源，一级负荷，由FAS在消防控制中心、车辆检修组合库、停车列检库等地设置UPS，用电负荷分别为10kVA。在车辆段，BAS电池备用时间为30min。

BAS系统采用综合接地，接地电阻不大于1欧姆。

（6）BAS与相关系统接口

1）与动力照明专业的接口：在动力照明配电箱/控制柜的控制接线端子排。

2）与环控通风专业的接口：在暖通空调设备的控制箱的接线端子排或通信接口处。

3）与电梯及自动扶梯专业的接口：在电梯及自动扶梯控制器的通信/硬线接口处。

4）与给水排水专业的接口：在给水排水设备的控制箱的接线端子排处。

5）与FAS的接口：在火灾报警控制器的通信接口处。