摘要：近年来由于地铁信号系统发生故障导致地铁事故时有发生，地铁运行过程中对安全性、可靠性及运输效率提出了更为严格的要求。本文结合作者对信号系统的工作实际情况，对天津地铁3号线闯红灯防护技术进行简要的阐述。
关键字：地铁信号,闯红灯,列车自动防护
近年来，由于地铁信号系统发生故障导致地铁事故时有发生，例如：(1)2009年6月22日，美国首都华盛顿两列地铁列车相撞的事故，造成9人丧生，另有76人受伤。事故原因是后车自动列车控制系统并未察觉到前车，后车直接接收了全速前进的信息导致;(2)2009年12月22日，上海地铁1号线地铁下行至上海火车站的117号车，车尾与中山北路至火车站下行的150号车侧面碰撞，事故原因表明，事故当天，运营部门因供电系统故障而采用临时非正常交路折返，信号系统在这一区段向150号车错误地发送65公里/小时速度码，造成制动距离不足导致。
1.闯红灯防护技术概述
天津地铁3号线信号系统核心采用的是庞巴迪运输集团(简称Bombardier)提供的CITYFLO 650 基于无线通信技术的移动闭塞系统。目前，该系统的系列产品已经成功的在世界上多达9条线路上投入商业运营。
闯红灯子系统作为Bombardier信号系统的一个安全的子系统，用于正线在非CBTC情况下由于人工驾驶列车违反停车信号红/M红灯时，使列车安全停车的一个子系统。闯红灯子系统的工作前提是车载ATP(简称VATP)设备全功能启用，当轨旁CBTC(无线传输或区域ATP设备)发生故障时起到防护作用。
2.闯红灯防护技术设备布置方案及原理简析
2.1.闯红灯防护技术设备布置方案
基本信标：简称NP，是沿线路方向布置于轨道中心的普通信标装置，适用于正常CBTC模式下的列车定位。
信号机状态信标：简称SST，是一种可以激活和关闭的特殊信标装置。信号机的显示状态将触发一个继电器以激活和关闭该信标。当信号机为黄灯或绿灯时，SST将被激活。当信号机为禁止信号红灯、M红灯或引导信号时，SST将被关闭。
信标读取器：简称NPR，每列车有两个NPR，分别安装在列车两端头车的底部，用于读取沿线路方向铺设的信标中的数据传输给车载设备。
2.2.闯红灯防护技术原理
闯红灯防护技术假设列车已定位并使用系统地图(已存储在车载设备数据库中)识别轨旁信号机的位置。列车运行时车载信标读取器读取沿线路方向铺设于线路中心的信标装置。当SST激活时，该信标将报文传送给车载设备，列车正常运行。当列车车载信标读取器没有读取到SST时，将使得车载系统施加紧急制动。
在正线，列车处在正常的CBTC运行模式时，车载设备将自动忽略SST。当发生CBTC(无线传输或区域ATP设备)故障不可用时，列车须以限制人工模式(简称RM)驾驶列车通过两个信标以定位列车，成功定位列车后，列车应停车并选取闯红灯防护模式(简称RSS)。考虑安全因素，选择RSS模式仅允许在列车停靠站台后进行。在该模式下，闯红灯防护功能处于激活状态，VATP 限制列车的速度为60km/h。此外，车载设备也将限制车站速度为29公里/小时。
3.故障模式示例
3.1.区域故障——从车辆段进入正线
列车以RM模式从车辆段进入正线时，在转换轨定位后以RM模式驾驶至第一个车站。一旦列车停靠站台，在获得控制中心授权后，司机可以选择RSS模式，以RSS模式发车。
3.2. 区域故障——离开正线至车辆段
列车以RSS模式进入转换轨后，如果进入车辆段的进路未设置，司机在转换轨停车。如果司机没有退出RSS模式，列车将在进入车辆段第一个轨道区段时紧急制动。驾驶员显示平台(简称TOD)将显示下一个可用的模式为RM模式。车辆段ATS调度员设置进入车辆段的进路，以RM模式进入车辆段。
3.3. CBTC运行——通信故障
正常CBTC运行时，两个信号机之间有两个ATO模式运行的列车。由于后车通信故障导致紧急制动，前车继续以ATO模式运行。故障车在获得中心授权后切换至RM模式，前车离开站台。故障车以RM模式继续运行至车站。在所有乘客下车后，列车可以离开正线运行。没有载客的列车以RM模式离开车站。
3.4. 闯红灯模式运行——RATP/通信恢复
列车以RSS模式运行时，车站之间有一列车运行。RATP/通信恢复。列车继续以RSS模式运行。列车停靠在车站，退出RSS模式。RATP 初始化完成后，列车可以选择切换至ATO模式，以ATO模式离开车站。
3.5. 运行——区域故障
正常CBTC运行时，多个车站中有3个ATO模式列车运行(T1、T2和T3)。RATP故障，所有列车失去通信，列车以常用制动停车。控制中心(简称OCC)对该区域的所有进路选择后备模式。T1车、T2车和T3车司机向OCC请求授权以继续前进。OCC授权T1车以限制人工模式前行至车站1，T3车以RM模式继续前行至车站2。T1车和T3车到达并停靠在相应车站。T1车和T3车操作员选择RSS模式。T1车离开车站，OCC授权T2车以RM模式驶入车站1。T2车停靠在车站。T2车操作员选择RSS模式，并做好发车准备。T2车离开车站。车站2的出站信号机显示绿灯。T3车以RSS模式离开车站。
3.6. 区域故障——从故障区域进入正常区域
设置进路从区域1(简称R1)最后一个车站至区域2(简称R2)的第一个车站。区域2RATP设备工作正常。列车以RSS模式离开R1最后一个车站后，列车到达区域边界。列车穿过边界进入区域2，并于R2的RATP进行初始化。在初始化成功后，TOD显示ATP模式为下一个可用的模式。列车操作员在车站停靠。在停车后，TOD显示ATO为下一个可用的模式。司机选择ATO模式，以ATO模式继续运行。
3.7. 区域故障——从正常区域至故障区域
设置进路从区域1(R1)最后一个车站至区域2(R2)的第一个车站。区域1 RATP设备工作正常，列车以ATO模式离开R1最后一个车站。RATP授权列车运行至区域边界，列车到达区域边界。司机选择RM模式。列车以RM模式继续运行至车站，在停车后，司机获得中心授权并选择RSS模式。
3.8. 运行——定位故障
列车失去定位后紧急制动并切换至无模式。在获得中心授权后缓解紧急制动，并以RM模式继续运行至车站。定位并停靠车站后，司机选择RSS模式，以RSS模式发车。
3.9. 运行——冒进红灯
司机以RSS模式冒进红灯后列车紧急制动，停车后退出至无模式。获得中心授权后，缓解紧急制动，并以RM模式运行至车站。定位并停靠车站后，司机选择RSS模式，以RSS模式发车。
3.10. 运行——车站停车不准
司机在车站停靠时超出站台停车位置时。司机切换至RM模式，退行至正确位置。正确停车后，司机选择RSS模式，以RSS发车。
4.结束语
闯红灯子系统作为正线在非CBTC情况下由于人工驾驶列车违反停车信号时，使列车安全停车的一个子系统，对于保障列车安全运行具有不可替代的作用，从而保障地铁运营过程中的安全性、可靠性。
参考文献：
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【2】汤璐诘，钱剑敏，梁鉴如。基于无线通信技术的CBTC信号系统。上海工程技术大学学报，2011(9)：217-220
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