摘要：重点分析阐述了宁波轨道交通1号线信号系统在CBTC及点式降级运营模式下的驾驶模式和折返模式，对驾驶模式的转换原则进行了详细描述，并对其应用前景进行了展望。
关键词：城市轨道交通,信号系统,驾驶模式,电子信息论文,职称论文发表
引言
宁波轨道交通1号线信号系统采用基于移动闭塞的CBTC系统，车地通信采用无线通信方式;系统包括列车自动监督(ATS)、列车自动防护(ATP)、列车自动驾驶(ATO)、计算机联锁(CBI)、数据通信(DCS)、维护支持(MSS)子系统、培训设备和电源设备。系统采用多重冗余技术。其中凡涉及行车安全的正线地面计算机系统采用“三取二“、“二乘二取二”热备的安全冗余结构，并满足“故障-安全”原则。
1 驾驶模式
系统主要提供4种驾驶模式，分别为列车自动驾驶模式(ATO)、ATP监督下的人工驾驶模式(ATPM)、限制向后人工驾驶模式(RMR)、限制向前人工驾驶模式(RMF)、非限制人工驾驶模式(OFF)。
列车在正线、折返线、出入段线上按正方向运行及折返作业时，均以自动驾驶(ATO)模式为常用模式;当ATO设备故障或因某种原因需要时，可改为ATP监督下的人工驾驶模式。上述两种模式均为正常驾驶模式，而限制人工驾驶模式和非限制人工驾驶模式为非正常的驾驶模式。列车在车辆段内以限制人工驾驶模式(正常模式)和非限制人工驾驶模式(非正常模式)运作，按照地面信号显示运行并不能超过最高25km/h的限速。
1.1 列车自动驾驶模式(ATO)
本模式是在司机监视下的自动驾驶模式，在线列车的启动、加速、巡航、惰行、制动、精确停车均由ATO子系统根据ATS指令自动控制(CBTC模式下)，除发车需要司机确认外，不需司机操作，列车的车门和地下站屏蔽门(高架站安全门)控制，可自动控制也可手动控制。此模式下门控制允许以下几种方式：
自动开门，自动关门;
自动开门，人工关门;
人工开门，人工关门。
列车自动驾驶模式(ATO)的应用条件：
ATO根据ATS的命令自动平滑调整列车运行(CBTC模式下)，ATO驾驶模式提供最佳的舒适性和调整功能。
CBTC模式下，当DCS，ZC，LC、CBI和CC都正常运行时，列车可以ATO驾驶模式在正线任何ZC控制区域内运行。
点式模式下，当DCS有线网络、CBI和CC及CC与车辆牵引制动的接口正常运行时，ATO模式有效，司机可以ATO模式驾驶。
1.2 ATP监督下的人工驾驶模式(ATPM)
列车的监控、运行、制动及开关车门和地下站屏蔽门(高架站安全门)在车载ATP设备监督下由司机操作。ATP子系统保证列车的运行安全，司机根据DMI及DTI显示的辅助驾驶信息，人工驾驶列车，ATP对列车的运行进行完全地自动防护;所有必要的驾驶信息将在车载信号显示器上显示。
ATP人工驾驶模式(ATPM)的应用条件：
在CBTC运营模式下应用ATPM驾驶模式时需要DCS、ZC、LC、CBI和CC全部可用。
在点式运营模式下应用ATPM驾驶模式时需要，DCS有线网络、CBI和CC可用。启用此驾驶模式前，车载ATP必须完成自检。
在需要司机人工控制列车运行或ATO模式故障时，使用该模式。
1.3 限制向前人工驾驶模式(RMF)
列车以不超过25km/h的速度运行。列车的监控、运行、制动及开关车门由司机操作，车载设备对列车速度进行25km/h的超速防护，以及对列车完整性、车门状态、列车倒溜等进行监督。
限制向前人工驾驶模式(RMF)的应用条件：
在正常运营模式下仅用于列车进行定位前、初始化后或列车在车辆基地/停车场运行。
对于降级模式，当列车故障时，可以此驾驶模式将其撤出正线运营;或当列车因故障停车后，以此驾驶模式行驶至下一站。
1.4 限制向后人工驾驶模式(RMR)
列车允许以低于5km/h的速度反向运行最多10m。当退行达到10m或退行速度超过5km/h时，ATP会触发紧急制动，须由车辆缓解紧急制动。
限制向后人工驾驶模式(RMR)的应用条件：
RMR模式可在列车错过精确停车位置若干米(不超过最大可退行距离)后，后退以纠正列车停车位置(经调度员授权)。
1.5 非限制人工驾驶模式(OFF)
司机用ATC切除选择开关切除ATC。此旁路开关阻断了ATC紧急制动输出以及其它阻止列车运行的输出。列车完全由人工驾驶，车载设备不控制列车运行，司机根据调度命令和地面信号的显示驾驶列车。列车运行的安全由联锁设备、调度人员、司机共同保证。
非限制人工驾驶模式(OFF)的应用条件：
当CC设备不可用时，列车将立即实施紧急制动。列车完全停止后，司机可在得到调度员的授权后切除车载ATC，以OFF模式驾驶列车运行。
2 列车的折返模式
运行交路的折返车站具备无人自动折返功能，保证其所有折返轨均具有无人自动折返功能。非运行交路的有岔车站的停车线以及渡线都可用做特殊情况下的临时折返，均应考虑列车的各种折返作业。
列车折返方式分为站前折返方式和站后折返方式。
列车站前折返和站后折返时，列车自动换端过程中保持对车辆的监控。CBTC模式下，换向后的可用模式维持不变。
列车站后折返方式分为ATO驾驶模式无人自动折返、ATO驾驶模式有人自动折返、ATP监督下的人工折返模式、限制人工折返模式、非限制人工折返模式。
2.1 ATO无人自动折返
ATS将自动办理折返所需进路。列车在站台区域停稳，司机拔掉驾驶室钥匙后，通过按压ATB按钮，将驾驶模式转换至自动折返模式，司机再按压站台自动折返按钮，ATO 将自动选择控制驾驶室并驾驶列车运行至折返区域，在规定位置停车后，自动换端，并控制列车自动驾驶至发车站站台停车，完成自动折返功能。
2.2 ATO有人自动折返
CBTC模式下，司机在ATO模式下进行折返，ATS将自动办理折返所需进路，司机按压车载ATO启动按钮，列车自动进入折返线停车，司机换端后再次按压车载ATO启动按钮，列车自动驾驶至发车站站台停车;点式模式下，在出站信号机开放后，如果车载点式变量有效时间未失效，ATO按钮灯点亮，司机需看到允许信号后按压ATO按钮，列车以ATO驾驶模式运行;如果车载点式变量有效时间已失效，司机只能以RM模式驾驶列车运行。如果司机在禁止信号显示时按压ATO按钮，列车越过出站信号机前的有源信标获取点式变量信息后立即实施紧急制动，如果信号机距离车站停车点满足一定距离以上，系统可保证列车在禁止信号机前停车。
2.3 ATP监督下的人工驾驶折返
CBTC模式下，司机在车载ATP设备监督下人工驾驶列车运行到折返线并停车，司机换端后，在ATP监督下人工驾驶列车进入发车股道并定位停车。司机按压开门按钮打开车门和地下站屏蔽门(高架站安全门);点式模式下，出站信号机开放后，如果车载点式变量有效时间未失效，司机以ATPM模式驾驶列车低速越过出站信号机前的有源信标获取点式变量信息，若变量信息为禁止状态，列车实施紧急制动，若变量信息为允许状态，司机驾驶列车运行到折返线并停车;如果车载点式变量有效时间已失效，司机只能以RM模式驾驶列车运行到折返线并停车。司机换端后以RM模式驾驶列车越过信号机前方的有源信标，获取点式变量信息。若变量信息为允许状态，列车将自动升级为ATPM驾驶模式。
2.4 限制人工折返模式
在此模式下，司机控制列车运行，司机人工驾驶列车运行到折返线并停车，司机换端后，人工驾驶列车进入发车股道并定位停车，司机人工控制车门和站台屏蔽门/安全门;整个折返过程中，车载ATP限制列车在某一固定的低速(25km/h)之下运行。
2.5 非限制人工折返模式
在此模式下，司机根据调度命令和地面信号的显示，人工驾驶列车运行到折返线并停车，司机换端后，再人工驾驶列车进入发车股道并定位停车，司机人工控制车门和站台屏蔽门/安全门。
3 驾驶模式之间的转换
驾驶模式间的转换符合安全、高效、操作简单的原则，确保驾驶模式转换时列车运行的安全。在所请求的驾驶模式指示有效的情况下，线路上任何位置的驾驶模式切换都可以发生，司机可以在不停车的情况下由RM模式切换至ATPM模式和由ATPM模式切换至ATO模式。下表简单描述了各模式间的转换步骤。
图1 各种驾驶模式间的转换步骤
在ATC控制区内转换为限制人工驾驶模式的过程中车载信号设备具有相应的安全保证措施。为了平稳地完成模式切换，还需要考虑下面几个问题：
(1) 当切换至RM模式时，列车速度应低于RM的限制速度。
(2) 当由ATPM模式切换至ATO模式时，牵引/制动手柄须在惰行位置。
(3) 从ATPM模式切换到ATO模式时，ATO需要几秒的时间执行其ATO速度曲线。
各驾驶模式之间可采用人工转换，在某种情况下也可自动转换。各驾驶模式间的转换原则如下图所示。
驾 驶 模 式 转 换 表
原驾驶模式转 换 后 驾 驶 模 式
ATO自动驾驶模式ATP监督下的
人工驾驶模式限制人工驾驶模式非限制人工驾驶模式
ATO自动
驾驶模式无论列车处于运行或停车状态，司机都可使列车立刻处于该模式。正线需停车后人工转换;在出入段/场线转换轨，当速度低于25km/h时可不停车转换。驾驶员确认列车停车后，使用ATC切除开关切除ATC。
ATP监督下的人工驾驶模式列车处于运行(满足一定条件下)或停车状态，司机均可使列车处于该模式正线需停车后人工转换;在出入段/场线转换轨，当速度低于25km/h时可不停车转换。驾驶员确认列车停车后，使用ATC切除开关切除ATC。
限制人工
驾驶模式列车获得定位并接收到正确的移动授权后，自动转换为该模式。驾驶员确认列车停车后，使用ATC切除开关切除ATC。
非限制人工
驾驶模式车载ATP设备可用时，列车停车后，驾驶员将ATC切除开关恢复至ATC正常位。
4 结束语
为了行车安全考虑，原则上，从低等级的驾驶模式向高等级的驾驶模式转换时，可以采用自动转换，而从高等级的驾驶模式向低等级的驾驶模式转换时，则需要停车并经过司机确认后才能进行转换。
在CBTC 运营模式下，ATO驾驶模式是自动化程度最高的模式，也是常用模式，列车运行时极少需要人工介入，完全由信号系统控制列车。这可以提高列车行车效率，实现列车自动调整、维护列车秩序、减少司机劳动强度和人员配备的数量。
参考文献：
[1] 林瑜筠. 城市轨道交通信号[M]. 北京：中国铁道出版社，2009.
[2] 卡斯柯信号有限公司.宁波轨道交通 1号线一期正线信号系统设计联络文件 [R]，2012.
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