1.计轴系统简介
计轴又称微机计轴，是一种能检测通过车轮的铁路信号设备，它能够取代许多普通轨道电路，尤其在城市轨道交通项目中，是取代轨道电路用于检测列车位置的首选设备。
计轴系统主要由室外检测点（磁头）和室内主机构成。每两个室外检测点组成一个区段，当列车经过检测点时，会产生若干有效电磁脉冲，计轴系统计算区段两端计轴点的电磁脉冲数，来判断区间是否出清（空闲）。当进入区间的车轴数和离开区间的车轴数一致时，计轴系统就会得出该区间“出清”的结果，反之则表示为占用或受扰。区段状态表现为继电器吸起或落下形式，最终被联锁系统获得。
在U888系统的CBTC环境中，区段的出清占用主要依靠区域控制器（ZC）的计算，当联锁系统的区段信息和ZC计算的信息不一致时，信号系统会以ZC计算结果作为最终结果。因此，计轴设备在CBTC系统中又称为次级检测设备，单纯计轴故障一般不会影响行车。
2.U888信号系统列车筛选机制
系统将非CBTC列车成功识别为CBTC列车的过程，称之为列车筛选。列车从段、场等非CBTC区域进入CBTC区域需要被筛选，筛选分列车前端和列车后端筛选。
2.1前端筛选
前端筛选要求如下：
（1）列车前端位置与前方计轴器之间的距离不大于线路上可能出现的最小车长（宁波1号线项目为35m）。
（2）列车在转换轨停稳，10s内系统收到转换轨前方相邻区段及列车识别标签终点（宁波1号线项目约为200m）所在的计轴区段均为空闲。
2.2后端筛选
后端筛选要求如下：
（1）列车后端位置与后方计轴器之间的距离不大于线路上可能出现的最小车长。
（2）列车在转换轨停稳，10s内系统收到转换轨后方相邻区段空闲。
后端筛选原理如图1所示。
图1 筛选原理
U888系统在转换轨、站台、存车线处均具备筛选功能。筛选失败的列车附近的信号机会点灯，筛选失败的列车可以通过站台精确停车再次进行筛选。
3.计轴故障的表现
3.1棕光带
计轴系统在U888系统中作为次级列车位置检测设备，在设备故障或设备给出的区段状态与区域控制器（ZC）计算结果不一致时，为保证CBTC系统的可用性，计轴信息会被ZC认为失效并切除，控制台显示为区段棕光带，棕光带下不影响正常CBTC列车的运行。常见的计轴设备故障或轨行区施工过程区段受扰都会出现棕光带现象。如图2所示。
图2 计轴故障棕光带场景
3.2粉光带
计轴区段被非通信列车占用或区段覆盖非通信变量时显示粉光带。需要注意的是，在U888系统中，在CBTC与非CBTC区域相连处设置了不可切除区段，此部分区段故障没有棕光带状态，故障后直接显示粉光带。粉光带不允许CBTC列车经过，属于影响行车故障。
3.3棕光带和粉光带的关系
棕光带表示区段被计轴设备报告失效，但ATC系统仍认为区段状态有效，可以实现区段状态的实时监控。
粉光带表示区段被计轴设备和ATC系统同时报告失效，ATC系统也无法监控区段状态。
因此，区段是否能与ATC系统通信是区段显示棕色或者红色的关键。由此可以得知，非通信列车、非通信状态都会使得棕光带变为粉光带，反之粉光带区段被通信列车清扫可以恢复棕光带，而且非通信车或者非通信状态有一个十分明显的特征就是CBTC系统下的信号机由灭灯变为点灯状态。人们可以在计轴故障后中充分利用这些特性，灵活组织行车。
4.计轴故障特殊场景
东环南路联锁区上行主机宕机，除转换轨外，所有上行区段棕光带，此时现场以CBTC模式运营，对运营没有影响。出于最大限度维持行车的原则，现场并未第一时间对计轴进行预复位处理。
高峰期间，01009车出库，出库过程中考虑到非通信列车对棕光带的影响，从正常的一侧出库。因设计初期没有明确折返轨精确停车的运营需求，T012063区段（下文简称63区段）内方又包含了岔前防护区段，整体长度（约132m）不满足精确停车要求。最终停车时列车会占用折返轨63区段及相邻T012065区段（下文简称65区段），此场景在日常运营中经常出现。如图3所示。
图3 连续出车场景
此时，另一辆高峰车01013车在转换轨进行筛选。67区段长度小于200m，13车识别标签覆盖至65区段，但65区段被9车占用，参照U888系统筛选条件，13车无法完成筛选，并且使9车尾部带上非通信的识别标签。最终在9车驶过棕光带区域后，棕光带降级至粉光带。如图4所示。
图4 棕光带变为粉光带
综上所述，系统的特殊筛选机制一直存在，日常运营中筛选失败的现象并没有引起重视，虽然系统在日常运营中可以对筛选失败列车实现重新筛选，但在系统出现轻度故障时，应充分全面地考虑了不利场景的叠加，充分预判可能产生的后果，并加以避免。
5.处置建议
5.1技术改造
根据U888系统列车筛选机制，可对63、65或67区段进行改造。
（1）通过改变计轴点位置延长63区段，在保护区段内置的前提下满足列车精确停车的要求，保证列车自然停车后不占用65区段。
（2）将65区段拆分成2个大于200m的小区段，确保出库列车筛选时不会影响前车。
（3）通过改变计轴点位置延长67区段至大于200m，确保出库列车筛选时不会影响前车。
5.2通过行车组织规避
（1）在前车没有完全进入折返线或正线时，后车严禁进入转换轨。
（2）严禁转换轨不停车进入正线。
（3）棕光带故障未完成处理前，行调应注意观察列车模式及沿途信号机状态，禁止非通信列车或带有非通信变量的列车接近棕光带区域。
（4）出库过程中发生棕光带故障，应组织出库列车完全进入折返线待令。
（5）棕光带故障期间，尽量组织列车从正常一侧出入库。
6.结语
在U888信号系统环境中，棕光带不影响CBTC行车，但建议设备允许时第一时间进行处置，尽早处置可以降低故障叠加的风险。在发生棕光带故障的运营组织中，须认真观察列车状态，避免棕光带变为粉光带后出现现场处置复杂、对运营影响大等问题。
作者：王之玺（宁波市轨道交通集团有限公司运营分公司）
本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第21期
（转载请注明来源）
