随着我国城市轨道交通运营网络化的快速发展，不少城市的轨道交通网络暴露出换乘压力大、资源共享不足、服务水平有待提升、运能分布不均衡等问题，跨线运行改造是解决上述问题的有利手段。文章首先从城市轨道交通关键设备着手，系统性提出既有线跨线运行关键设备改造技术。以既有线为研究对象，明确实现跨线运行的目标，阐述城市轨道交通即将迎来改造时代以及跨线运行的必要性。随后，总结并分析各关键设备系统的改造原则。接着深入研究车辆、站台门、供电、通信、信号、调度指挥等关键设备系统在不同工况下的改造技术要点及相应的技术手段。最后以房山线与9号线，亦庄线、5号线与10号线跨线运行关键设备改造方案为例，初步形成一套城市轨道交通既有线跨线运行关键设备改造技术体系，以期为后续各地城市轨道交通既有线跨线运行改造提供技术指导。
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基本概念及改造原则
1.1 基本概念
城轨交通跨线运行是指在相交的城轨交通线路中，列车交路从一条线路跨越到另一条线路或者跨越多条线路的运行方式，不同线路间存在共用某一区段的情况。城轨交通作为一个技术-社会复杂巨系统，涵盖基础、列车、服务、管理、经营五大系统。当既有线需要实施跨线运行时，涉及的改造内容十分广泛。结合工程实践经验与研究成果，发现影响城轨交通跨线运行的关键设备主要集中在六大系统。
1.2 改造原则
跨线运行应首先满足土建结构的要求，并结合工程实施难度和经济性进行综合考虑。对于实施难度大、成本过高的情况（如调整限界尺寸、换乘形式复杂、设置联络线条件不足、供电制式差异大等），不推荐实施跨线运行，应尽量减少改造内容，各系统改造原则如下。
（1）车辆系统。优先选择同制式系统，以满足列车正常运营、故障救援等不同场景，尽可能结合车辆修程同步进行相关配套设施设备的改造。
（2）站台门系统。优先选择同车型、同车门间距、同编组的线路，以满足列车信号、限界等相关运营要求。
（3）供电系统。确保在既有工程条件下，安全、可靠地为列车供电。牵引网设备除与机车车辆有相互作用的设备外，不得侵入车辆设备限界。
（4）通信系统。满足列车运行指挥、运营管理、乘客服务等多方面的需求，能够传递语音、文字、数据、图像等信息，并具备网络监控、管理功能。为满足正常运营、故障救援等通信联络需求，支持国际和工业标准的接口，实现与其他系统或业务部门的可靠互联，选择广泛应用的标准协议。
（5）信号系统。确保跨线列车的安全运营，满足调度指挥的需求。改造过程中，确保跨线列车车载设备受跨入线路地面设备监督和控制，同时满足广播、乘客信息系统（PIS）等接口要求。
（6）调度指挥系统。与其他相关系统接口保持兼容性和安全性，实现不同线路间公务电话、专用电话等互联互通功能，尽可能整合终端系统。
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关键设备改造技术
2.1 车辆系统
车辆关键技术包含轮廓尺寸、编组、车门（位置、数量、间距、类型）、连挂能力、牵引能力、乘客信息系统、供电制式、信号制式等技术要点，改造技术手段如表1所示。
2.2 站台门系统
当同车型不同编组或不同车型同编组列车进行跨线运行时，站台门与列车车门之间的对应关系和限界要求可能会出现不一致的情况。针对该工况，提出以下站台门系统改造建议。
2.2.1 同车型不同编组列车
首先，需核实所有跨线运行车辆的限界要求是否得到满足。在满足限界要求的前提下，需采取不同措施以确保站台门与列车车门的对应性，并保证乘客的顺畅进出。
（1）短编组列车跨线至长编组站台。长编组的站台门门体可适应短编组的列车，当车门等间距布置时，短编组的列车可选择有效站台中心线对称布置或端部停靠的方式。当车门不等间距布置时，若短编组的列车车门与站台门存在偏差，不满足对位关系，可结合偏差值调整列车停靠位置，以最大化站台门与车门的对应数量。对于无法完全对应的个别车门，可通过调整车门间距或改造站台门有效开度等方式满足乘降需求。
（2）长编组列车跨线至短编组站台。需改造既有站台门门体，以满足长编组列车的需求。当车门等间距布置时，可在站台两端或一端加长站台门间距。当车门不等间距布置时，应结合车站建筑布局调整车门间距，并确保多节编组车门与站台门滑动门能够一一对应。对于存在的偏差，调整方式可参考短编组列车跨线至长编组站台的调整方法。
2.2.2 不同车型列车跨线运行
由于不同车型列车的限界要求可能存在差异，因此在进行跨线运行时，需要核查站台门与列车之间的间隙是否满足安全限界要求，并采取相应的安全措施。针对该情况，可以采取以下2种方式进行站台门改造。
（1）跨线列车的车辆限界小于既有线的车辆限界。若既有线的站台门限界已经满足安全行车的要求，但车门与站台门的间隙可能会因为车型不同而增大。为降低夹人夹物风险，可以采取物理防护措施，如增加防夹挡板、车尾灯带、防踏空装置等，或者采用电气防护措施，如增加间隙探测装置。
（2）跨线列车的车辆限界大于既有线的车辆限界。需核实既有线的站台门限界是否满足大限界车辆的行车要求。如果站台门限界满足要求，则站台门门体可以保持不变；若不满足，则需要对站台门进行整体拆改，按照大限界车辆的限界要求进行改造和安装。
（3）相关配套系统改造。需结合不同的情况对站台门控制系统及其与综合监控系统相连的状态信息等进行相应的改造和调整。
2.3 供电系统
针对当前城轨交通中存在的AC25kV、DC1500V、DC750V等不同供电制式，以及跨线运行时的交-直流双制式、不同直流电压等级（DC1500V-DC750V）、牵引系统相同电压等级等多种工况，以下是从供电分区、供电电源、过渡段、电源切换等方面提出的改造技术手段。
2.3.1 交-直流双制式跨线运行
为实现交-直流双制式列车的跨线运行，需在联络线处设置专门的接触网转换区。该转换区由交流供电区、无电区、直流供电区3 段组成，通过电分段将交流区、无电区与直流区有效隔离。交流供电段和直流供电段分别由各自线路的正线变电所独立供电，并在供电分区与无电区之间设置电动联络开关。
2.3.2 同制式不同电压等级跨线运行
DC1500V-DC750V跨线转换由于电压等级不同，可采用与双流制跨线类似的方案，或采用接触网电源切换的方案。
2.3.3 牵引系统相同电压等级跨线
相同电压等级跨线运行可分为AC25kV跨线运行及DC1500V跨线运行。
（1）AC25kV跨线运行。AC25kV系统普遍采用架空接触网。在进行跨线联络线设计时，需根据牵引供电分段方案确定是否需要设置电分相。若跨线两侧处于同一供电臂内，则无需设置电分相，仅需根据需要设置绝缘关节或者分段绝缘器即可。若需设置电分相，由于联络线通常长度较短，应与其他相关专业协调分析列车的过分相能力，确保列车能够安全通过电分相区段。
（2）DC1500V跨线运行（接触网、接触轨形式一致）。对于采用相同授电方式的DC1500V 跨线运行接触网，仅需在联络线设置分段绝缘器，接触轨设置断口即可。同时，在分段绝缘器和接触轨断口相同位置设置钢轨绝缘节，以确保电力供应的安全隔离。
（3）DC1500V跨线运行（接触网、接触轨形式不一致）。当DC1500V系统跨线运行涉及架空接触网与接触轨之间的转换时，需在联络线处设置架空接触网与接触轨的重叠段。
2.4 通信系统
不同通信系统的改造需求存在差异，需根据具体工况采取相应的技术手段进行改造。
2.4.1 专用电话系统
（1）制式一致，统一调度模式。调度主系统通过E1或会话初始协议（SIP）进行接口互联，并使用供货商内部信令通信，如图1所示。若两线存在分机号码重复的情况，必须调整并配置以避免号码冲突。此外，根据调度席位的具体需求，应对既有调度台进行升级改造或更新。当同一调度需要配置多台调度台时，还需根据实际需求定义各调度台的优先级，以确保通信的顺畅与高效。
（2）制式一致，分线调度模式。调度主系统通过E1或SIP进行接口互联，对邻近车站车控室值班台、中心调度员所处调度台进行升级，并相应增加对方车站以及中心调度员的呼叫快捷键；或在跨线位置相邻对方车站设置本线路调度分机、专用电话分机，在控制中心对调度员使用的既有调度台、在车站对车控室内值班台进行升级，并相应增加呼叫新增分机的快捷键。
（3）制式不一致，统一调度模式。调度主系统通过E1或SIP进行接口互联，相关供货商对接口协议进行协商，若两线存在分机号码重复的情况，与制式一致改造需求相同。
（4）制式不一致，分线调度模式。与同制式分线调度一致。
2.4.2 无线通信系统
若制式一致，无线数字集群通信系统（eTRA）可共享中心集群交换机，并对相关的调度服务器、车站固定台、车载设备等进行升级改造，如图2所示。对于长期演进技术（LTE）系统，可通过标准接口实现互联互通，并完成调度服务器、无线终端设备等关键组件的升级改造，按需实现调度功能的优化。若制式不一致，需以更先进的技术制式改造相关线路。
2.4.3 视频监视系统
对于视频监视系统的改造，可以采取以下几种方式。
（1）不同视频监视系统之间可通过接口互联方式实现信息交互。
（2）新建一个上层视频监视系统平台。例如，北京跨线线路可通过地方标准DB11/T 1681-2019《城市轨道交通视频监视系统技术规范》（以下简称“VMS 规范”）中规定的标准化接口与新建上层平台进行对接。若不满足VMS 规范，在对接前需要完成协议转换工作。在调度席位上，会新增上层平台的终端设备，并根据中心调度员的需求进行相应授权，以实现其对相关车站视频信息的调用。
（3）在双方系统互设终端的方式实现对跨线线路相关视频信息的调用。
2.4.4 乘客信息系统
乘客信息系统向车站及列车子系统下发可采用3种方案。
（1）由相关线路的既有控制中心子系统分别下发的方式。
（2）将各线路的乘客信息系统接入轨道乘客互联网系统（MPIS），由其统一下发信息。
（3）各线路乘客信息系统均接入轨道交通指挥中心乘客信息系统（TCC-PIS），由其统一下发紧急信息。
2.4.5 其他系统
针对其他系统，将根据各系统的具体需求，进行相应的系统扩容、增设、更新等适应性改造工作。
2.5 信号系统
信号系统在进行改造时，应着重解决设备间的车地列控数据互通问题，确保跨线列车能自动识别不同线路间的设备编号及安全信息码等系统数据。为实现该目标，信号系统需要实现自动或手动切换功能，并确保列车在切换过程中能够平稳运行。此外，行车调度指挥的顺畅性也是信号系统改造的关键之一。经研究，信号系统改造的主要技术手段如下。
2.5.1 车-地通信信息互通
（1）同制式同厂家同代系。升级两线接口站区域控制器（ZC）间的双向接口数据，并对地面ZC、列车自动监控系统（ATS）、计算机联锁系统（CI）（视联络线是否新增设备而定）进行升级改造。
（2）同制式同厂家不同代系。以较新代系线路为标准，对车地各系统间的报文格式进行统一，并升级改造跨线列车的车载设备。若旧代系地面及车载设备硬件无法支持新代系软件的，需进行必要的更换升级。
（3）不同制式。全自动运行系统（FAO）线路与非FAO 线路间的跨线，将优先考虑FAO 线路间相关系统的自动联动设计，而非FAO 线路则更多依赖接口方式及人工确认实现跨线运行。非FAO 线路列车跨线至FAO 线路时，需要较大的技术投入和成本。
2.5.2 系统数据配置原则
对于同制式的信号系统，应研究线路间的电子地图储存和设置、信号网络网际互联协议（IP）设置、接近区段长度及交接区的设置等是否满足相关要求。若制式不同，则以跨线车载兼容地面设备为主，不对准移动的地面设备进行调整。
2.5.3 列车跨线平稳切换
对于同制式的基于通信的列车控制系统（CBTC），优先考虑在进站过程或站停作业期间实现两系统控制权的自动切换。若无法自动切换，应通过司机人工操作完成，并确保列车一旦出站即能完成系统控制权的交接。在联络线间或区间运营时，尽量避免停车切换，确有必要时可采用点式运行至跨线车站进行切换。对于CBTC系统与准移动闭塞间的跨线，应按照兼容车载自动切换的方式，确保列车平稳切换运行。
2.5.4 集中行车调度指挥
（1）在分线调度模式下，应实现运行图的统一编制或协同编制、下发和调整，确保两线对跨线列车的调度控制权限具有唯一性，并实现对跨线列车的连续控制。跨线列车的车次号显示等应有统一的原则，并设有特殊显示。行调工作站应实现本线及跨线衔接车站范围的ATS显示及复示，行调工作站、大屏对跨线衔接车站的显示、列车状态显示、跨线车在本线的显示、车载界面及操控方式应统一。若无法统一，可采用本线列车的司机操控方式，或对本线司机进行差异操控培训。
（2）在集中调度模式下，将中心调度系统整合为一套或增加全局调度系统，实现两线的集中统一调度。大屏宜合并显示，并进行线路信息的扩展。车站ATS 设备与中心调度系统接口宜按照互联互通方案升级。跨线运营调度指挥可采用统一调度控制或统筹调度分线控制等方式，实现两线调度指挥的整合。
2.6 调度指挥系统
调度指挥系统主要面向跨线调度指挥人员在正常、紧急情况下不同线路间公务电话、专用电话、闭路电视监控系统（CCTV）、PIS、公共广播系统（PA）的互联互通，实现跨线综合调度，如图3 所示。该系统在与各相关系统接口的设计上，应符合兼容性和安全性的原则，同时提供直观丰富的操作界面，为调度人员提供便捷、迅速的操作体验。结合行车调度的实际使用情况，系统突出调度员正常和应急情况下使用频率高的系统功能，以满足各种调度业务需求。针对行车调度员的日常调度业务流程和应急流程，系统制定了流程化的调度策略，确保能够满足日常调度和应急调度业务的各项要求。此外，系统还通过大屏信息化展示的方式，将调度员关注的信息进行直观呈现，提供各专业系统的调度资源数量、状态信息等监视功能，使调度员能够随时掌控全局调度资源状态。
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案例分析
3.1 房山线与9号线跨线运行
房山线东北起自丰台区东管头南站，西南至房山区阎村东站，连接北京市区与房山长阳、良乡地区。9号线北起国家图书馆，南至郭公庄站。郭公庄站为同站台换乘站，房山线沿线大量客流在郭公庄换乘9 号线，其中被动换乘客流占比大。为减少房山线列车的空驶里程，提高运营效率，房山线在郭公庄站实现跨线至9 号线的功能。此外，郭公庄换乘站具有2 条“八字形”联络线，满足土建跨线运营的条件，改造方案如表2所示。
3.2 亦庄线、5号线、10号线跨线运行
亦庄线北起丰台区宋家庄站，南至亦庄火车站。5号线北起天通苑北站，南至宋家庄站。10 号线是北京的第二条环形地铁。宋家庄站作为三线换乘站，是城轨交通网中重要的换乘节点。鉴于亦庄线存在大量被动换乘客流，为提升乘客直达率，计划通过新建联络线的方式实现跨线运营。具体方案为：从亦庄线的肖村站向西引出新建联络线，并对宋家庄停车场的部分场段线进行改造。改造完成后，利用出入线实现向5号线和10号线开行跨线列车，如表3所示。
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结论
本文从城轨交通既有线跨线运行的关键设备着手，详细阐述各设备系统的改造原则，并针对车辆、站台门、供电、通信、信号及调度指挥等关键系统，在不同工况下深入研究改造的技术要点与手段。以房山线与9号线，以及亦庄线、5号线和10号线之间的跨线运行改造方案为例，论证跨线运行中关键设备改造的可行性，以期为后续城轨交通既有线跨线运行改造提供技术指导。
/ 参考文献 /
[1]吕杰, 岳志鹏, 豆飞, 等. 城市轨道交通既有线跨线运行关键设备改造方案研究[J]. 现代城市轨道交通, 2024(06): 31-38.
现代城市轨道交通小编：Gisela
素材来源：铁科院《现代城市轨道交通》杂志
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