3. 线路与信号基础数据采集实战
运营能力分析的所有结论,最终都要落到一组可追溯的基础数据上。CBTC 系统的列车追踪间隔、区间运行时分、折返能力,本质上由线路的物理几何与信号系统的区段划分共同决定。本节的任务不是做计算,而是把散落在线路平面图、纵断面图、信号平面布置图、系统配置表中的信息,整理成一张结构统一、口径一致、可直接供后续仿真与能力计算使用的基础数据集。
一、先明确数据集的字段口径
采集之前必须先定义字段,否则不同人从同一张图纸上会读出不同结果。建议以“链age 里程”作为全线唯一纵向坐标,单位为米,起点取线路起点里程 0,所有坡度、曲线、限速、应答器、计轴区段均以“起止里程”表达,而不是用“第几站附近”这类模糊描述。方向约定同样要写进数据字典:本文统一以列车下行方向(里程递增方向)为正向,坡度上坡记为正、下坡记为负,曲线左转、右转分别标注,避免后续计算运行时分时符号混乱。
基础数据集通常包含五张核心表:线路坡度表、曲线表、限速区段表、应答器表、计轴区段表。五张表通过里程字段关联,任意一个里程点都能横向查出该处的坡度、曲线半径、限速值、所属计轴区段以及最近的应答器。
二、从纵断面图提取坡度数据
坡度数据来自线路纵断面图。图上以竖直线标注变坡点,两点之间标注坡度千分数与坡段长度。采集时逐个变坡点读取里程与标高,用相邻变坡点的高差除以水平距离复核图上标注的坡度值,两者不一致时以图纸标注为准并记录疑点。例如某区间变坡点里程 1200 m 标高 30.00 m、里程 1800 m 标高 33.00 m,则坡度约为 (33.00−30.00)/600 = 5‰,上坡记 +5‰。坡段长度不宜过长,遇到长坡段中间有竖曲线时,应按竖曲线起终点拆分为三段,避免把竖曲线范围内的坡度当作常数处理。
三、曲线与限速区段的对应关系
曲线数据取自线路平面图,记录曲线起点、终点、半径、缓和曲线长度与转向。限速区段则往往由曲线半径、道岔侧向、站台端部、隧道断面等多种因素叠加形成,采集时要区分“基础限速”和“临时限速”:前者写入基础数据集,后者单独建表并标注生效时间。一个常见错误是只记录曲线本身,却忽略了限速区段通常比曲线范围向两端各延伸一段过渡距离,导致后续计算区间运行时分偏乐观。
上图展示了五类数据在同一里程轴上的对齐方式。以里程 1200 m 为例,横向可同时读出该点坡度 −2‰、处于 R=800 m 曲线范围内、限速 65 km/h、属于 JZ-03 计轴区段、最近应答器为 B03。这种对齐是后续计算区间运行时分和追踪间隔的前提。
四、应答器与计轴区段的采集要点
应答器数据来自信号平面布置图,需记录编号、类型(有源/无源)、里程、链接方向以及所关联的进路或停车点。有源应答器通常布置在进站信号机外方和出站信号机处,用于传送可变进路信息;无源应答器多用于定位校正和固定限速预告。采集时要特别注意应答器与信号机、绝缘节的位置关系,因为列车定位误差直接影响 MA 终点的计算精度。
计轴区段划分决定了 CBTC 系统能分辨的最小追踪单元。从信号平面布置图读取每个计轴区段的起止里程、包含的道岔、所属联锁区以及区段长度。区段过短会增加设备数量与故障率,过长则降低追踪密度,采集时应同时记录区段长度,便于后续分析“最小追踪间隔受限于哪个区段”。
五、数据校验与交付
采集完成后必须做三项校验:一是里程连续性校验,五张表的起止里程应无缝覆盖全线,不允许出现空档或重叠;二是逻辑一致性校验,例如限速区段内的曲线半径应能解释该限速值,若 R=400 m 曲线处标注 80 km/h 则需复核;三是抽样复核,随机抽取若干里程点回到原图核对。校验通过后,以 CSV 或数据库表形式交付,每张表附字段说明与数据来源版本号,确保后续能力分析可复现。