截至2018年底，中国已开通地铁的城市有39个，运营里程达5376.89km。国内轨道交通建设自2010年便进入投产高峰，按照信号系统20年大修，提前4-5年做改造准备来考虑，未来几年内国内轨道交通将进入信号系统既有线改造高峰期。既有线改造的关键是改造同时既不影响旧线路的正常运营，又可顺利完成新旧线路的安全倒切。
现阶段国内地铁线路面临改造的基本上都是2000年后建成运营的线路，这个阶段的地铁信号系统主要有两个特点， (1) 以国外系统为主：由于国产信号系统起步较晚，此阶段的地铁信号系统大都采用国外进口设备，其中又以欧标系统为主，如果进行国产系统改造，很多设备可能由于接口标准不同而无法兼容; (2) 信号系统制式存在较大差异：由于最近十年是地铁建设的高峰期，地铁的技术发展也日新月异，需要改造的线路可能与当下主流技术相差很多代，以前预留的改造条件可能无法满足现在的需求。
地铁信号系统改造方案设计的原则主要有两点： (1) 避免对既有线路的运营产生影响：为保证城市公共交通正常运行，既有线改造仅能在地铁停运后的几个小时内进行，且不能对第二天运营造成影响; (2) 尽量降低改造成本：需要将信号系统改造范围限定在本系统可控范围内，避免对外部接入条件如供电电源、设备房间等条件的调整，且既有信号设备尽量利旧。
本文对既有线路改造方案的探讨主要涉及到以下3个内容：衔接站的拆分改造、轨旁信号设备改造及数据通信系统(DCS)的改造。
部分早期建设运营的线路会存在“Y”字型线路，且“Y”字型线路的另外分支(支线)今后还会存在延伸段，并与既有支线贯通运营成为一条新线。如下图1所示车站上下两条线路与中间两条线路需拆解为独立运营的两条线路，拆解前信号系统为符合欧洲标准的国外系统，拆解后中间线路采用基于互联互通的国产CBTC信号系统。
图1所示车站既为既有主线经过的设备集中站又为改造支线的终端折返站，为避免支线改造对主线正线产生影响，需将该站的联锁控制区进行拆分，拆分为主线控制区(由原联锁设备控制)和支线控制区(由新设的联锁设备控制)，拆解后联锁区边界划分在道岔P2006/P2008以及P2005/P2007渡线之上。
在既有线IBP盘增设转换按钮，车站值班人员可通过操作该按钮及二次确认的方式实现转线作业。
具体拆分改造方案如下所示：
1) 将转换按钮的闭合节点串入联络线P2006/P2008及P2005P2007道岔控制电路中，转换按钮常态未按下时，转换按钮接点接通道岔P2006/P2008及P2005/P2007的定位，在需进行转线作业时，主线值班员向支线值班员申请，支线值班人员确认转线条件满足时按下转换按钮，此时转换按钮接点接通道岔反位操纵回路，主线在获得支线同意后，可单操P2006/P2008或P2005/P2007道岔至反位或办理经联络线侧向的进路进行转线作业。
2) 图1中S2010和S2011为支线至正线转线的始端信号机，该信号机在转线时归属主线控制，其他时间归属支线控制，通过转换按钮进行切换。如图1所示，平时S2010和S2011归属支线新增联锁控制，转换按钮未按下，信号机控制电路接通支线联锁系统;当进行转线作业时，支线按下转换按钮，转换按钮接点接入既有主线联锁控制。但需注意，在支线联锁控制信号机时，为不影响主线联锁信号显示，需将该信号机的DJ状态复示给既有主线联锁，即两线联锁需同时采集DJ状态。
由于目前国外系统与国产系统无法实现互联互通，故新系统相关的ATS、CI、轨旁ATP等设备均需新增，但室外通用设备如信号机、转辙机、计轴、站台紧急停车按钮、站台门等可通过设置倒切开关的方式实现共用。由于新旧线使用两套不同联锁设备，所以共用设备的倒切应在分线柜与组合柜之间进行。
结合作者在北京地铁8号线的改造经验，国产应答器也符合欧洲标准相关要求，双方报文可相互读取，但由于报文格式不同，双方车载信号系统均不会处理对方的应答器报文，因此两套应答器设备不会对新旧线列车的报文接收产生干扰，新线应答器可按国内互联互通设计要求重新布置有源应答器和无源应答器。新旧系统站台区应答器布置位置可能与既有线存在冲突，如新系统站台区精确停车应答器无法满足安装要求，可在改造过程中先在站台端部仅设置1个精确停车应答器，用于调试ATP的停准功能，待既有应答器拆除后再补充布置另一个精确定位应答器，用于调试ATO功能。
DCS子系统有线网络采用基于802.3标准的骨干网络协议，其网络扩展非常容易，在改造过程中可利用既有网络交换设备及备用芯线组网，也可单独增设网络交换设备利用备用芯线组网，在新系统开通后，既有系统使用的光纤可作为新系统的备用芯线，但考虑到既有光纤备用芯线存在不可用情况，一般建议有线网组网的光缆单独敷设。
无线网络在目前国内新建项目中基本上均采用LTE方案，与既有线采用的WLAN方案频段相互独立，互不影响。
改造工程不得影响既有线路的正常运营，且改造作业时间短，作业空间受限，在方案设计过程中需要充分考虑既有设备、既有站房、既有接入条件的局限性。随着国产化率及互联互通技术的普及，国产互联互通系统改造国外系统的需求会越来越多，本文的技术方案依托的互联互通CBTC技术也将具备一定的普适性。
摘要：国内地铁逐渐由新线建设高峰期过渡到旧线改造阶段，针对地铁信号系统改造的原则和特点，提出利用国产互联互通CBTC系统改造既有国外信号系统的设计思路和方案。
关键词：地铁,信号系统,改造,互联互通
[1] 王焱，霍苗苗.浅析城市轨道交通既有线信号系统升级改造策略[J].铁道通信信号，2013 (8) :63-65
[2] 凌宏海.深圳地铁信号系统的技术改造[J].铁道通信信号.2014 (10) :27-28
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