滬寧城際上海樞紐信號(hào)系統(tǒng)集成方案探討

陳立華

（北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院，北京 100073）

1 概述

2010年7月1日上午8點(diǎn)04分，上海虹橋站至南京站的G5000次旅客列車發(fā)車，標(biāo)志著滬寧城際工程順利開通運(yùn)營。滬寧城際高速鐵路運(yùn)營里程301 km，全線共設(shè)22個(gè)車站、3個(gè)線路所、7個(gè)中繼站，正線線路采用CTCS-3（以下簡稱C3）級列控系統(tǒng)。列車最高時(shí)速350 km，正向運(yùn)行追蹤間隔旅客列車3 min，全程用時(shí)73 min。它是目前我國乃至世界上標(biāo)準(zhǔn)最高、里程最長、運(yùn)營速度最快的一條城際高速鐵路。

本工程工期緊、標(biāo)準(zhǔn)高、難點(diǎn)多，尤其是上海樞紐有3種不同等級的線路交匯于此，增加了信號(hào)系統(tǒng)集成方案實(shí)施的難度。開通過程中，對上海樞紐內(nèi)特殊方案有一些新的想法，結(jié)合工程實(shí)施做進(jìn)一步探討。

2 滬寧城際上海樞紐概況

滬寧城際工程上海樞紐內(nèi)3條不同等級的線路在上海西站交匯：C3級系統(tǒng)的滬寧城際線、CTCS-2（以下簡稱C2）級系統(tǒng)的既有京滬線，還有CTCS-0級系統(tǒng)的既有滬昆線。其中上海西、光新路、上海站為C3級線路；江橋?qū)儆诩扔芯€的C2級車站，滬昆線的翔南線路所已改造為客專C2級車站。上海西至上海間四線并行（兩側(cè)為既有京滬線路、中間為滬寧城際線路）。

上海樞紐示意如圖1所示。

3 調(diào)度區(qū)劃方案的探討

滬寧城際上海西、光新路、上海3個(gè)車站為四線并行車站，既有京滬線、滬寧城際線同時(shí)引入。目前3站屬于京滬五臺(tái)管轄，采用TDCS設(shè)備，滬寧城際正線采用CTC設(shè)備。C3級系統(tǒng)全線貫通至上海站，由于既有TDCS設(shè)備均未預(yù)留與C3級列控系統(tǒng)及臨時(shí)限速服務(wù)器的接口，C3級列控系統(tǒng)與行車指揮系統(tǒng)和臨時(shí)限速接口只能由CTC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。要求上海西、光新路、上海3站必須采用CTC設(shè)備。

上海鐵路局客專調(diào)度所新設(shè)滬寧城際調(diào)度臺(tái)，3個(gè)車站調(diào)度區(qū)劃的歸屬有以下幾種建議方案。

3.1 維持既有調(diào)度區(qū)劃

3站納入既有京滬五臺(tái)，如圖2所示。

該方案可采用TDCS與CTC中心進(jìn)行信息交互，與臨時(shí)限速和RBC的信息交互通過CTC轉(zhuǎn)接。但是既有線和客運(yùn)專線臨時(shí)限速的設(shè)置流程及歸檔方式不同：根據(jù)科技運(yùn)【2008】151號(hào)文規(guī)定，客運(yùn)專線臨時(shí)限速由中心調(diào)度員擬定臨時(shí)限速調(diào)度命令，同時(shí)調(diào)度員需要對即將執(zhí)行的臨時(shí)限速命令確認(rèn)激活，根據(jù)臨時(shí)限速命令驗(yàn)證結(jié)果，選取并設(shè)置驗(yàn)證成功的臨時(shí)限速調(diào)度命令，列控將執(zhí)行情況通知CTC系統(tǒng)；TDCS系統(tǒng)的臨時(shí)限速設(shè)置流程中，中心調(diào)度員沒有與臨時(shí)限速服務(wù)器的確認(rèn)流程。如果臨時(shí)限速命令由CTC轉(zhuǎn)發(fā)，調(diào)度員則需要到CTC調(diào)度臺(tái)上執(zhí)行確認(rèn)流程，這樣京滬五臺(tái)管轄范圍內(nèi)臨時(shí)限速將分成由臨時(shí)限速服務(wù)器控制和由京滬五臺(tái)控制兩部分，給調(diào)度指揮造成混亂，給調(diào)度員工作帶來很大麻煩。

3.2 納入滬寧城際調(diào)度臺(tái)管轄

3站納入滬寧城際調(diào)度臺(tái)管轄，滬寧城際調(diào)度臺(tái)要控制滬寧城際22個(gè)車站，3個(gè)線路所。管轄范圍廣、多方向接發(fā)列車的車站較多、與既有線列車交接頻繁，再加上滬寧城際正線計(jì)劃開行80～120對動(dòng)車組，車流密度大，運(yùn)行速度高，行車指揮難度很大。3站納入滬寧城際調(diào)度臺(tái)，如圖3所示。

3.3 新設(shè)上海樞紐調(diào)度臺(tái)

鑒于以上兩種方案存在的問題，滬寧城際工程新設(shè)上海樞紐調(diào)度臺(tái)，將滬寧城際的南翔、花橋、上海西、光新路和上海5站以及上海虹橋站和滬杭線納入該調(diào)度臺(tái)管轄，對局內(nèi)的線路統(tǒng)籌考慮，進(jìn)行樞紐化的統(tǒng)一指揮。同時(shí)減少滬寧城際調(diào)度臺(tái)行車指揮的壓力，確保鐵路的高效運(yùn)行。

4 與既有線銜接線路的臨時(shí)限速

上海西站與既有京滬線江橋站接軌，江橋站為既有線C2級車站，由于工程界面及工程投資的原因，江橋站尚未改造為客專列控中心。因此，上海西與江橋站線路銜接處的臨時(shí)限速命令設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)下達(dá)，只能由兩個(gè)調(diào)度臺(tái)的調(diào)度員人工交互下達(dá)。

其實(shí)，將江橋站列控中心改造為轉(zhuǎn)換站客專列控中心，既能接受TDCS下達(dá)的臨時(shí)限速命令，又能接受臨時(shí)限速服務(wù)器下達(dá)的臨時(shí)限速命令，避免人為參與造成的失誤，提高工作效率。

5 上海西與光新路列控特殊方案

上海西與光新路站間示意如圖4所示。

（1）上海西站側(cè)線發(fā)車相應(yīng)進(jìn)路的補(bǔ)碼

上海西上行進(jìn)站信號(hào)機(jī)S與光新路下行反向進(jìn)站信號(hào)機(jī)XF并列設(shè)置，上海西站按既有線方式，站內(nèi)為25 Hz軌道電路疊加電碼化，側(cè)線發(fā)車時(shí)發(fā)車進(jìn)路無碼。

上海西側(cè)線向光新路XF口發(fā)車時(shí)，C2級車載設(shè)備收到UU碼越過出站信號(hào)機(jī)后，僅有應(yīng)答器提供的線路數(shù)據(jù)，以部分監(jiān)控模式進(jìn)入無碼區(qū)，車載設(shè)備默認(rèn)為后方第一架信號(hào)機(jī)為關(guān)閉狀態(tài)。車載模式曲線的終點(diǎn)為光新路XF信號(hào)機(jī)處。列車在XF信號(hào)機(jī)處都要停車，然后重新發(fā)車，嚴(yán)重影響運(yùn)輸效率。對于主體化機(jī)車信號(hào)的機(jī)車，XF進(jìn)站信號(hào)機(jī)前方未電碼化信息，司機(jī)僅靠信號(hào)顯示行車，信號(hào)顯示一旦受影響，可能造成列車冒進(jìn)。

鑒于上述問題，上海西側(cè)線向光新路XF口發(fā)車時(shí)必須對發(fā)車進(jìn)路進(jìn)行補(bǔ)碼。

（2）應(yīng)答器的特殊設(shè)置

光新路SII信號(hào)機(jī)至上海西上行進(jìn)站信號(hào)機(jī)S之間的距離僅有206 m，因此SII和S信號(hào)機(jī)重復(fù)顯示。當(dāng)上海西排列側(cè)向接車進(jìn)路時(shí)，光新路股道發(fā)UU碼，光新路進(jìn)站信號(hào)機(jī)處發(fā)送的應(yīng)答器數(shù)據(jù)列車只用到光新路SII出站信號(hào)機(jī)，SII后方的數(shù)據(jù)，車載丟棄不用，而SII信號(hào)處設(shè)置無源應(yīng)答器，用作定位應(yīng)答器，沒有發(fā)送上海西站線路數(shù)據(jù)，會(huì)導(dǎo)致列車轉(zhuǎn)入部分監(jiān)控模式。

要解決此問題，則需在光新路SII出站信號(hào)機(jī)處增加有源應(yīng)答器，并且該有源應(yīng)答器需要根據(jù)上海西站的進(jìn)路信息發(fā)送數(shù)據(jù)，因此需要根據(jù)光新路和上海西兩個(gè)站聯(lián)鎖進(jìn)路信息進(jìn)行控制。另外，增加應(yīng)答器后，車載在處理邏輯上也必須做到當(dāng)列車越過SII信號(hào)機(jī)后，上海西S進(jìn)站信號(hào)機(jī)關(guān)閉，列車在SII和S之間接收到HU碼，再收到UU或UUS碼后，丟棄列車在SII信號(hào)機(jī)處接收到的進(jìn)路數(shù)據(jù)，因進(jìn)路取消后，車站有可能改變進(jìn)路，存在一定的安全問題。

根據(jù)目前客運(yùn)專線技術(shù)條件，信號(hào)設(shè)備相鄰車站之間未互傳進(jìn)路信息，要解決此問題需要信號(hào)設(shè)備相關(guān)的技術(shù)條件進(jìn)一步優(yōu)化。

6 上海至上海西站區(qū)間同頻干擾

上海西至上海站區(qū)間四線并行，線間距最小僅有4 m，并且相鄰線路為同頻區(qū)段，軌道電路存在同頻干擾。

對于僅開行動(dòng)車組的線路，可以按照軌道電路載頻布置與線路別不一致的方式解決同頻干擾。根據(jù)運(yùn)輸需要，4條線路不僅開行C3級動(dòng)車組，還要開行C2級動(dòng)車組，同時(shí)也要滿足既有主體化機(jī)車信號(hào)的機(jī)車上線條件。為滿足運(yùn)輸需要，減少通過人工扳開關(guān)改頻對司機(jī)帶來的影響。結(jié)合現(xiàn)場線路的情況，通過橫向連接及軌道區(qū)段的特殊處理，解決通過傳導(dǎo)及耦合等途徑帶來的臨線干擾，建議采取如下方案。

6.1 橫向連接特殊設(shè)置

通過對橫向連接的特殊設(shè)置，解決通過傳導(dǎo)途徑錯(cuò)誤動(dòng)作機(jī)車信號(hào)和地面接收設(shè)備。

（1）完全橫向連接需連接在4個(gè)不同載頻的區(qū)段（軌道電路類型-1與-2型視為不同載頻）。

（2）完全橫向連接應(yīng)在兩個(gè)不同扼流中心點(diǎn)分別接至兩根貫通地線。

（3）完全橫向連接必須使用BE-G型高阻抗扼流變壓器。

（4）吸上線應(yīng)設(shè)置在完全橫向連接處。

（5）進(jìn)站口及總回流點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置為完全橫向連接，采用大容量BE-G高阻抗扼流變壓器。

（6）由于線路為同方向同載頻相鄰并行，不宜設(shè)置簡單橫向連接。

6.2 軌道區(qū)段特殊設(shè)置

通過控制區(qū)段的位置關(guān)系及長度解決空間耦合途徑傳遞的干擾，根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析，相同載頻間并行長度不應(yīng)大于以下長度。

相同頻率區(qū)段并行長度L分別小于140、100、80、50 m（1 700、2 000、2 300、2 600 Hz）；不 同頻率區(qū)段并行長度L分別小于1 400、800、550、300 m（1 700、2 000、2 300、2 600 Hz）。

4種載頻并行長度與最大機(jī)車信號(hào)干擾電流關(guān)系，如圖5所示。

在以上極限長度的范圍內(nèi)，干擾電流不會(huì)錯(cuò)誤動(dòng)作機(jī)車信號(hào)及地面接收設(shè)備。

7 上海西信號(hào)機(jī)設(shè)置及顯示方案

方案1：滬寧城際正線按客運(yùn)專線的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，其他正線及側(cè)線股道按既有線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。

隨著客運(yùn)專線技術(shù)原則的逐步完善，客運(yùn)專線與既有線銜接車站的信號(hào)機(jī)設(shè)置及顯示方案有了進(jìn)一步優(yōu)化。上海西站城際正線信號(hào)機(jī)可按照客專信號(hào)機(jī)構(gòu)設(shè)置，城際正線進(jìn)站、出站信號(hào)機(jī)常態(tài)滅燈；既有京滬線正線及側(cè)線股道信號(hào)機(jī)維持既有，進(jìn)出站信號(hào)機(jī)常態(tài)點(diǎn)燈。車站聯(lián)鎖設(shè)備按照咽喉設(shè)置“點(diǎn)燈按鈕”和“滅燈按鈕”兩個(gè)自復(fù)式按鈕。接發(fā)車進(jìn)路執(zhí)行的基本原則如下。

（1）對于常態(tài)滅燈的出站信號(hào)機(jī)，向既有京滬線及動(dòng)車走行線正向發(fā)車時(shí)：

1）對于以車載信號(hào)作為行車憑證的列車，保持滅燈狀態(tài)，按自動(dòng)閉塞的方式發(fā)車。

2）對于以地面信號(hào)顯示作為行車憑證的列車，經(jīng)“點(diǎn)燈”操作點(diǎn)亮綠燈時(shí)，檢查出站信號(hào)機(jī)內(nèi)方3個(gè)閉塞分區(qū)空閑，按照地面信號(hào)顯示行車。

（2）對于常態(tài)點(diǎn)燈的出站信號(hào)機(jī)，向滬寧城際正線正向建立發(fā)車時(shí)：

1）對于以車載顯示作為行車憑證的列車，辦理發(fā)車，經(jīng)“滅燈”操作熄滅出站信號(hào)機(jī)紅燈，檢查出站第一離去區(qū)段空閑。

2）對于以地面信號(hào)顯示作為行車憑證的列車，辦理發(fā)車聯(lián)鎖檢查發(fā)車進(jìn)路及站間空閑，點(diǎn)亮1個(gè)綠燈。

1.確定評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。課程標(biāo)準(zhǔn)對各學(xué)段的口語交際都有相應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)，歸納起來我認(rèn)為主要涉及三個(gè)方面：一是聽的習(xí)慣和能力；二是交際語言，如是否使用普通話，表達(dá)是否完整、有條理，語氣、語調(diào)是否適當(dāng)，表達(dá)內(nèi)容與角色或相關(guān)情境是否相適應(yīng)；三是其他與口語交際相關(guān)的素養(yǎng)，如交際過程中是否做到尊重別人，注意文明禮貌，交際過程中是否表現(xiàn)得自信、積極、大方，具有一定的應(yīng)對能力。

（3）對于常態(tài)滅燈的進(jìn)站信號(hào)機(jī)，向既有京滬線股道接車時(shí)：

1）對于以車載顯示作為行車憑證的列車，進(jìn)站信號(hào)機(jī)滅燈。

2）對于以地面信號(hào)顯示作為行車憑證的列車，經(jīng)“點(diǎn)燈”操作后點(diǎn)亮進(jìn)站信號(hào)機(jī)紅燈，辦理接車進(jìn)路。

（4）對于常態(tài)點(diǎn)燈的進(jìn)站信號(hào)機(jī)，向滬寧城際正線股道接車時(shí)：

1）對于以車載信號(hào)作為行車憑證的列車，進(jìn)站信號(hào)機(jī)顯示按客運(yùn)專線相關(guān)規(guī)定，對應(yīng)接車進(jìn)路終端的出站信號(hào)機(jī)保持滅燈狀態(tài)。

2）對于以地面信號(hào)顯示為行車憑證的列車，經(jīng)“點(diǎn)燈”操作后點(diǎn)亮對應(yīng)接車進(jìn)路終端出站信號(hào)機(jī)紅燈，辦理接車進(jìn)路。

本方案則需要城際接發(fā)車股道相對固定，以車載顯示作為行車憑證的列車向城際線發(fā)車時(shí)經(jīng)“滅燈”操作一旦漏掉，以站間閉塞的方式發(fā)車勢必會(huì)對行車效率造成影響。

方案2：信號(hào)機(jī)構(gòu)及顯示維持既有四顯示方式。

由于滬寧城際工程實(shí)施前，鐵道部對客運(yùn)專線與既有線銜接車站的信號(hào)機(jī)設(shè)置及顯示方式，尚未給出指導(dǎo)性建議。因此，上海西、上海站按照維持既有四顯示方式實(shí)施。

此方案存在一定問題，常態(tài)點(diǎn)燈的情況下，聯(lián)鎖設(shè)備無法識(shí)別運(yùn)行列車的類別及列車本身的狀態(tài)。對于以車載信號(hào)作為行車憑證的列車，無論向滬寧城際發(fā)車或其他線路發(fā)車均不存在安全問題；但對于以地面信號(hào)顯示作為行車憑證的列車向滬寧城際正線發(fā)車時(shí)，聯(lián)鎖設(shè)備無法保證以站間閉塞的方式發(fā)車，該列車在不設(shè)地面信號(hào)機(jī)的區(qū)間線路運(yùn)行，只能靠加強(qiáng)管理，人為保證安全。

總之，由于樞紐內(nèi)站場復(fù)雜，運(yùn)輸需求多樣，不管哪種方案都有一定的局限。隨著各種相關(guān)設(shè)備功能的逐步完善，是否可以讓設(shè)備根據(jù)車次號(hào)等信息自動(dòng)判別列車類型，減少人工干預(yù)，來確保行車安全，提高運(yùn)輸效率，是值得思考的問題。