鄭州-西安客運(yùn)專線CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試

何春明 陳 盈 石海豐 謝曙光 任德學(xué)

（北京和利時(shí)系統(tǒng)工程有限公司，北京 100176）

1 概述

鄭州西安客運(yùn)專線為雙線鐵路，位于河南、陜西兩省境內(nèi)，自鄭州西站至西安樞紐西安北站。全線正線長(zhǎng)度458.279 km，運(yùn)營(yíng)速度350 km/h，正線線間距5.0 m，一般最小曲線半徑7 000 m，最大坡度20‰，到發(fā)線有效長(zhǎng)700 m。共設(shè)橋梁159座314 995 m，橋梁長(zhǎng)度占全長(zhǎng)的68.73%，共設(shè)置鄭州西、新滎陽(yáng)、新鞏義、洛陽(yáng)南、新澠池、新三門峽、新靈寶、新華山、 新渭南、新臨潼、西安北等11個(gè)車站。

鄭西客運(yùn)專線從2005年9月份開工建設(shè)，歷經(jīng)4年多艱苦奮斗，各參建單位堅(jiān)持以科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)工程實(shí)踐，以建設(shè)世界一流客運(yùn)專線為目標(biāo)，高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、高效率地推進(jìn)工程建設(shè)，技術(shù)創(chuàng)新取得重要成果，全線如期進(jìn)入工程收尾和驗(yàn)收階段，聯(lián)調(diào)聯(lián)試等各項(xiàng)運(yùn)營(yíng)準(zhǔn)備工作取得重要進(jìn)展。

鄭西線CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)地面設(shè)備無(wú)線閉塞中心（RBC）和車載設(shè)備由和利時(shí)/安薩爾多公司提供，該平臺(tái)按照CTCS-3總體技術(shù)方案設(shè)計(jì)，滿足列車在350 km/h的高速下安全、可靠運(yùn)營(yíng)的需求。

2 聯(lián)調(diào)聯(lián)試目的

聯(lián)調(diào)聯(lián)試目的是測(cè)試和驗(yàn)證鄭西客運(yùn)專線CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)的功能、安全性、可靠性、可用性和可維護(hù)性等。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行整改，對(duì)軟件進(jìn)行升級(jí)，同時(shí)結(jié)合相關(guān)子系統(tǒng)的靜態(tài)測(cè)試數(shù)據(jù)和結(jié)論，為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完善與優(yōu)化、系統(tǒng)驗(yàn)收與開通、制定運(yùn)營(yíng)組織方案和規(guī)章制度、指導(dǎo)系統(tǒng)維護(hù)管理提供依據(jù)。

1）驗(yàn)證CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)在350 km/h及以上速度運(yùn)行條件下的功能：能否正確地通過(guò)GSM-R網(wǎng)絡(luò)傳輸列控信息/命令；能否正確地實(shí)現(xiàn)RBC與RBC之間的控制權(quán)切換；能否正確地實(shí)現(xiàn)CTCS-3級(jí)與CTCS-2級(jí)之間的等級(jí)轉(zhuǎn)換；能否正確地控制列車運(yùn)行。

2）按照CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)系統(tǒng)總體方案和需求規(guī)范等相關(guān)規(guī)范的要求，驗(yàn)證本線CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)能否正確地實(shí)現(xiàn)各種模式、場(chǎng)景的管理和控制要求。

3）驗(yàn)證無(wú)線閉塞中心與CTC系統(tǒng)、車站聯(lián)鎖系統(tǒng)、GSM-R無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之間的接口關(guān)系，臨時(shí)限速服務(wù)器與CTC系統(tǒng)、列控中心之間的接口關(guān)系。

4）驗(yàn)證鄭西客運(yùn)專線CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)與其他客運(yùn)專線CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)的兼容性，裝備CTCS-2級(jí)列控車載設(shè)備的動(dòng)車組能否正確地接受地面發(fā)送的列控信息/命令，能否正確控制列車運(yùn)行，能否滿足客運(yùn)專線應(yīng)答器報(bào)文兼容性需求。

5）驗(yàn)證鄭西客運(yùn)專線列車下其他CTCS-2級(jí)線路和動(dòng)車組進(jìn)出動(dòng)車所列控系統(tǒng)的控車功能和級(jí)間轉(zhuǎn)換功能。

6）驗(yàn)證CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)以及后備的CTCS-2級(jí)列控功能在各種典型故障模式下的故障-安全性。

3 聯(lián)調(diào)聯(lián)試內(nèi)容

CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試通過(guò)模擬各種典型運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，對(duì)客運(yùn)專線CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)的基本功能、總體性能、相關(guān)技術(shù)條件，RBC的基本功能，RBC與聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口關(guān)系，后備模式CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)的功能等進(jìn)行驗(yàn)證。

每個(gè)試驗(yàn)區(qū)段功能試驗(yàn)分為兩個(gè)階段進(jìn)行。

1）CTCS-3系統(tǒng)功能試驗(yàn)

主要驗(yàn)證鄭西客運(yùn)專線CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)所具備的CTCS-3系統(tǒng)的功能、后備模式CTCS-2系統(tǒng)的功能以及CTCS-2、CTCS-3系統(tǒng)相關(guān)控車信息的一致性。

2）跨線列車CTCS-2功能試驗(yàn)

主要驗(yàn)證裝備其他制式CTCS-2車載設(shè)備動(dòng)車組在鄭西客運(yùn)專線的適應(yīng)性。聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，同步結(jié)合進(jìn)行聯(lián)鎖系統(tǒng)、CTC系統(tǒng)以及地面系統(tǒng)接口關(guān)系的測(cè)試。

3.1 客運(yùn)專線CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)

按照CTCS-3的主要運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景來(lái)劃分，聯(lián)調(diào)聯(lián)試包括注冊(cè)與啟動(dòng)、注銷、移動(dòng)授權(quán)、臨時(shí)限速、自動(dòng)過(guò)分相、RBC切換、級(jí)間轉(zhuǎn)換、降級(jí)運(yùn)行、災(zāi)害防護(hù)、進(jìn)出動(dòng)車段、調(diào)車、重聯(lián)與摘解、特殊進(jìn)路、大號(hào)碼道岔等19個(gè)運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，共 114個(gè)案例。

測(cè)試案例以動(dòng)態(tài)測(cè)試（測(cè)地面）為主，聯(lián)調(diào)聯(lián)試中需在實(shí)施方案中結(jié)合測(cè)試案例和進(jìn)路條件等編制測(cè)試序列。

1）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景1：列車注冊(cè)與啟動(dòng)（15個(gè)案例）；

2）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景2：注銷（2個(gè)案例）；

3）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景3～5：移動(dòng)授權(quán)、臨時(shí)限速、調(diào)車功能（49個(gè)案例） ；

4）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景6：自動(dòng)過(guò)分相（3個(gè)案例）；

5）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景7：RBC-RBC切換（4個(gè)案例） ；

6）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景8：級(jí)間轉(zhuǎn)換（6個(gè)案例） ；

7）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景9：降級(jí)運(yùn)行（故障模擬試驗(yàn)，8個(gè)案例） ；

8）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景10：進(jìn)出動(dòng)車段（4個(gè)案例） ；

9）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景11：災(zāi)害防護(hù)（3個(gè)案例） ；

10）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景12：重聯(lián)與摘解（3個(gè)案例） ；

11）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景13：多車注冊(cè)與運(yùn)行（3個(gè)案例）；

12）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景14：密鑰管理（集成商配合，2個(gè)案例） ；

13）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景15：CTCS-3/CTCS-2數(shù)據(jù)一致性測(cè)試（3個(gè)案例） ；

14）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景16：文本、聲音信息提示（2個(gè)案例） ；

15）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景17：特殊進(jìn)路試驗(yàn)（2個(gè)案例） ；

16）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景18：大號(hào)碼道岔（4個(gè)案例） ；

17）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景19：全線拉通測(cè)試（2個(gè)案例）。

3.2 CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)后備模式功能試驗(yàn)

通過(guò)CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)后備模式CTCS-2功能試驗(yàn)，驗(yàn)證CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)地面設(shè)備提供CTCS-2級(jí)列控信息的正確性。CTCS-2級(jí)與CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)級(jí)間轉(zhuǎn)換以及控車信息一致性試驗(yàn)在CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)試驗(yàn)中完成。

1）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景1：正線拉通試驗(yàn)

正線拉通試驗(yàn)按總計(jì)劃分段進(jìn)行，包括從鄭州-西安上下行全線。通過(guò)拉通試驗(yàn)，驗(yàn)證地面系統(tǒng)提供的CTCS-2級(jí)列控信息的正確性。

2）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景2：控車模式及模式轉(zhuǎn)換試驗(yàn)

列控車載設(shè)備根據(jù)不同的地面信息條件，可實(shí)現(xiàn)不同模式之間的轉(zhuǎn)換，通過(guò)測(cè)試列控車載設(shè)備不同模式之間的轉(zhuǎn)換條件、轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)和速度監(jiān)督等，驗(yàn)證地面系統(tǒng)提供控車信息的正確性。

3）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景3：正線發(fā)車、停車和通過(guò)試驗(yàn)

根據(jù)地面控制信息和進(jìn)路條件，測(cè)試CTCS-2等級(jí)下正線發(fā)車、停車與通過(guò)功能，驗(yàn)證地面控制信息的正確性。試驗(yàn)地點(diǎn)為全線所有車站正線。

4）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景4：側(cè)線發(fā)車、停車和通過(guò)試驗(yàn)

根據(jù)地面控制信息和進(jìn)路條件，測(cè)試CTCS-2等級(jí)下側(cè)線發(fā)車、停車與通過(guò)功能，驗(yàn)證地面控制信息的正確性。試驗(yàn)地點(diǎn)為全線所有車站主要側(cè)線。

5）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景5：臨時(shí)限速試驗(yàn)

測(cè)試列控車載設(shè)備接收到臨時(shí)限速信息后的反應(yīng)，驗(yàn)證地面臨時(shí)限速服務(wù)器下達(dá)臨時(shí)限速命令的正確性、信號(hào)降級(jí)、臨時(shí)限速管轄范圍、臨時(shí)限速命令的撤消時(shí)機(jī)等。

6）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景6：引導(dǎo)接車

測(cè)試列控車載設(shè)備引導(dǎo)接車功能，驗(yàn)證地面辦理引導(dǎo)接車進(jìn)路功能。試驗(yàn)地點(diǎn)選擇主要的車站側(cè)線進(jìn)路。

7）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景7：反向運(yùn)行

測(cè)試列控車載設(shè)備反向運(yùn)行時(shí)的控車功能，驗(yàn)證地面應(yīng)答器鏈接關(guān)系、應(yīng)答器數(shù)據(jù)、地面碼序、上下行載頻切換的正確性。

8）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景8：冒進(jìn)防護(hù)試驗(yàn)

測(cè)試地面設(shè)備故障導(dǎo)致信號(hào)突然關(guān)閉時(shí)列控車載設(shè)備的防護(hù)功能，驗(yàn)證地面線路數(shù)據(jù)和動(dòng)車組制動(dòng)性能的一致性。試驗(yàn)地點(diǎn)選擇在區(qū)間連續(xù)下坡道和進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方。

9）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景9：自動(dòng)過(guò)分相試驗(yàn)

測(cè)試列控車載自動(dòng)過(guò)分相功能，驗(yàn)證地面過(guò)分相預(yù)告和執(zhí)行應(yīng)答器報(bào)文的正確性。測(cè)試時(shí)設(shè)置200 km/h和250 km/h兩個(gè)速度級(jí)。

10）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景10：應(yīng)答器信息丟失試驗(yàn)

測(cè)試應(yīng)答器丟失時(shí)列控車載設(shè)備的正確反應(yīng)，驗(yàn)證地面應(yīng)答器的鏈接關(guān)系、鏈接反應(yīng)和數(shù)據(jù)冗余。

11）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景11：故障模擬試驗(yàn)

測(cè)試地面系統(tǒng)典型故障條件下列控車載設(shè)備的反應(yīng)，驗(yàn)證列控系統(tǒng)的故障-安全功能。

12）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景12：災(zāi)害防護(hù)試驗(yàn)

驗(yàn)證列控中心與防災(zāi)系統(tǒng)的接口，以及災(zāi)害報(bào)警信息發(fā)出后列控系統(tǒng)的正確反應(yīng)。災(zāi)害系統(tǒng)主要考慮落物災(zāi)害。

13）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景13：大號(hào)碼道岔試驗(yàn)

測(cè)試動(dòng)車組通過(guò)大號(hào)碼道岔時(shí)的速度監(jiān)督功能，驗(yàn)證通過(guò)大號(hào)碼道岔時(shí)應(yīng)答器報(bào)文的正確性。測(cè)試地點(diǎn)選擇在經(jīng)過(guò)大號(hào)碼道岔的進(jìn)路。

3.3 跨線列車兼容性試驗(yàn)

跨線列車為裝備客運(yùn)專線CTCS-2級(jí)列控車載設(shè)備的動(dòng)車組，跨線列車兼容性試驗(yàn)應(yīng)包含3.2中所有試驗(yàn)內(nèi)容，試驗(yàn)進(jìn)路只選擇典型進(jìn)路。增加運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景14。

14）運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景： 聯(lián)絡(luò)線測(cè)試

4 聯(lián)調(diào)聯(lián)試方法

聯(lián)調(diào)聯(lián)試試驗(yàn)過(guò)程中各單位密切協(xié)作，共同配合完成試驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容。

1）測(cè)試序列安排：根據(jù)測(cè)試案例和列控系統(tǒng)功能特征，結(jié)合鄭西線信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備布置和線路條件編制測(cè)試序列，試驗(yàn)進(jìn)路覆蓋所有股道。

2）地面配合條件：根據(jù)測(cè)試案例要求， 試驗(yàn)前準(zhǔn)備試驗(yàn)條件，包括進(jìn)路要求、地面故障模擬、監(jiān)測(cè)設(shè)備要求等，試驗(yàn)組織單位提供配合條件。

3）試驗(yàn)速度：RBC-RBC切換、級(jí)間轉(zhuǎn)換等測(cè)試項(xiàng)目結(jié)合不同速度級(jí)進(jìn)行試驗(yàn)。

4）監(jiān)測(cè)設(shè)備：列控系統(tǒng)試驗(yàn)時(shí)，在GSM-R核心機(jī)房、信號(hào)機(jī)械室、試驗(yàn)動(dòng)車組配置監(jiān)測(cè)記錄設(shè)備，對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)接口、RBC、列控車載設(shè)備進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)。

5）聯(lián)調(diào)聯(lián)試過(guò)程中，對(duì)CTC、車站聯(lián)鎖設(shè)備進(jìn)行同步測(cè)試，驗(yàn)證CTC、聯(lián)鎖與RBC的接口功能，對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)承載列控?cái)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能跟隨試驗(yàn)動(dòng)車組全程監(jiān)測(cè)分析。

5 聯(lián)調(diào)聯(lián)試的實(shí)施

聯(lián)調(diào)聯(lián)試及試運(yùn)行時(shí)間為2009年7月至2010年1月，歷時(shí)半年多時(shí)間。

5.1 聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段

聯(lián)調(diào)聯(lián)試計(jì)劃分段進(jìn)行，第一段為鄭州—洛陽(yáng)南，第二段為鞏義南—洛陽(yáng)南—靈寶西， 第三段三門峽南—臨潼東—西安， 最終進(jìn)行鄭州—西安全線拉通。聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作完成后， 在鄭州—西安進(jìn)行試運(yùn)行。聯(lián)調(diào)聯(lián)試初期采用軌道車進(jìn)行試驗(yàn)，后期采用最終使用的動(dòng)車組進(jìn)行試驗(yàn)。

第一段： 鄭州—洛陽(yáng)南

區(qū)段長(zhǎng)度為120.85 km，聯(lián)調(diào)聯(lián)試于2009年7月上旬至8月中旬進(jìn)行。

該區(qū)段有鄭州西、滎陽(yáng)南、鞏義南、洛陽(yáng)南4座車站，安排軌道車進(jìn)行CTCS-2級(jí)列控功能試驗(yàn)和CTCS-3級(jí)列控功能試驗(yàn)。

第二段：鞏義南—洛陽(yáng)南—靈寶西

區(qū)段長(zhǎng)度為216.5 km，聯(lián)調(diào)聯(lián)試于2009年9月上旬至10月下旬進(jìn)行。

該區(qū)段有鞏義南、洛陽(yáng)南、澠池南、三門峽南、靈寶西5座車站，安排軌道車、動(dòng)車組進(jìn)行CTCS-2級(jí)功能試驗(yàn)和CTCS-3級(jí)聯(lián)調(diào)聯(lián)試。

第三段： 三門峽南—臨潼東—西安

區(qū)段長(zhǎng)度226.77 km，聯(lián)調(diào)聯(lián)試于2009年11月至12月進(jìn)行。

該區(qū)段有三門峽南、靈寶西、華山北、渭南北、臨潼東、西安等6座主要車站，安排軌道車、動(dòng)車組進(jìn)行CTCS-2級(jí)功能試驗(yàn)和CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試。

第四段：全線拉通試驗(yàn)

全線拉通試驗(yàn)于2009年12月至2010年1月進(jìn)行。

安排動(dòng)車組進(jìn)行全線拉通試驗(yàn)，以及VV試驗(yàn)等。

5.2 試運(yùn)行階段

試運(yùn)行于2010年1月至2010年2月進(jìn)行。分為以下四個(gè)階段。

1）第一階段：故障模擬。

2）第二階段：追蹤測(cè)試。

3）第三階段：運(yùn)行圖參數(shù)測(cè)試及應(yīng)急演練。

4）第四階段：滿圖運(yùn)行，同時(shí)進(jìn)行供電能力測(cè)試。

6 結(jié)論

在鐵道部、CTCS-3攻關(guān)組、集成商、鄭州鐵路局、西安鐵路局、和利時(shí)/安薩爾多等各單位、各部門的大力協(xié)作下，各單位堅(jiān)持“高標(biāo)準(zhǔn)、講科學(xué)、不懈怠”，輕看成績(jī)，重看問(wèn)題，切實(shí)增強(qiáng)憂患意識(shí)和責(zé)任意識(shí)，緊緊抓住安全最關(guān)鍵、最本質(zhì)、最核心的問(wèn)題，采取最有力的措施，在聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段抓緊完成收尾工程和各項(xiàng)運(yùn)營(yíng)準(zhǔn)備工作，確保了鄭西高鐵的如期開通運(yùn)營(yíng)，也為CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)的試驗(yàn)驗(yàn)證探索出了一條成功之路。

[1]科技運(yùn)[2009]59號(hào) CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)系統(tǒng)測(cè)試案例[S]．

[2]科技運(yùn)[2008]127號(hào) CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)系統(tǒng)需求規(guī)范（SRS）[S].