客運(yùn)專線CTCS-2級(jí)列控車站有源應(yīng)答器設(shè)置探討

彭 嵐 蔣大明 胡 剛

*北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院 碩士研究生，北京交大微聯(lián)科技有限公司 工程師，100195 北京

＊＊北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院 研究員，100044 北京

＊＊＊北京交大微聯(lián)科技有限公司 高級(jí)工程師，100195 北京

CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)基于軌道電路和應(yīng)答器傳輸信息，適用于高速和中速區(qū)段，地面可不設(shè)通過信號(hào)機(jī)，司機(jī)憑車載信號(hào)行車，滿足客運(yùn)專線和高速運(yùn)輸?shù)男枨?。CTCS-2級(jí)列控有2種運(yùn)行模式:部分監(jiān)控模式和完全監(jiān)控模式。當(dāng)應(yīng)答器信息接收異常導(dǎo)致線路數(shù)據(jù)丟失，或者由于其他原因?qū)е铝锌剀囕d設(shè)備無線路數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)處于部分監(jiān)控模式;當(dāng)列控車載設(shè)備具有列車控制所需的基本數(shù)據(jù)，包括列車位置、軌道電路信息，應(yīng)答器的線路信息、限速信息、車載設(shè)備預(yù)置的列車參數(shù)等，列控車載設(shè)備可生成目標(biāo)-距離模式曲線，系統(tǒng)處于完全監(jiān)控模式。

1 客運(yùn)專線車站有源應(yīng)答器設(shè)置的特點(diǎn)

1．當(dāng)進(jìn)路信號(hào)機(jī)防護(hù)的進(jìn)路不惟一時(shí)，在進(jìn)路信號(hào)機(jī)外方 (30±0.5)m處，設(shè)置由1個(gè)有源和1個(gè)無源應(yīng)答器構(gòu)成的應(yīng)答器組。

2．對(duì)于有調(diào)車作業(yè)并有可能危及正線列車運(yùn)行安全的調(diào)車信號(hào)機(jī)外方 (15±0.5)m處，設(shè)置由1個(gè)有源應(yīng)答器和1個(gè)無源應(yīng)答器構(gòu)成的應(yīng)答器組。

3．進(jìn)站信號(hào)機(jī) (含反向)外方(30±0.5)m處，設(shè)置由1個(gè)有源應(yīng)答器和2個(gè)及以上無源應(yīng)答器構(gòu)成的應(yīng)答器組，如圖1所示。

圖1 客運(yùn)專線車站有源應(yīng)答器分布示意圖

4．在車站到發(fā)線和有圖定轉(zhuǎn)線作業(yè)的正線出站信號(hào)機(jī)處，設(shè)置由1個(gè)有源應(yīng)答器和1個(gè)無源應(yīng)答器構(gòu)成的應(yīng)答器組。對(duì)客貨共線的客運(yùn)專線，出站信號(hào)機(jī)處的應(yīng)答器組安裝在出站信號(hào)機(jī)絕緣節(jié)前方 (65±0.5)m處。對(duì)僅開行動(dòng)車組的客運(yùn)專線，到發(fā)線出站信號(hào)機(jī)處的應(yīng)答器組安裝在出站信號(hào)機(jī)絕緣節(jié)前方 (20±0.5)m處，正線出站信號(hào)機(jī)處的應(yīng)答器組安裝在出站信號(hào)機(jī)絕緣節(jié)前方(30±0.5)m處。

2 客運(yùn)專線車站有源應(yīng)答器實(shí)現(xiàn)的功能

1．兼顧了效率和安全。到發(fā)線上增設(shè)應(yīng)答器組，使得出站信號(hào)機(jī)處應(yīng)答器組與出站口應(yīng)答器組形成冗余，管轄范圍內(nèi)有/無限速時(shí)，若出站口應(yīng)答器丟失不影響運(yùn)行效率，也不影響安全;進(jìn)站口和出站口設(shè)置有源應(yīng)答器組，當(dāng)列車彎進(jìn)直出或者直進(jìn)直出時(shí)，即使出站口應(yīng)答器信息丟失，也不影響運(yùn)行效率和安全。

2．防護(hù)作用。到發(fā)線處的有源應(yīng)答器在無發(fā)車進(jìn)路時(shí)發(fā)送絕對(duì)停車信息;進(jìn)站口的有源應(yīng)答器，在無接車進(jìn)路時(shí)候，發(fā)送默認(rèn)報(bào)文或停車報(bào)文;存在多條進(jìn)路的進(jìn)路信號(hào)機(jī)前設(shè)置進(jìn)路應(yīng)答器組，當(dāng)進(jìn)路信號(hào)機(jī)未開放時(shí)，列控中心控制應(yīng)答器發(fā)送默認(rèn)報(bào)文或者停車報(bào)文;在可能危及列車運(yùn)行安全的調(diào)車信號(hào)機(jī)外方設(shè)置有源應(yīng)答器組，當(dāng)調(diào)車信號(hào)關(guān)閉時(shí)，應(yīng)答器發(fā)送調(diào)車危險(xiǎn)信息;若列車在信號(hào)未開放前越過該應(yīng)答器組，列控車載接收到該信息后，將實(shí)施制動(dòng)。

3．臨時(shí)限速信息的冗余功能。對(duì)于直進(jìn)直出列車正線通過，進(jìn)站信號(hào)機(jī)處應(yīng)答器提供的臨時(shí)限速信息與出站口形成冗余覆蓋;對(duì)于到發(fā)線的發(fā)車，出站信號(hào)機(jī)處有源應(yīng)答器提供一定范圍內(nèi)的臨時(shí)限速信息，可與出站口處的應(yīng)答器信息構(gòu)成冗余;對(duì)于彎進(jìn)直出的列車通過進(jìn)路，進(jìn)站口信息和出站口形成部分冗余，當(dāng)出站口應(yīng)答器信息丟失，不影響列車的安全控車。

4．在彎進(jìn)直出、到發(fā)線的接/發(fā)車、直進(jìn)直出條件下，有源應(yīng)答器提供的信息可滿足車載處于完全監(jiān)控模式。

3 正線出站信號(hào)機(jī)處增設(shè)有源應(yīng)答器

就目前所了解的資料信息，客運(yùn)專線CTCS-2級(jí)列控車站有源應(yīng)答器僅在“有圖定轉(zhuǎn)線作業(yè)的正線出站信號(hào)機(jī)，設(shè)置由1個(gè)有源應(yīng)答器和1個(gè)無源應(yīng)答器構(gòu)成的應(yīng)答器組”。該原則適用于調(diào)車作業(yè)，而在正線出站信號(hào)機(jī)處沒有設(shè)置有源應(yīng)答器組，參見圖1所示。

如果正線直股發(fā)車只有一個(gè)主要方向，沒有次要方向的話，則目前客運(yùn)專線CTCS-2級(jí)列控車站有源應(yīng)答器的設(shè)置，完全可以解決進(jìn)站信號(hào)機(jī)處應(yīng)答器提供的信息失效問題;如果客運(yùn)專線正線直股存在多方向發(fā)車的話，那么隨著進(jìn)站信號(hào)機(jī)的開放，進(jìn)站信號(hào)機(jī)處應(yīng)答器所提供的信息，可能與發(fā)車進(jìn)路所對(duì)應(yīng)出站口處的應(yīng)答器所提供信息不構(gòu)成冗余，而且列車在越過出站信號(hào)機(jī)后，進(jìn)站信號(hào)機(jī)處應(yīng)答器所提供的信息在彎出時(shí)可能失效 (如果不失效，可能有風(fēng)險(xiǎn))。這樣可能導(dǎo)致如下情況:①在彎出的時(shí)候，車載必然不能以完全監(jiān)控模式運(yùn)行到出站口;②進(jìn)站信號(hào)機(jī)處應(yīng)答器提供的信息預(yù)告前方發(fā)車進(jìn)路信息是錯(cuò)誤的。如果在正線出站信號(hào)機(jī)處未設(shè)置有源應(yīng)答器，首先，假設(shè)不存在多方向發(fā)車的情況下，當(dāng)出站信號(hào)未開放，列控中心不具備可以控制出站信號(hào)機(jī)處應(yīng)答器發(fā)送絕對(duì)停車信息的能力，失去了對(duì)冒進(jìn)出站信號(hào)的一個(gè)防護(hù);其次，如果具備多方向發(fā)車，那么直進(jìn)彎出時(shí)，進(jìn)站口提供的信息，過了出站信號(hào)機(jī)后部分信息不可用(提供的信息與前方的進(jìn)路不一致)，這樣，在站內(nèi)的作業(yè)存在應(yīng)答器提供信息的不可用性和站內(nèi)作業(yè)的部分監(jiān)控。

為此，如果在正線股道上的出站信號(hào)機(jī)處也設(shè)置應(yīng)答器組，則可具備在正線股道實(shí)現(xiàn)彎出的完全監(jiān)控，而不是彎出的部分監(jiān)控模式。建議方案應(yīng)答器設(shè)置如圖2所示。

圖2 解決正線側(cè)出的應(yīng)答器設(shè)置示意圖

通過在正線股道設(shè)置定位無源應(yīng)答器，在正線出站信號(hào)機(jī)處設(shè)置有源應(yīng)答器，根據(jù)信號(hào)開放結(jié)合進(jìn)路情況發(fā)送相應(yīng)的報(bào)文信息。若接車信號(hào)開放，發(fā)車信號(hào)關(guān)閉時(shí)，正線出站有源應(yīng)答器發(fā)送發(fā)車方向有效的絕對(duì)停車報(bào)文，該報(bào)文只含絕對(duì)停車信息包，客觀上具有一定的安全措施防冒進(jìn);如果是直進(jìn)，進(jìn)站信號(hào)機(jī)處的應(yīng)答器提供進(jìn)路信息到出站信號(hào)機(jī)處范圍內(nèi)的應(yīng)答器鏈接、臨時(shí)限速等信息;如果是彎進(jìn)，則提供進(jìn)路信息到出站信號(hào)機(jī)處范圍內(nèi)的應(yīng)答器鏈接、臨時(shí)限速、軌道區(qū)段、線路速度等信息。

當(dāng)發(fā)車信號(hào)開放后，彎出時(shí)出站信號(hào)機(jī)處應(yīng)答器發(fā)送對(duì)發(fā)車方向有效的應(yīng)答器鏈接、線路允許速度、軌道區(qū)段、臨時(shí)限速及特殊區(qū)段等信息，這樣即可提供彎出的線路數(shù)據(jù)信息 (線路坡度，線路速度、軌道區(qū)段等信息)和臨時(shí)限速、鏈接信息，以便與對(duì)應(yīng)出站口的應(yīng)答器信息構(gòu)成冗余;當(dāng)彎進(jìn)彎出通過進(jìn)路時(shí)，進(jìn)站信號(hào)機(jī)處應(yīng)答器可提供接車進(jìn)路以及發(fā)車進(jìn)路所對(duì)應(yīng)的出站口范圍內(nèi)的軌道區(qū)段、臨時(shí)限速、鏈接信息、線路速度等信息。

當(dāng)發(fā)車信號(hào)開放后，直出時(shí)出站信號(hào)機(jī)處應(yīng)答器發(fā)送對(duì)發(fā)車方向有效的應(yīng)答器鏈接信息、臨時(shí)限速信息;直進(jìn)直出通過進(jìn)路，進(jìn)站信號(hào)機(jī)處的應(yīng)答器提供直出到出站口范圍內(nèi)的應(yīng)答器鏈接、臨時(shí)限速等信息。

這樣對(duì)于直股多方向發(fā)車的客運(yùn)專線站場(chǎng)，通過車站的地面應(yīng)答器設(shè)置，可確保列控中心提供的信息與進(jìn)路一致，并且提供給車載的信息可滿足列控車載系統(tǒng)處于完全監(jiān)控模式。

上述方案既可解決車站正線具備多方向發(fā)車下的彎進(jìn)彎出 (可直股發(fā)車)、直進(jìn)彎出的完全監(jiān)控問題，同時(shí)也對(duì)出站信號(hào)未開放和列車冒進(jìn)增加了一定的防護(hù)功能。

4 建議方案特點(diǎn)

由于建議方案在正線出站信號(hào)機(jī)處增加了有源應(yīng)答器，所以增加了臨時(shí)限速的更新點(diǎn)，那么從運(yùn)輸調(diào)度的角度考慮，可以做到本站到前方站的出站信號(hào)機(jī)范圍內(nèi)設(shè)置3處臨時(shí)限速的可能。對(duì)于正線接車，臨時(shí)限速的預(yù)告范圍可以適度修改 (縮短到出站信號(hào)機(jī))，以便更新，這實(shí)際上增加了一個(gè)可以下達(dá)執(zhí)行臨時(shí)限速的時(shí)機(jī)，方便了調(diào)度人員操作;而對(duì)于正線直股發(fā)車進(jìn)路上一定范圍內(nèi)存在的臨時(shí)限速，保留既有線C2下的進(jìn)站信號(hào)機(jī)降級(jí)，以確保列車正線通過時(shí)，在出站信號(hào)機(jī)處的應(yīng)答器收到臨時(shí)限速信息，可以滿足制動(dòng)的需要。

不足之處是:增加4個(gè)有源應(yīng)答器，1個(gè)LEU，設(shè)備增加，成本增加。

優(yōu)點(diǎn)是:①?gòu)氐捉鉀Q了站內(nèi)的直進(jìn)彎出或者彎進(jìn)彎出 (具直股發(fā)車)下不能完全監(jiān)控問題;②出站信號(hào)機(jī)處增加有源應(yīng)答器，客觀上，出站信號(hào)機(jī)未開放，應(yīng)答器輸出絕對(duì)停車信息，對(duì)列車冒進(jìn)闖紅燈有一定防護(hù);③增加了臨時(shí)限速更新點(diǎn)，方便并簡(jiǎn)化了調(diào)度人員對(duì)臨時(shí)限速時(shí)機(jī)的選擇;④站內(nèi)除了中繼站外，確保了出站信號(hào)機(jī)處應(yīng)答器提供的臨時(shí)限速信息和出站口處應(yīng)答器提供的臨時(shí)限速信息，具備冗余或者延續(xù)性覆蓋，增加了可用性。

［1］ 科技運(yùn)［2007］43號(hào)．既有線CTCS-2級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范．

［2］ 科技運(yùn)［2007］44號(hào)．既有線CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)車站列控中心技術(shù)規(guī)范．

［3］ 科技運(yùn)［2007］45號(hào)．既有線CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)車載設(shè)備技術(shù)規(guī)范．

［4］ 客運(yùn)專線列控系統(tǒng)臨時(shí)限速技術(shù)規(guī)范(V2.0)．

［5］ 科技運(yùn)［2010］138號(hào)．列控中心技術(shù)規(guī)范．

［6］ 科技運(yùn)［2010］136號(hào)．CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則．

［7］ 科技運(yùn)［2010］21號(hào)．CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則．