列控系統(tǒng)地面設(shè)備改造方案的研究

張 恬

*中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司 工程師，710043 西安

1 課題提出

建設(shè)城際鐵路是解決城市內(nèi)部及城市群之間交通運輸問題、促進城市化加快發(fā)展的有效方式，實現(xiàn)城際鐵路與鐵路客運專線、干線鐵路的有機結(jié)合，開展國鐵與城際鐵路信號結(jié)合設(shè)計方案的研究具有重要意義。

以西安地區(qū)為例，鄭西客專采用CTCS-3級列控系統(tǒng)，西寶客專采用CTCS-2級列控系統(tǒng)。需對西寶客專CTCS-2級列控系統(tǒng)地面設(shè)備進行改造，以適應(yīng)在鄭西客專運行的300～350 km/h動車組，使旅客在不換乘的情況下直接到達寶雞，增加運力，提高經(jīng)濟效益。

2 方案研究

CTCS-2級列控系統(tǒng)設(shè)備主要包括地面列控中心 (TCC)、軌道電路、應(yīng)答器和地面電子單元(LEU)等。CTCS-3級與CTCS-2級基本類似，只是在CTCS-2級的基礎(chǔ)上引入RBC，實現(xiàn)了車-地雙向通信。事實上，CTCS-3級列控系統(tǒng)使用的地面設(shè)備等于全套的CTCS-2級地面設(shè)備加上RBC和GSM-R基站。

鄭西客專列控系統(tǒng)地面配置了兼容CTCS-2級的CTCS-3級列控系統(tǒng)，可以同時滿足C2和C3列控車載設(shè)備的動車組上線運行。而西寶客專采用既有線CTCS-2級列控系統(tǒng)，與C3列控系統(tǒng)的主要差別有應(yīng)答器應(yīng)用原則不同、列控接口不同、臨時限速處理不同等3方面，因此將西寶客專既有CTCS-2級列控系統(tǒng)地面設(shè)備進行相應(yīng)改造，原則上可以滿足行車需要。

3 設(shè)計實施方案

本次改造工程是在既有線CTCS-2級列控系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行，以現(xiàn)場施工量最小、影響線路運行時間最短、增加投資最少為設(shè)計原則。

3.1 應(yīng)答器改造方案

鄭西高鐵采用CTCS-3級列控系統(tǒng)，動車組運行時不僅需要線路的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，還需要地面設(shè)備提供分相信息、里程信息 (包含長短鏈)、文本信息等。西寶客專線路上應(yīng)答器布置數(shù)量少，容量有限，不能滿足增加相關(guān)信息的需要，因此在盡量減少現(xiàn)場工作量的前提下，必須有針對性地增加應(yīng)答器，并升級列控軟件。

1.進站信號機處應(yīng)答器改造。既有C2標準規(guī)定進站有源應(yīng)答器應(yīng)描述站內(nèi)坡度信息，但因有源應(yīng)答器中增加了臨時限速信息，需將坡度信息由有源應(yīng)答器移至無源應(yīng)答器，如無源應(yīng)答器容量不足，則組內(nèi)新增無源應(yīng)答器。

2.設(shè)置過分相應(yīng)答器。過分相信息原則上利用線路上既有應(yīng)答器提供，在容量不能滿足需要的情況下，在提供過分相信息的區(qū)間應(yīng)答器組內(nèi)增加1個應(yīng)答器，設(shè)置為2號應(yīng)答器，這樣可以不改變組內(nèi)第1個應(yīng)答器的位置及既有應(yīng)答器組之間的鏈接關(guān)系。新增加的應(yīng)答器報文可以在設(shè)備廠商處制作完成后，再運到現(xiàn)場進行安裝，可以大大減少現(xiàn)場的工作量，最小限度地影響既有線的正常運行。

3.設(shè)置里程、文本信息應(yīng)答器。原則上利用既有應(yīng)答器組描述文本和里程信息，如果應(yīng)答器容量不能滿足要求，需組內(nèi)增加應(yīng)答器。既有應(yīng)答器設(shè)置如圖1所示，改造后應(yīng)答器設(shè)置如圖2所示。

3.2 列控中心改造方案

從控車和臨時限速解決方案的角度，地面設(shè)備按照CTCS-3級列控系統(tǒng)要求改造，并由列控系統(tǒng)解決臨時限速方案。參照既有線CTCS-2級提速區(qū)段臨時限速控制方案，各站配備列控中心和LEU，控制進、出站信號機處有源應(yīng)答器，完成移動授權(quán)和臨時限速報文的發(fā)送。

既有線列控中心接口包含:與CTC、聯(lián)鎖、LEU、微機監(jiān)測、維護終端、I/O(計算機聯(lián)鎖車站僅降黃燈接口)等的接口。此次改造在既有線基礎(chǔ)上增加相鄰站列控中心、TSRS、I/O(含區(qū)間信號點燈控制、軌道電路方向切換、區(qū)間方向控制、防災(zāi)接口等)，列控中心增加站內(nèi)和區(qū)間軌道電路方向控制、區(qū)間方向控制、防災(zāi)功能、LEU自動切換功能、應(yīng)答器報文動態(tài)組幀，實時編碼功能等。

3.3 臨時限速改造方案

列控中心從CTC系統(tǒng)獲取臨時限速信息，選擇相應(yīng)的報文，通過LEU和有源應(yīng)答器發(fā)送至列車。列控中心單方向臨時限速管轄范圍內(nèi)允許設(shè)置限速由1條改為3條，與鄭西客專標準一致。與既有西寶線臨時限速方案相比，本次臨時限速覆蓋范圍增加，管轄范圍內(nèi)支持多條限速，長度按米歸檔，速度按5 km/h歸檔;正線通過無信號降黃燈處理，側(cè)線進路增加UUS降UU處理。

4 總結(jié)

在既有線實施300～350 km/h動車組適應(yīng)CTCS-2級列控系統(tǒng)地面設(shè)備是一個比較復雜的系統(tǒng)工程，需要考慮既有線客貨混運的運輸要求和特定行車指揮方式。此次西寶客專設(shè)備改造已于2010年11月底實施完成，提高了鄭西高鐵和西寶客專的運力，取得了預期的經(jīng)濟效益。

[1]鐵道部.CTCS-2級列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則(V1.0).科技運(2008)143 號，2008，10.

[2]鐵道部.CTCS-3級列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則(V2.0).科技運(2010)21 號，2010，3.

[3]鐵道部.關(guān)于印發(fā)《既有線200km/h動車組ATP車載和地面設(shè)備配置及運用技術(shù)原則(暫行)補充規(guī)定》的通知.鐵運(2005)118 號，2005，8.