CTCS-2級列控區(qū)段車站站場改造過渡方案

項守寬

項守寬:中鐵第四勘察設計院集團有限公司 高級工程師 430063 武漢

近年來，為滿足運輸發(fā)展需要，我國已有多條既有鐵路干線進行了提速改造，又陸續(xù)開通了多條客運專線，它們均配置了CTCS-2級(簡稱C2)列車運行控制系統(tǒng)，控制動車組列車安全、高速、平穩(wěn)運行。

在某些新建項目中，由于新建鐵路與已經(jīng)開通的客運專線或既有提速干線接軌，故需要對既有車站站場及信號系統(tǒng)進行改造，包括行車指揮、車站聯(lián)鎖、自動閉塞、列控、集中監(jiān)測等子系統(tǒng)。列控系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)關系密切，CTC或臨時限速服務器下達的臨時限速命令，通過列控系統(tǒng)的列控中心及地面有源應答器組，發(fā)送給車載設備;客運專線車站列控中心采集區(qū)間及站內(nèi)軌道電路，并將區(qū)間及站內(nèi)軌道區(qū)段狀態(tài)傳給聯(lián)鎖系統(tǒng)，同時又通過有源應答器發(fā)送新建進路上的軌道區(qū)段名稱、長度、載頻等信息，編制低頻信息碼發(fā)給列車進路上的每個軌道區(qū)段。既有線提速車站列控中心功能相對簡單，不負責軌道電路的采集和編制低頻信息碼，僅負責向有源應答器發(fā)送C2進路上的軌道區(qū)段長度、載頻、坡度、速度等信息，而控制列車運行的低頻信息是通過繼電器編碼電路完成的。

對于CTCS-2級車站列控系統(tǒng)的改造，有C2方式下過渡改造和切換到CTCS-0級(簡稱C0)方式下過渡改造2種方案。工程設計時，應選用既保證安全又相對簡單和節(jié)省費用的方案。

1 方案比選

1.1 客專型列控中心過渡方案

對于采用客專型列控中心的車站，一般站內(nèi)正線區(qū)段及股道軌道電路由列控中心采集，低頻信息碼由列控中心編碼。在C0方式下，無論正線區(qū)段或股道的數(shù)量或載頻發(fā)生變化，都要修改列控數(shù)據(jù);僅有區(qū)段長度變化時，不需要修改數(shù)據(jù)。而在C2方式下，上述一切變化均會影響列控中心數(shù)據(jù)。列控中心數(shù)據(jù)修改后，需要做一系列的仿真試驗，開通前還要做聯(lián)鎖試驗，工作量較大。

因此，對于客專型列控中心，只有在正線區(qū)段或股道的數(shù)量、載頻及長度均不變，或站場改變較小、過渡步驟少時，才考慮在C2方式下過渡。

1.2 既有線型列控中心過渡方案

對于采用既有線型列控中心的車站，一般采用繼電器電碼化編碼電路。站型變化時，在C0方式下列控中心數(shù)據(jù)無需修改;在C2方式下，接發(fā)車進路長度或載頻發(fā)生變化時，列控數(shù)據(jù)需要修改;接發(fā)車進路上的軌道區(qū)段數(shù)量及長度雖有變化，但整個咽喉區(qū)及股道長度不變時，不需要修改列控中心數(shù)據(jù)。

因此，對于既有線型列控中心，無論每個道岔區(qū)段及無岔區(qū)段的長度怎么變化，只要全部的接車進路(咽喉區(qū)長度和股道長度)、發(fā)車進路的長度(咽喉區(qū)長度)沒有變化，載頻沒有變化，建議在C2方式下過渡;如果接發(fā)車進路長度有變化，但只要過渡步驟少，也可以考慮在C2方式下過渡。

1.3 過渡期間站區(qū)限速處理

按C2方式過渡時，過渡期間站場范圍內(nèi)的線路允許速度可以納入臨時限速管理，也可以將其寫入列控中心報文和應答器報文。

按C0方式過渡時，站區(qū)限速采用調(diào)度命令方式下達。

2 C0過渡方案

2.1 C2與C0的等級轉換

當必須采用C0方式過渡時，需要在車站進站外方區(qū)間適當位置布置C2→C0、C0→C2等級轉換應答器組，使動車組進站前自動轉換C0模式，出站后，自動轉為C2模式，如圖1所示。

為了保證區(qū)間應答器組報文一次修改之后，能沿用到站場改造工程的結束，區(qū)間應答器組及等級轉換應答器組的數(shù)據(jù)覆蓋范圍只需達到進站信號機處，使站內(nèi)站場形狀的任何改變均不會影響到區(qū)間應答器組的報文，如圖2所示。

由于LKJ控車最高速度為160 km/h，為了在級間轉換時不影響行車效率，科技運 ［2010］136號關于印發(fā)《CTCS-2級列控系統(tǒng)應答器應用原則(V2.0)》的通知中第3.5.1.2和3.5.1.1條規(guī)定:“等級轉換處線路最高允許速度不得大于160 km/h”，設計時將等級轉換點內(nèi)方的線路允許速度調(diào)整到160 km/h或160 km/h以下。

科技運 ［2007］45號《既有線CTCS-2級列控系統(tǒng)車載設備技術規(guī)范》中規(guī)定:在切換點之后一定距離內(nèi)應為ZPW-2000系列軌道電路，長度應大于列車從160 km/h制動到0 km/h所需的制動距離。編制列控數(shù)據(jù)時，應提供該制動距離內(nèi)的全部線路數(shù)據(jù)，因為C2向C0等級轉換失敗后，如果司機未及時停車進行手動切換為C0模式，列車將會繼續(xù)按C2控制模式運行至線路數(shù)據(jù)結束的位置，一般為C0車站的進站口。據(jù)此，在確定C2向C0等級轉換位置時，需要先計算出等級轉換點處的最大常用制動距離，然后從C0車站進站口反向推算出等級轉換點位置。經(jīng)各種動車組綜合測算比較后，采用較大的制動距離值。

圖1 C0/C2等級轉換應答器組布置示意圖

圖2 C0/C2等級轉換應答器組數(shù)據(jù)覆蓋范圍示意圖

2.2 需要修改報文的應答器組

由于從等級轉換執(zhí)行點開始，將線路允許速度調(diào)整到了160 km/h或160 km/h以下值，按照應答器組報文冗余覆蓋的規(guī)定，圖2中L1+L2+LZ+LZ0范圍內(nèi)的全部應答器組報文需要修改。

2.3 需要拆除的應答器組

C2等級方向進站口的有源應答器組保留，用作發(fā)送臨時限速報文，必須保留。

出站及進路信號機的有源應答器組處理方案是:在過渡期間，列控中心不發(fā)送報文至站內(nèi)側線股道的出站有源應答器組，該應答器組將會接收LEU發(fā)送的默認報文。如果司機在股道發(fā)車時錯誤操作切換按鈕，手動切換至C2控車模式，在接收到出站有源應答器組的默認報文后，由于默認報文中包含 ［CTCS-5］包會使動車組在C0模式LKJ控車下制動。故應拆除站內(nèi)出站及進路信號機的全部有源應答器組。

2.4 列控中心報文修改

1．既有線型列控中心報文處理。既有線型列控中心按C0方式過渡時，僅向進站口有源應答器組發(fā)送臨時限速報文，不發(fā)送進路信息。所以，不需要修改列控中心數(shù)據(jù)。

2．客專型列控中心報文處理。客專型列控中心按C0方式過渡時，進站口有源應答器組僅發(fā)送發(fā)車方向臨時限速報文，但由于站內(nèi)軌道電路的采集及編碼是由列控中心完成的，所以，需要編制C0數(shù)據(jù)和報文。隨著站場過渡改造工程的進展，列控中心C0報文也需要同步更新。

如果由于車站的改造引起區(qū)間信號點的移動或增加分割點以錯開載頻，區(qū)間信號數(shù)據(jù)也需要同步更新至列控中心。

3 過渡結束

車站改造完畢時，需拆除C2/C0等級轉換預告應答器組，將等級轉換執(zhí)行應答器組改為區(qū)間應答器組(Q)，恢復站內(nèi)出站信號機及進路信號機有源應答器組，修改線路允許速度，更新列控中心數(shù)據(jù)至最終正式版本，更新受到影響范圍之內(nèi)的全部區(qū)間及站內(nèi)應答器組報文。至此，C2車站過渡改造工程結束。

4 結束語

需要根據(jù)站場改造具體情況，選擇C2列控系統(tǒng)的過渡方案。以上介紹的列控系統(tǒng)過渡方案的選擇方法及C0方式過渡方案的實現(xiàn)方法，可以作為工程設計的借鑒。

［1］中華人民共和國鐵道部.鐵建設【2009】209號．高速鐵路設計規(guī)范(試行)［S］．2009.

［2］中華人民共和國鐵道部.鐵集成【2007】124號．客運專線CTCS-2級列控系統(tǒng)車載和地面設備配置及運用技術原則(暫行)［S］．2007.