CTCS-2 級及CTCS-3 級列控系統(tǒng)方案優(yōu)化探討

董繼芬DONG Ji-fen

（中鐵通信信號勘測設(shè)計（北京）有限公司，北京 100036）

（China Railway Communication and Signal Survey &Design（Beijing）Co.，Ltd.，Beijing 100036，China）

1 CTCS-2 級軌道電路編碼方面

1.1 限制JC 碼使用范圍，采用H 碼代替 按照目前列控中心技術(shù)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，很多情況下使用了檢測（JC）碼，如列車進路沒有開放時，道岔區(qū)段發(fā)JC 碼；引導(dǎo)接發(fā)車時，道岔區(qū)段發(fā)JC 碼；列車信號異常關(guān)閉時，道岔區(qū)段發(fā)JC 碼；由多個軌道區(qū)段組成的閉塞分區(qū)，列車所在區(qū)段的后方區(qū)段發(fā)送JC 碼。上述JC 碼的安全防護措施是車載設(shè)備檢測到HU 碼→無碼（包括JC 碼）時，車載設(shè)備觸發(fā)緊急制動停車。但這一過程中，車載設(shè)備判斷出無碼需延遲4s 左右，而如果將JC 碼用H 碼代替，則車載設(shè)備立即觸發(fā)緊急制動，可縮短延遲時間2s 左右，在緊急情況下，爭取2s 的提前時間對可能造成的后果會有較大差異。

1.2 客貨共線鐵路UUS 碼對不同車載設(shè)備有不同含義的問題 按照相關(guān)規(guī)定，時速250 公里及以上客運專線車站側(cè)線經(jīng)18 號及以上道岔側(cè)向位置接車且線路允許速度不低于80km/h 時，進站信號機顯示“黃閃黃”，LKJ 控車數(shù)據(jù)使用45km/h 線路限速，按UU 模式默認進路末端停車控制。這種情況造成了UUS 碼對列控車載設(shè)備與LKJ有不同含義的問題，一方面通過線路限速限制了LKJ 控車不超速，另一方面，LKJ 在這種情況下將UUS 碼認定為UU 碼，在其它真正符合UUS 碼的條件下還能按照UUS碼控車嗎？如果不能，則存在影響運輸效率的問題；如果能，則不同線路UUS 碼含義不同，如果個別數(shù)據(jù)漏改，則存在一定安全隱患。

1.3 增加雙紅燈防護措施 目前設(shè)計規(guī)范中要求進站信號機距道岔岔尖的距離不小于50m，一旦發(fā)生列車冒進的情況，可能會直接沖擊道岔。為了減少這種可能性，可以考慮在進站信號機沒有開放時，其外方閉塞分區(qū)發(fā)送H碼，次一個閉塞分區(qū)發(fā)送HU 碼，以此類推，即進站外方采用雙紅燈防護措施。一旦進站信號機開放后，因故關(guān)閉，則可采用單紅燈防護。采用雙紅燈防護對運輸效率基本沒有影響，在故障情況下，可以體現(xiàn)出其安全防護的作用。

2 應(yīng)答器鏈接反應(yīng)問題

目前在應(yīng)答器應(yīng)用原則中規(guī)定：“一般車站及區(qū)間，應(yīng)答器組鏈接失敗時，Q_LINKREACTION=‘無反應(yīng)’。特殊車站及區(qū)間當(dāng)應(yīng)答器丟失后，ATP 控車可能存在不安全因素時，Q_LINKREACTION=‘常用制動’”。如果鏈接反應(yīng)填寫不對，則可能存在的問題是：

車站布置如圖1 所示，原計劃列車由X 進站經(jīng)X3 向A 方向發(fā)車，當(dāng)列車運行在接車進路咽喉區(qū)時，值班員臨時將發(fā)車進路變更為向B 方向發(fā)車，假設(shè)此過程中列車收到的碼序由L 碼變?yōu)镠U 碼進而變?yōu)閁US 碼，列車運行至X3 出站應(yīng)答器組時，因故未收到應(yīng)答器組信息，如果X 進站應(yīng)答器組內(nèi)應(yīng)答器鏈接包（【ETCS-5】包）寫的是“無反應(yīng)”，則車載將使用錯誤的線路數(shù)據(jù)繼續(xù)發(fā)車運行，存在安全隱患。按照規(guī)范要求，此種情況下X 進站應(yīng)答器組的鏈接反應(yīng)應(yīng)按特殊車站處理，填寫“常用制動”，如錯誤填寫為“無反應(yīng)”，則存在隱患。

圖1 車站信號設(shè)備布置示意圖（舉例）

3 CTCS-3 級列控系統(tǒng)方案改進分析

3.1 降低部分運行模式的限制速度 目前CTCS-3 級與CTCS-2 級在部分模式下其限制速度不同，對比見表1。

表1 CTCS-3 級與CTCS-2 級部分模式限速對比

由表1 可以看出，CTCS-3 級的部分模式限速超過了CTCS-2 級，但在某些特殊情況下，這種調(diào)高限速有一定的安全風(fēng)險。以目前標(biāo)準(zhǔn)的客專中間站為例，股道有效長650m，出站信號機距警沖標(biāo)55m，側(cè)線出站應(yīng)答器組距出站信號機20m，則應(yīng)答器組距警沖標(biāo)約75m。在出站信號未開放情況下，車載設(shè)備轉(zhuǎn)為目視模式，加速至40km/h 遇出站應(yīng)答器組，能否保證列車在警沖標(biāo)內(nèi)方停車呢？

按照《時速250 公里動車組牽引計算基礎(chǔ)參數(shù)》，根據(jù)車型不同動車組空走時間為2.3s～3s，取3s 計算，估算3s 內(nèi)列車走行距離約為30 米，從制動生效至停車走行距離約為70m，合計約100m。因此，目視模式設(shè)為40km/h 限速在特定場景下存在一定危險。上述分析的是客專標(biāo)準(zhǔn)中間站的情況，有些車站將出站信號機外移至距警沖標(biāo)30m 左右的位置，在以上分析的場景情況下，其危險性更高一些。

3.2 緊急情況下反應(yīng)不及時問題 CTCS-3 級列控系統(tǒng)的RBC 設(shè)備僅從車站聯(lián)鎖處獲得軌道電路占用信息。區(qū)間中繼站距車站較遠時，其占用信息需經(jīng)中繼站列控中心—中繼站列控中心（可能多個）—車站列控中心—車站聯(lián)鎖再傳遞至RBC，延時較多，個別情況可以達到10 多秒，而與地震監(jiān)控系統(tǒng)接口時，地震提前預(yù)警爭取的有限時間就被這些傳輸延遲抵消了，無法及時控制列車停車。而CTCS-3級列控系統(tǒng)還允許無線超時可以達到20s，一旦此時發(fā)生地震等緊急情況，更是無法及時采取措施。因此，從這個角度來看，CTCS-3 級列控系統(tǒng)與基于有源應(yīng)答器傳輸?shù)腅TCS-1 級列控系統(tǒng)相比，其本質(zhì)是一致的，均存在緊急情況下響應(yīng)比較慢的問題。建議參照京津城際CTCS-3D 列控系統(tǒng)中通過檢測軌道電路碼序突變向車載設(shè)備注入緊急制動的處理方案進行改善。該方案需要修改CTCS-3 級列控車載設(shè)備的軟硬件接口，需要組織進行系統(tǒng)研究。

4 車站聯(lián)鎖改進方案分析

目前客專采用的CTCS-2 級或CTCS-3 級列控系統(tǒng)均采用了閉口停車的控制方式，原則上列控正常情況下各種運營場景列車運行不應(yīng)越過危險點（DP），但總有極端意外的情況，雖然事故分析可能不一定與列控有關(guān)，但事故總是讓人難以接受。因此，列控聯(lián)鎖系統(tǒng)作為列車運行安全的核心保障設(shè)備之一，應(yīng)在可能的情況為安全考慮的更多一些。為了解決上述可能導(dǎo)致列車冒進的問題，除個別特殊大站外，其它中間站、越行站不管進站信號機外方是否有超過6‰下坡道，均考慮站內(nèi)接車設(shè)置延續(xù)進路以保障運行安全，該措施對中小站接發(fā)車效率基本沒有影響。大型車站既要考慮運行安全，也要保證運輸效率，延續(xù)進路不一定適用，需要從站場布置、作業(yè)方式等方面進行綜合分析后確定具體的方案。

5 強化安全產(chǎn)品的SIL4 級認證

對于一些非常關(guān)鍵的核心設(shè)備應(yīng)堅持實施SIL4 級認證制度。一個好的安全產(chǎn)品，一定是從設(shè)計之初即處處遵守安全規(guī)則，然后經(jīng)過嚴(yán)格的閉環(huán)管理和控制，以及嚴(yán)格的測試驗證等，才能證明安全產(chǎn)品的開發(fā)過程是符合要求的。SIL4 級的認證需要及早啟動，可以從國內(nèi)外合作逐步發(fā)展到國內(nèi)獨立認證。完善安全評估的各項制度并持之以恒的堅持和改進，才能使安全產(chǎn)品始終保持SIL4 級的品質(zhì)。

6 結(jié)束語

以上所提的問題和建議是在現(xiàn)有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)梳理過程中的一些思考和初步分析，不妥之處，歡迎指正。

[1]科技運〔2008〕34 號.CTCS-3 級列控系統(tǒng)總體技術(shù)方案（V1.0），2008.

[2]鐵路動車組聯(lián)合辦公室.時速250 公里動車組牽引計算基礎(chǔ)參數(shù)，2006.

[3]科技運〔2010〕136 號.CTCS-2 級列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V2.0），2010.