CTCS—2級列控中心臨時限速管轄范圍的研讀

楊維平

【摘要】從數(shù)據(jù)冗余和故障導(dǎo)向安全的角度出發(fā)，解讀了CTCS-2級列控中心臨時限速管轄范圍設(shè)置原則。在確保安全等級不變、數(shù)據(jù)冗余的基礎(chǔ)上，分析了特定環(huán)境下縮短列控中心臨時限速管轄范圍的可行性，為后樞紐地區(qū)CTCS-2級站場改造設(shè)計提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】列控中心 臨時限速 管轄范圍

在進行樞紐地區(qū)CTC8-2級（以下簡稱C2）站改工程中，存在因局部線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)變化，引起列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)變化的情況。又因樞紐地區(qū)的站間距小于動車組的制動距離，進而引起多數(shù)列控中心（以下簡稱TCC）的軟件變化，其主要原因是臨時限速（以下簡稱TSR）管轄范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)變化，即TCC的TSR管轄范圍中，制動距離范圍確定過于嚴苛，超出了設(shè)置原則。

一、列控中心TSR管轄范圍

（一）現(xiàn)行規(guī)范

TCC的TSR管轄范圍執(zhí)行《客專列控系統(tǒng)臨時限速技術(shù)規(guī)范（V1.0）》（科技運（2008）151號）第4.1.1.1條之規(guī)定：列控中心單方向臨時限速管轄范圍，應(yīng)從本站進站口開始至前方站出站口（中繼站）第2個有源應(yīng)答器組再增加一個制動距離，制動距離應(yīng)涵蓋從線路最高允許低頻碼降至HU碼的所有閉塞分區(qū)并延伸100m，且管轄范圍的末端內(nèi)方固定設(shè)置100m長的45km/h限速區(qū)。列控中心臨時限速管轄范圍示意如圖1所示。

（二）規(guī)范中制動距離的確定

我國現(xiàn)行的高速鐵路c2區(qū)段行車檢算按3分鐘追蹤，地面以最高碼序L5->HU碼8個閉塞分區(qū)進行布點，并綜合考慮線路情況和動車組制動力，按初速度300km/h到Okm/h所需的距離設(shè)置制動距離。從圖1可知，A站的TCC單方向TSR管轄范圍的制動距離并延伸100m的范圍內(nèi)，全部是區(qū)間設(shè)備且不存在有源應(yīng)答器組。規(guī)范圖例中可知制動距離范圍內(nèi)是不含有源應(yīng)答器組，且c2區(qū)段最高碼序為L5碼。

（三）列控中心臨時限速管轄范圍設(shè)置的原則

列控中心臨時限速管轄范圍基于丟一組有源應(yīng)答器時不停車，且在第2個更新點時不降速的原則進行設(shè)計。車站/中繼站TCC作為c2級臨時限速的更新點，考慮到TSR數(shù)據(jù)的冗余。故TCC單方向TSR管轄范圍應(yīng)從本站進站口開始至前方站出站口（中繼站）第2個有源應(yīng)答器組。按此設(shè)計原則確保了丟一組有源應(yīng)答器時，動車組不會停車。以圖1中A站正線TSR管轄范圍為例，只要不是連續(xù)丟失3組有源應(yīng)答器TSR數(shù)據(jù)時，則不會影響到動車組接收到TSR報文；反之，若不考慮TSR數(shù)據(jù)的冗余，按一組應(yīng)答器發(fā)送TSR報文設(shè)置。若動車組未能解析出TSR，則動車組會以高于限速值的速度越過限速點，存在安全隱患。

至于考慮增加一個制動距離，主要是滿足動車組在第2個更新點時不降速而設(shè)計的。其中制動距離內(nèi)多含100m的距離和制動距離內(nèi)方增加固定45km/h的限速區(qū)，主要考慮不同的C2車載設(shè)備對于TSR數(shù)據(jù)的處理方式不同，而帶來的規(guī)避風險措施，以及ATP的安全防護距離的要求。

綜合上述，TCC單方向TSR管轄范圍的規(guī)定屬于故障導(dǎo)向安全的設(shè)計思路。

二、制動距離設(shè)置的原則

制動距離是當前運行的動車組采用最大常用制動，以線路允許最高且不突破動車組最高運行速度降到0km/h所駛過的距離。在排除動車組的制動力、線路坡度和司機反應(yīng)時間外，制動距離的長度主要與采取制動時的初速度有關(guān)。從目前高鐵營業(yè)和動車組配置情況看，在C2區(qū)段動車組規(guī)定運行速度不超過300km/h。因此若線路允許速度大于動車組規(guī)定的速度時，取速度小的300km/h作為制動的初速度。而樞紐地區(qū)的線路受地形限制，線路允許速度遠遠低于300km/h速度，此時應(yīng)該取線路允許速度作為動車組制動的初速度。

我國C-2區(qū)段最高允許低頻碼序按照L5碼設(shè)置，樞紐地區(qū)應(yīng)根據(jù)線路允許速度、行車追蹤間隔、制動距離等因素牽引計算出樞紐地區(qū)的最高碼序。由于樞紐地區(qū)線路允許速度遠遠低于動車組規(guī)定的最高300km/h速度，若教條式一味追求最高L5碼的設(shè)置，只會增加施工圖設(shè)計、實施的難度以及運行前的試驗工作量，不會提高運輸效率和安全可靠性。因此對于C-2區(qū)段樞紐地區(qū)，因按照線路允許速度和動車制動距離，合理設(shè)置最高允許低頻碼序。目前運營的樞紐地區(qū)最高碼序不會突破L3碼。

三、優(yōu)化特定環(huán)境下列控中心臨時限速管轄范圍

（一）特殊的站間布置

受線路等特定環(huán)境要求，部分站間距或站與中繼站之間的距離小于從L5碼降至HU碼的所有閉塞分區(qū)（8個閉塞分區(qū)）。在此環(huán)境下TCC的TSR管轄范圍如圖2中注解1和注解2所示。

如圖2所示，在某種特定環(huán)境下，A站在TCC的TSR管轄范圍可能存在注解1和注解2所描述的場景。A站TCC的TSR管轄范圍制動距離內(nèi)含有源應(yīng)答器組。注解1描述的A站TCC的TSR管轄范圍內(nèi)存在中繼站，且常態(tài)空閑下防護中繼站碼序不存在HU碼；注解2描述的A站TCC的TSR管轄范圍內(nèi)存在站場或線路所，且常態(tài)下防護站場或線路所進站外方碼序為HU碼。

（二）現(xiàn)行列控中心臨時限速管轄范圍存在的問題

當站場出現(xiàn)圖2中的布置，若要實施標準的制動距離范圍站場改造（或線路變化）時，因基礎(chǔ)數(shù)據(jù)發(fā)生變化，需對A、B站和本站的TCC的軟件進行修改，還需對多處TCC軟件進行仿真、現(xiàn)場連掛以及動車驗證。由于此類站場布置多數(shù)存在站間距短，且處于樞紐地區(qū)，受車流密度、站間特有聯(lián)鎖的關(guān)聯(lián)等因素，存在現(xiàn)場施工難度大，試驗的影響范圍廣等困難。而從TCC的TSR管轄范圍設(shè)置的因素和故障導(dǎo)向安全的角度看，完全可以縮短部分TCC的TSR管轄范圍。從而減少對運輸?shù)母蓴_，提高現(xiàn)場實施的可行性。

（三）優(yōu)化列控中心臨時限速管轄范圍

基于列控中心單方向臨時限速管轄范圍設(shè)置的原則不變，優(yōu)化后的列控中心臨時限速管轄范圍應(yīng)為制動距離后延伸100m，以及線路最高允許低頻碼降至HU碼的所有閉塞分區(qū)長度，即保留了數(shù)據(jù)冗余和過第2個更新點不降速。TCC單方向臨時限速管轄范圍內(nèi)，仍保留允許設(shè)置3處限速和制動距離末端順延設(shè)置100m的固定45km/h限速值，取消制動距離后延伸100m距離。按照TCC單方向TSR管轄范圍設(shè)置原則，在充分考慮特定環(huán)境動車實際運行的最高速度，并結(jié)合站場布局，建議優(yōu)化后的TCC單方向TSR管轄范圍應(yīng)從本站進站口開始至前方站出站口（中繼站）第2個有源應(yīng)答器組再增加1個保護距離，且保護距離應(yīng)滿足至少以下條件之一。

（1）保護距離應(yīng)涵蓋從線路最高允許低頻碼降至HU碼的所有閉塞分區(qū)，并延伸100m的固定45km/h限速區(qū)或動車組以線路允許最高速度（以下簡稱為：當前初速度）到Okm/h所需的距離，并延伸100m的固定45km/h限速區(qū)。且不含JZ或ZJ性質(zhì)的有源應(yīng)答器組。此場景符合現(xiàn)行規(guī)范。如圖3所示。

（2）保護距離應(yīng)涵蓋制動距離（動車組當前初速度到Okm/h所需的距離）并延伸100m的固定45km/h限速區(qū)，且不含JZ性質(zhì)的有源應(yīng)答器組。此場景符合現(xiàn)行規(guī)范設(shè)置原則。如圖4所示。

（3）當兩站間間距小于從線路最高允許低頻碼降至HU碼的所有閉塞分區(qū)，或小于動車組當前初速度到0km/h所需的距離，且含有JZ性質(zhì)的有源應(yīng)答器組時，保護距離應(yīng)縮短到前方常態(tài)為HU碼的所有閉塞分區(qū)，并延伸100m的固定45km/h限速區(qū)。如圖5所示。此場景符合現(xiàn)行規(guī)范設(shè)置的安全原則。

圖5場景主要考慮到JZ性質(zhì)的有源應(yīng)答器組外方設(shè)有HU碼，當動車組以C-2級運行至HU碼入口時的初速度應(yīng)為45km/h，該速度值是一種安全速度值。此種方案缺陷是在某種特定環(huán)境下降低了運輸效率，即當B站出站口有源應(yīng)答器丟失時，且C站辦理正線接車或通過進路后，動車組只能在C站進站口更新TSR信息，動車組將在B站出站后，按C站進站口為終點生成末端為45Km/h的控車曲線，導(dǎo)致B站至C站的運行速度低于正常運行速度，影響的運輸效率。同理在此場景下，C站辦理側(cè)線接車或側(cè)通進路時，影響動車組的C站進站速度。對于此種特定環(huán)境保證安全前提下，用犧牲少量的運輸效率換了大量成本投資是值得的。

四、結(jié)束語

通過研讀TCC單方向TSR管轄范圍設(shè)置的原則，在確保安全等級不變，數(shù)據(jù)冗余的基礎(chǔ)上，縮短TCC的TSR管轄范圍，降低了投資成本，減少了對行車的干擾，提高了現(xiàn)場實施的可行性，為后樞紐地區(qū)C2站場改造設(shè)計提供參考依據(jù)。