CTCS-2級與CTCS-3級列控設(shè)備對比研究

摘 要：高速鐵路運(yùn)營的準(zhǔn)確、有效、安全離不開列車運(yùn)行控制系統(tǒng)及其設(shè)備的正常運(yùn)行。在歐洲列車運(yùn)行控制系統(tǒng)UM71的基礎(chǔ)上，我國于2004年初步擬定了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的列控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)《CTCS技術(shù)規(guī)范總則（暫行）》（科技運(yùn)函[2004]14號），之后逐步將CTCS列車運(yùn)行控制系統(tǒng)廣泛用于我國鐵路各線路。目前，在動車組線路和高速鐵路線路上主要采用的是CTCS-2級CTCS-3級列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，兩者系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)類似，但在行車要求及硬件系統(tǒng)構(gòu)成上存在一定的區(qū)別?；诖?，本文主要對比研究CTCS-2級與CTCS-3級列控設(shè)備。

關(guān)鍵詞：CTCS-2;CTCS-3;列車運(yùn)行控制系統(tǒng);無線通信

中圖分類號：U284.48 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）25-0099-02

與傳統(tǒng)由KKJ控制的CTCS-0級有線信號系統(tǒng)相比，通過軌道電路、應(yīng)答器及地面電子單元設(shè)備LEU等設(shè)備的共同作用，CTCS-2級列控系統(tǒng)可完成列車占用、監(jiān)控及檢查，提供行車許可及閉塞分區(qū)數(shù)量，并通過列控中心實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行控制。而CTCS-3級列控系統(tǒng)除了具備CTCS-2系統(tǒng)的設(shè)備外，還主要依賴于無線閉塞中心、GSM-R地面設(shè)備實(shí)現(xiàn)無線閉塞控制列車運(yùn)行。基于此，本文主要對CTCS-2級與CTCS-3級列控設(shè)備進(jìn)行對比。

1 行車要求比較

采用大容量點(diǎn)式應(yīng)答器的CTCS-2級列控系統(tǒng)，向列車傳送定位信息、進(jìn)路信息、臨時限速、線路允許速度和閉塞分區(qū)長度等必要行車信息，目標(biāo)-距離連續(xù)速度控制模式為行車方式，全線監(jiān)控列車安全運(yùn)行。我國目前在運(yùn)營的各動車組線路，其列車運(yùn)行控制系統(tǒng)即為CTCS-2級系統(tǒng)，主要用于200～250km/h的線路，目前能實(shí)現(xiàn)動車組追蹤間隔5min左右的密度行車[1]。

利用無線通信GSM-R技術(shù)，CTCS-3可實(shí)現(xiàn)車-地信息雙向傳輸。由無線閉塞中心（RBC）生成行車許可，軌道電路可檢查列車的占用情況，應(yīng)答器可對列車進(jìn)行定位，并同時具備CTCS-2級功能的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（即向下兼容原則）。目前，其主要用于300～350km/h的高鐵線路，已實(shí)現(xiàn)閉塞為3min左右追蹤間隔的高鐵線路運(yùn)行。圖1為CTCS-3級列車運(yùn)行控制系統(tǒng)主要設(shè)施設(shè)備。

2 硬件系統(tǒng)構(gòu)成比較

2.1 無線閉塞中心RBC

無線閉塞中心RBC的作用是：根據(jù)所控列車狀態(tài)，通過GSM-R無線通信系統(tǒng)進(jìn)行車地傳輸，對其控制范圍內(nèi)的軌道占用、進(jìn)路狀態(tài)、線路參數(shù)和臨時限速等，產(chǎn)生行車許可（MA）控制信息;同時，接收車載設(shè)備發(fā)送的位置和列車參數(shù)等信息，并具有記錄、診斷、維護(hù)、測試、管理等功能。無線閉塞中心RBC在整個CTCS-3系統(tǒng)中具有核心作用。

2.2 應(yīng)答器

應(yīng)答器主要是接收電信號，探測、解調(diào)遠(yuǎn)程信號，以報文形式向車載設(shè)備發(fā)送線路基本參數(shù)、允許通過速度、道岔信息和臨時限速等信息。滿足運(yùn)行條件行車及后備系統(tǒng)的需要。CTCS-2及CTCS-3級系統(tǒng)均需要應(yīng)答器對列車定位及傳輸信息，但在工程設(shè)置上，應(yīng)答器的數(shù)目和型號會根據(jù)列車運(yùn)行速度、區(qū)間條件、閉塞條件的不同而采用不同型號和設(shè)置不同數(shù)目，如CTCS-3系統(tǒng)中，靠近聯(lián)絡(luò)線道岔處設(shè)置了RBC，連接處可取消應(yīng)答器組，一般改由2個無緣應(yīng)答器構(gòu)成。

2.3 軌道電路

為了運(yùn)營安全，CTCS-3系統(tǒng)保留了傳統(tǒng)的有線通信模式，用于實(shí)現(xiàn)列車占用檢查及發(fā)送行車許可信息，以滿足因條件受限或因安全問題，降級為CTCS-2系統(tǒng)運(yùn)營的需要。未來的CTCS-4及以上的系統(tǒng)，將逐步取消傳統(tǒng)的軌道電路，用無線通信實(shí)現(xiàn)整個線路的列車運(yùn)行與控制。

2.4 車載安全計算機(jī)

車載安全計算機(jī)主要根據(jù)地面設(shè)備提供的行車許可、線路參數(shù)及正常和非正常情況下行車的列車參數(shù)等信息，按照目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式生成動態(tài)速度曲線，監(jiān)控列車的安全運(yùn)行[2]。CTCS-2級與CTCS-3級列控設(shè)備在這點(diǎn)上大致相同。

2.5 牽引供電分相信息

2.5.1 CTCS-2系統(tǒng)牽引供電分相信息?？剀嚂r，分相信息與軌道區(qū)段信息同時發(fā)送，此時應(yīng)答器提供牽引供電分相信息。該分相區(qū)信息包括至分相點(diǎn)距離和分相區(qū)長度等。CTCS-2級列車運(yùn)行控制系統(tǒng)牽引供電分相信息如圖2所示。

2.5.2 CTCS-3系統(tǒng)牽引供電分相信息?？剀嚂r，RBC與地面應(yīng)答器同時存儲分相信息。行車過程中，RBC同時提供列車的行車許可及牽引供電分相信息。同樣，至分相點(diǎn)距離、分相區(qū)長度等信息也是分相信息的主要內(nèi)容[3]。TCS-3級列車運(yùn)行控制系統(tǒng)牽引供電分相信息如圖3所示。

3 結(jié)語

我國自行研制的CTCS-2系統(tǒng)與CTCS-3系統(tǒng)目前均廣泛應(yīng)用于各高鐵線路列車的運(yùn)行與控制。啟用無線通信行車的CTCS-3系統(tǒng)較CTCS-2系統(tǒng)功能更為完善。因各種因素?zé)o法實(shí)現(xiàn)無線通信的區(qū)段，CTCS-3可以自動降級為CTCS-2模式運(yùn)行。簡單來說，CTCS-3列控系統(tǒng)對列車高速運(yùn)行時的閉塞條件、列車密度間隔及無線通信穩(wěn)定性提出了更高的要求，為將來取消軌道電路，完全實(shí)現(xiàn)列車基于無線移動閉塞運(yùn)營提供理論和現(xiàn)實(shí)依據(jù)。這也是未來高速列車運(yùn)行與控制發(fā)展技術(shù)的趨勢，為將來研發(fā)和使用更高級別的列控系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國鐵路總公司.鐵路技術(shù)管理規(guī)程（高速鐵路部分）[M].北京：中國鐵道出版社，2014.

[2]張鐵增.列車運(yùn)行控制系統(tǒng)[M].2版.北京：中國鐵道出版社，2014.

[3]李俊娥，張仕雄.GSM-R在客運(yùn)專線列控系統(tǒng)的運(yùn)用[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2009（6）：7-9.