京包客專呼臺(tái)段CTCS-2貫通方案研究

劉 宏

(中國鐵路呼和浩特局集團(tuán)有限公司電務(wù)部，呼和浩特 010057)

1 概述

京包客專呼和局管內(nèi)由新建張呼客專、呼包線（呼和浩特東-臺(tái)閣牧段）、集包線（臺(tái)閣牧—包頭段）組成。集包線臺(tái)閣牧（不含）至包頭段為CTCS-2（簡稱C2）級(jí)列控系統(tǒng)，2015年1月開始運(yùn)營動(dòng)車組列車，目前動(dòng)車組和普速客車混跑；呼包線（呼和浩特東—臺(tái)閣牧段）為CTCS-0（簡稱C0）級(jí)列控系統(tǒng)，僅運(yùn)行動(dòng)車組列車；臺(tái)閣牧至6號(hào)中繼站間設(shè)置C0/C2級(jí)間轉(zhuǎn)換點(diǎn)；新建張呼客專為C2級(jí)列控系統(tǒng)。列控系統(tǒng)設(shè)置情況如圖1所示。

新建張呼客專呼和浩特東至烏蘭察布段為C2級(jí)列控系統(tǒng)，2017年8月3日開通運(yùn)營。為實(shí)現(xiàn)全線列控系統(tǒng)制式統(tǒng)一，避免動(dòng)車組控車模式頻繁切換，滿足新建張呼客專烏蘭察布至呼和浩特東開通時(shí)同步實(shí)現(xiàn)京包客專全線C2級(jí)列控系統(tǒng)貫通，需要在張呼客專呼和浩特東至烏蘭察布段開通前將臺(tái)閣牧至呼和浩特東段C0級(jí)列控系統(tǒng)改造為C2級(jí)列控系統(tǒng)，同時(shí)拆除臺(tái)閣牧至6號(hào)中繼站間的級(jí)間轉(zhuǎn)換點(diǎn)。

2 主要工作量及難點(diǎn)

2.1 主要工作量

圖1 京包客專列控系統(tǒng)設(shè)置情況Fig.1 The layout of the Train Control System of Jing-Bao passenger dedicated line

更換臺(tái)閣牧、6號(hào)中繼站列控中心（簡稱TCC）軟件，更換臨時(shí)限速服務(wù)器（簡稱TSRS）軟件，拆除應(yīng)答器18臺(tái)，新設(shè)應(yīng)答器6臺(tái)，調(diào)整應(yīng)答器位置2臺(tái)。

2.2 聯(lián)調(diào)聯(lián)試主要內(nèi)容

運(yùn)用一組動(dòng)車組進(jìn)行呼和浩特東至察素齊II場4站間48個(gè)序列和6類場景的驗(yàn)證。

2.3 主要難點(diǎn)

由于是既有線，沒有足夠的時(shí)間一次性完成聯(lián)調(diào)聯(lián)試，需要在每次聯(lián)調(diào)聯(lián)試結(jié)束后將相關(guān)軟件及應(yīng)答器恢復(fù)為既有狀態(tài)。呼和浩特東至臺(tái)閣牧段每天有8對(duì)動(dòng)車組運(yùn)行，臺(tái)閣牧至包頭段每天有8對(duì)動(dòng)車和30對(duì)普速客車運(yùn)行，施工“天窗”只有3 h，如果在每個(gè)天窗內(nèi)更換軟件、應(yīng)答器，再恢復(fù)軟件、應(yīng)答器，則有效的聯(lián)調(diào)聯(lián)試時(shí)間不足90 min，需要較多的施工天窗進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試，且頻繁更換軟件及應(yīng)答器風(fēng)險(xiǎn)較大。

3 方案研究

3.1 方案研究

方案一：在施工天窗點(diǎn)內(nèi)更換軟件、數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試。

連續(xù)申請(qǐng)多個(gè)施工天窗，在施工天窗內(nèi)更換臺(tái)閣牧站、6號(hào)中繼站TCC軟件和TSRS軟件，臺(tái)閣牧至6號(hào)中繼站區(qū)間更換應(yīng)答器，更換完成后進(jìn)行信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試，每次施工天窗點(diǎn)畢前將軟件、數(shù)據(jù)、應(yīng)答器恢復(fù)為既有狀態(tài)。

該方案優(yōu)點(diǎn)：不影響正常運(yùn)輸秩序。

該方案缺點(diǎn)：每個(gè)施工天窗內(nèi)均需更換TCC軟件、TSRS軟件及應(yīng)答器2次，頻繁更換軟件、應(yīng)答器存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，且縮短了聯(lián)調(diào)聯(lián)試試驗(yàn)時(shí)間。因此，需多個(gè)天窗進(jìn)行試驗(yàn)，這樣又反過來造成軟件、數(shù)據(jù)的多次更換，增大施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

方案二：運(yùn)營動(dòng)車組在察素齊站停車，人工轉(zhuǎn)換控車模式。

第一個(gè)施工天窗內(nèi)更換臺(tái)閣牧站、6號(hào)中繼站的TCC軟件和TSRS軟件，臺(tái)閣牧至6號(hào)中繼站區(qū)間更換應(yīng)答器，聯(lián)調(diào)聯(lián)試結(jié)束時(shí)的最后一個(gè)施工天窗內(nèi)點(diǎn)畢前將軟件、應(yīng)答器恢復(fù)為既有狀態(tài)，這期間需調(diào)整動(dòng)車組控車方式。上、下行動(dòng)車組列車在察素齊站停車后，調(diào)度所下達(dá)調(diào)度命令，由司機(jī)人工切換控車模式，完成C2/C0、C0/C2切換。

該方案優(yōu)點(diǎn)：聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間只需要更換TCC、TSRS軟件和應(yīng)答器2次，更換次數(shù)少、施工安全風(fēng)險(xiǎn)較小。

該方案缺點(diǎn)：對(duì)運(yùn)輸組織影響較大，聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間需要所有動(dòng)車組列車在察素齊站停車進(jìn)行人工轉(zhuǎn)換控車模式，并且每次轉(zhuǎn)換模式均需調(diào)度人員發(fā)布調(diào)度命令，同時(shí)還會(huì)造成所有運(yùn)行動(dòng)車組列車晚點(diǎn)近10 min。

方案三：動(dòng)車組全線采用LKJ模式控車。

第一個(gè)施工天窗內(nèi)更換臺(tái)閣牧站、6號(hào)中繼站的TCC軟件和TSRS軟件，臺(tái)閣牧至6號(hào)中繼站區(qū)間更換應(yīng)答器，聯(lián)調(diào)聯(lián)試結(jié)束時(shí)的最后一個(gè)施工天窗內(nèi)點(diǎn)畢前將軟件、數(shù)據(jù)、應(yīng)答器恢復(fù)為既有狀態(tài)。聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間調(diào)整動(dòng)車組控車方式，動(dòng)車組全線按LKJ模式控車。

該方案優(yōu)點(diǎn)：聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間只需要更換TCC、TSRS軟件和應(yīng)答器2次，更換次數(shù)少、施工安全風(fēng)險(xiǎn)較小，同時(shí)司機(jī)不需頻繁切換動(dòng)車組控車模式，調(diào)度所無需頻繁下令，安全風(fēng)險(xiǎn)較小。

該方案缺點(diǎn)：對(duì)運(yùn)輸組織影響最大，聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間所有動(dòng)車組列車都會(huì)晚點(diǎn)近20 min。

方案四：軟件一次更換到位，聯(lián)調(diào)聯(lián)試施工天窗點(diǎn)內(nèi)只更換部分應(yīng)答器數(shù)據(jù)。

在聯(lián)調(diào)聯(lián)試前進(jìn)行一次封鎖，將臺(tái)閣牧、6號(hào)中繼站TCC軟件以及TSRS軟件更換為C2貫通后的新版軟件。臺(tái)閣牧至6號(hào)中繼站區(qū)間應(yīng)答器按照C2貫通后的情形布置，上行拆除B5090、B5092、B5094、B5096、B5182應(yīng)答器組，增設(shè)B5104、B5128應(yīng)答器組；下行拆除B5091、B5097、B5099應(yīng)答器組，增設(shè)B5119應(yīng)答器組，調(diào)整B5093應(yīng)答器組位置，如圖2、3所示。日常行車時(shí)，將等級(jí)轉(zhuǎn)換報(bào)文寫入特定的3組連續(xù)區(qū)間應(yīng)答器中，以滿足正常運(yùn)營C0/C2級(jí)間轉(zhuǎn)換需要；聯(lián)調(diào)聯(lián)試時(shí)只需將寫有等級(jí)轉(zhuǎn)換報(bào)文的應(yīng)答器更換報(bào)文即可，上下行共需更換6臺(tái)應(yīng)答器。

圖2 C2貫通前臺(tái)閣牧至中繼6區(qū)間應(yīng)答器布置Fig.2 Schematic diagram of balises layout from Taigemu to relay 6 section before CTCS-2 through

圖3 C2貫通后臺(tái)閣牧至中繼6區(qū)間應(yīng)答器修改布置Fig.3 Schematic diagram of modified layout of balises from Taigemu to relay 6 section after CTCS-2 through

該方案優(yōu)點(diǎn)：軟件和應(yīng)答器一次更換到位，每次聯(lián)調(diào)聯(lián)試只需要更換6臺(tái)應(yīng)答器報(bào)文，極大地降低了更換軟件、數(shù)據(jù)過程中錯(cuò)換、漏換的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)該方案不需調(diào)整動(dòng)車組列車控車模式。

該方案缺點(diǎn)：由于設(shè)置臨時(shí)C0/C2級(jí)間轉(zhuǎn)換點(diǎn)的位置向包頭方向（高速方向）移動(dòng)2 km，對(duì)動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)分有小于1 min的影響。

3.2 方案確定

通過對(duì)上述4個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，方案四雖然對(duì)動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)分有小于1 min的影響，但在動(dòng)車組實(shí)際運(yùn)行中可以忽略，最終確定采用方案四。

4 方案實(shí)施

日常行車時(shí)，上行在B5104、B5118、B5128應(yīng)答器報(bào)文中增加級(jí)間轉(zhuǎn)換報(bào)文（ETCS-41包），下行在B5093、B5105、B5119應(yīng)答器報(bào)文中增加級(jí)間轉(zhuǎn)換報(bào)文（ETCS-41包），以滿足日常的動(dòng)車組運(yùn)營需求。聯(lián)調(diào)聯(lián)試時(shí)，將上述6組不含級(jí)間轉(zhuǎn)換功能的應(yīng)答器報(bào)文提前寫入備用應(yīng)答器中，在聯(lián)調(diào)聯(lián)試施工天窗給點(diǎn)后安排6組人員更換上述6組應(yīng)答器，點(diǎn)畢前恢復(fù)。

方案實(shí)施過程中，每次更換應(yīng)答器組僅需10 min，48個(gè)測試序列僅用5個(gè)施工“天窗”完成，期間未發(fā)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或施工延點(diǎn)問題。

5 結(jié)束語

地面列控系統(tǒng)的各組成部分相互聯(lián)系、相互影響，所以涉及既有線列控系統(tǒng)改造的工程需要對(duì)方案進(jìn)行反復(fù)的研究、細(xì)化，以達(dá)到兼顧安全、運(yùn)輸與工程的目的。