車地協(xié)作縮短行車許可方案研究

李啟翮

（湖南中車時代通信信號有限公司 北京分公司，北京 100070）

0 引言

列車運行即將進入車站進路時，若值班員突然取消已開放的進路，則可能出現(xiàn)列車冒進信號而闖入已解鎖進路的風險，甚至引發(fā)沖撞、脫軌等嚴重事故。為此，在聯(lián)鎖系統(tǒng)中均設有接近鎖閉的功能，即在信號機外方設置一接近區(qū)段，利用軌道電路、計軸等占用檢測設備，一旦檢測到接近區(qū)段被占用，則已開放信號的鎖閉進路構成接近鎖閉（此時若要取消進路，則需延時解鎖），以確保即使列車無法停下而冒進信號，也不會發(fā)生危險。由于不同列車的制動性能不同，取消進路時的列車速度、與信號機的距離也不同，因此對接近鎖閉區(qū)段的長度和延時解鎖的時間這兩個參數(shù)均按照最不利的情況進行設置，以確保行車安全。然而，隨著高速鐵路的發(fā)展，列車速度大幅度提升，接近區(qū)段也相應大幅度延長，解鎖延時也需隨之增加，這雖然保證了行車安全，但對運營效率卻產生了不良影響。

列車運行控制系統(tǒng)（簡稱“列控系統(tǒng)”）是保障列車運行安全的關鍵子系統(tǒng)。中國列車運行控制系統(tǒng)（China train control system，CTCS）分為0～4 級，其中2 級和3 級系統(tǒng)用于高速鐵路。目前我國高速鐵路全線采用CTCS-2/CTCS-3 級列控系統(tǒng)以保障行車安全。針對當前接近鎖閉存在的問題，結合列控系統(tǒng)與計算機聯(lián)鎖（CBI）系統(tǒng)，本文提出一種通過車地協(xié)作縮短列車行車許可的實施方案，其能夠精確地確定進路是否可被安全取消而不必延時解鎖，從而在保障安全的同時提高運營效率，且可適用于不設置占用檢測設備的線路。

1 接近鎖閉功能分析

1.1 接近鎖閉

根據標準TB/T 3027-2015《鐵路車站計算機聯(lián)鎖技術條件》[1]，進路鎖閉被分為預先鎖閉和接近鎖閉兩種。預先鎖閉應在進路選通、有關聯(lián)鎖條件具備時構成；接近鎖閉則在信號開放、進路的接近區(qū)段被占用時構成。

以接車進路為例，如圖1 所示，X 為進站信號機，X →X1 為接車進路，信號機外方為所設置的接近區(qū)段。在列車尚未進入接近區(qū)段時辦理接車進路，此時進路處于預先鎖閉狀態(tài)，由于列車距離進路尚遠（例如在P1位置），即使取消已辦理的接車進路，列車也能安全?？吭谛盘枡C外方，因此可以在關閉信號機后立即解鎖進路。而一旦列車進入接近區(qū)段（如在P2 位置），此時若要取消進路，則需要先關閉信號機再延時解鎖，以防止列車因無法在信號機外停止而闖入接車進路。

圖1 接近鎖閉示意Fig. 1 Schematic diagram of approach locking

1.2 接近鎖閉參數(shù)設置

對于接近鎖閉功能，最重要的參數(shù)包括接近區(qū)段的長度和延時解鎖進路的延時時間長度。

1.2.1 接近區(qū)段長度接近區(qū)段由信號機外方的一段或數(shù)段軌道電路區(qū)段（或計軸區(qū)段）組成。根據文獻[2]，在列車即將占用接近區(qū)段前，值班員若突然取消進路，按規(guī)定速度行駛的司機要確認信號的變化，采取緊急制動措施并考慮設備動作時間，滿足列車緊急制動距離的要求。以四顯示自動閉塞為例，160 km/h 時速列車的緊急制動距離取1.4 km，接車進路的接近區(qū)段長度計算值為2.066 km（坡度為0）。

對于閉塞分區(qū)長度，需綜合考慮列車的制動距離、追蹤間隔、信號制式及軌道電路的極限長度等因素并經計算而確定，其中制動距離決定了閉塞分區(qū)最小長度[3]。例如在采用四顯示制式、車速處于120～160 km/h 等級范圍、坡度為0 時，可算出1 個閉塞分區(qū)最小長度為1.363 km[3]。因此通常只要設置1 到2 個閉塞分區(qū)作為接近區(qū)段就足夠了。

顯然，上述研究成果是基于普速鐵路,而高速鐵路車速更快、列車的安全防護功能主要由列控系統(tǒng)而不是司機完成的，因此計算方式有所區(qū)別，但列車的制動距離仍然是計算的基礎。我國對200 km 時速及以上的動車組的緊急制動距離要求如表1 所示[4-5]。

表1 國內高速列車緊急制動距離和減速度Tab. 1 Emergency stop distance and deceleration of train in China

由表1 可見，制動距離隨著車速的提高而增加，這意味著在高鐵線路上，接近區(qū)段長度比普速線路大大增加。當前CTCS-3 級（簡稱“C3”）線路都是按照350 km/h 以上速度標準進行建設，如京滬高鐵是按照380 km/h 速度標準建設，在2010 年底的京滬先導段聯(lián)調聯(lián)試中曾按照400 km/h 的最高速度進行信號系統(tǒng)的ITC(installation,test,commission)測試，目前京滬高鐵已經在降速后又重新開通350 km/h 的車次。盡管在同一條C3 線路上還存在250 km/h 速度的混跑列車（以京滬高鐵為例，白天不同車次之間旅行時間的最大差距可達2 h，相差近50%），但基于最不利的角度，接近區(qū)段的長度必須按照線路設計的最高時速考慮，再結合動車組運營場景，以盡可能地減小列車緊急制動的概率，提高旅客乘車的舒適性。因此新版鐵路行業(yè)標準TB-10007-2017《鐵路信號設計規(guī)范》[6]在6.2.13 條對接近鎖閉區(qū)段長度進行了規(guī)定，具體如下：

（1）CTCS-3 級區(qū)段，接近鎖閉區(qū)段長度不小于列控車載設備與RBC 最大允許通信中斷時間內列車按設計速度運行的距離與列車最大常用制動距離之和；

（2）CTCS-2 級區(qū)段，接近鎖閉區(qū)段長度不小于列車按設計速度運行時的最大常用制動距離；

（3）其他區(qū)段，不小于列車按設計速度運行時的緊急制動距離。

按照上述規(guī)定要求，根據車地通信中斷時間（20 s）[7]，可以計算出當坡度為0 時，時速400 km 和350 km 列車的接近區(qū)段長度分別不小于18.295 km 和14.771 km；而若考慮最大坡度（-20‰），則400 km 時速列車接近區(qū)段長度將超過30 km[8]。

1.2.2 接近鎖閉延時

發(fā)生接近鎖閉后，若要取消進路，則可能出現(xiàn)信號為紅燈而列車無法停車的情況，因此關閉信號后，進路需要延時解鎖，以保證行車安全。文獻[9]指出，延時必須大于司機確認信號后采取緊急制動措施到列車停住的時間，這樣就能防止列車走行時道岔轉動，從而保證行車安全。該研究是基于普速線路；對于高鐵線路，則要考慮聯(lián)鎖向地面列控系統(tǒng)發(fā)送進路降級狀態(tài)的時間和車載列控設備收到地面列控設備所發(fā)的緊急命令后采取最大常用制動到列車停住的時間。

以接車進路為例，對于普速鐵路，當前標準[1,6]所規(guī)定的延時時間為3 min；對于高速鐵路，CTCS-2等級（簡稱“C2” ）的線路同樣是3 min，而C3 等級線路的延時規(guī)定為4 min。該規(guī)定的依據是：對于時速160 km 及以下的列車，可以算出司機確認時間加上緊急制動時間，該值不超過78 s[9]（坡度為0 時），遠小于3 min，因此延時是足夠的。對于C2 線路，當最高時速不超過300 km 時，制動時間約為80.2 s，因此3 min 延時依然足夠。對于350 km/h 的C3 線路，制動時間為97.5 s，而當坡度最大時將達到159 s[8]，再加上20 s 的車地通信斷開時間，已經達到了3 min，因此標準規(guī)定的延時為4 min。

1.3 接近鎖閉存在的問題

從上述分析可以看出，接近鎖閉區(qū)段的長度將隨著列車速度的提高而增加，延時解鎖的時間同樣需要增加，這將導致如下問題：

（1）延時解鎖的時間和接近區(qū)段長度必須按照最不利的情況進行設置，不能根據具體列車的速度/制動性能進行個性化的設置。例如在C3 線路上（C3 線路上均有C2 級列車混跑），即使當前接近列車的實時速度僅為200 km/h 且距離信號機尚遠，完全能夠直接解鎖進路，但根據規(guī)定也需要延時4 min，這影響了運營效率。

（2）線路速度值越高，延時越長，對效率的影響越大。例如，當線路速度提升到400 km/h、坡度為-20‰時，接近區(qū)段長度將超過30 km，延時不能小于292 s。

（3）處于研究規(guī)劃中的CTCS-4 級（簡稱“C4”）列控系統(tǒng)，將使用移動閉塞并取消地面的軌道占用檢測設備，導致聯(lián)鎖因無法判斷通過檢測接近區(qū)段是否被占用而確定是否設置接近鎖閉，此功能將不再可用。

由上述分析可以看出，對于C2 及以下等級的線路，接近鎖閉對效率的影響可以接受；但對C3 及以上等級線路，影響較大甚至不可用。

2 CTCS 列控系統(tǒng)

2.1 CTCS 系統(tǒng)簡介

列控系統(tǒng)根據列車在線路上運行的客觀條件和實際情況對列車的運行速度和制動等進行監(jiān)控，從而保障列車運行安全。

我國鐵路規(guī)劃的CTCS 系統(tǒng)是參考歐洲列控系統(tǒng)（European train control system，ETCS）并結合我國鐵路的實際情況而制定的，共分為0～4 共5 個等級，當前在用的有CTCS-0/2/3 共3 個等級，而1 級和4 級尚處于研究規(guī)劃之中。

2.1.1 CTCS-3 級系統(tǒng)

CTCS-3 級系統(tǒng)是我國當前最先進的列控系統(tǒng)，適用于350 km/h 及以上標準的線路（京滬是380 km/h 的標準），滿足3 min 追蹤時間間隔要求。自2009 年12月開通武廣高鐵線路以來，截至2019 年5 月，國內已經開通11 788 km 的C3 線路。C3 系統(tǒng)是基于ETCS-2級（簡稱“E2”）系統(tǒng)而制定的，其需求規(guī)范[10]制定時，選取ETCS 系統(tǒng)需求規(guī)范基線2 版本[11]中適用于中國高鐵的部分，去掉一部分僅適用于普速線路和歐洲線路的特征(例如多種供電制式、多種車輛限界、無線盲區(qū)等)，并結合C2 系統(tǒng)作為后備模式。C3 系統(tǒng)是E2系統(tǒng)在中國的本地化實現(xiàn)，也可被認為是世界上部署最廣泛的一個E2 系統(tǒng)，因此可認為E2 系統(tǒng)與C3 系統(tǒng)是兼容的，裝備E2 系統(tǒng)車載設備的列車也可在C3 線路上運行。

E2/C3 系統(tǒng)的地面核心設備是無線閉塞中心（radio block center, RBC），它通過與計算機聯(lián)鎖（CBI）、調度集中（CTC）等地面設備交互來獲取線路的地面狀態(tài)信息，通過GSM-R 無線網絡與列控車載設備（車載ATP）實時通信以獲取列車狀態(tài)信息，再綜合車地信息，計算出控車命令（如行車許可/緊急命令等），該命令經由無線信道及時發(fā)送給列車，車載ATP 根據收到的控車命令來控制列車安全運行。

2.1.2 CTCS-4 級系統(tǒng)

CTCS-4 級系統(tǒng)目前尚處于研究狀態(tài)中，其規(guī)劃也是以ETCS-3 級（簡稱“E3”）系統(tǒng)為基礎而制定的。在規(guī)劃中，其控車方式與C3/E2 系統(tǒng)相似，車載ATP與地面的RBC 之間同樣采用車地雙向無線通信的方式收發(fā)控車命令。其與C3/E2 系統(tǒng)的主要區(qū)別在于：

（1） 軌旁不再配置占用檢測設備（如軌道電路、計軸等）；

（2）列車完整性情況由車載設備報告給地面；

（3）地面所發(fā)送的行車許可采用移動閉塞制式（C3為準移動閉塞制式，依然以閉塞分區(qū)或進路為單位）。

2.2 C3 線路上取消進路過程

在C3 線路上，取消進路和人工解鎖進路都是采用縮短行車許可（shortening movement authority，SMA）的方式實現(xiàn)的。如圖2 所示，當車站辦理了接車進路后，CBI 通知RBC 該進路已經辦理，RBC 根據計算結果向車載ATP 發(fā)送“可以延伸至X1”的行車許可，此時若要取消進路，則關閉信號機X，CBI 立即通知RBC，RBC 據此計算新的行車許可（終點縮短至X）并通過無線網絡發(fā)送給車載設備。若列車距離X 尚遠，則可以平穩(wěn)停車于X 外方；若列車距離X 很近（已進入接近區(qū)段），則可能立即觸發(fā)最大常用制動甚至緊急制動，且有可能越過X 導致冒進。因此，采用此種控車方式，必須結合接近鎖閉功能：當列車進入接近區(qū)段后，進路解鎖必須延時。

圖2 取消進路與縮短行車許可示意Fig. 2 Schematic diagram of SMA and release route

針對C4 系統(tǒng)，由于不再設置軌道占用檢測設備，既有的接近鎖閉方法不再可用；為保證安全，只能將所有鎖閉均按照接近鎖閉功能處理（不再設置預先鎖閉），即只要解鎖進路，均應按照接近鎖閉進行延時解鎖。顯然，這將對運營效率產生更大的影響。

3 協(xié)作縮短行車許可規(guī)范介紹

由前述分析可以看出，隨著線路速度的提高（C3及以上等級線路），既有的接近鎖閉功能對效率的影響逐漸增加，且不能根據具體接近列車的速度、距離及制動性能進行針對性的控制。

假設CBI 能判斷接近列車能否安全停在信號機位置之前，則可以據此確定進路是否能立即解鎖，而不需要通過設置接近區(qū)段和解鎖延時來達到目的，這樣既可提高運營效率，又不必依賴于占用檢測設備。要確定是否能夠停車，需要車地間的協(xié)作，即地面通知列車新的停車點，由列車根據自己當前的速度、位置等信息計算并判斷是否能夠停車并將結果報告給地面。顯然，對于C3/C4/E2/E3 線路，可以先通過CBI 詢問RBC，RBC再詢問車載ATP，然后車載ATP 將結果報告給RBC，最后由RBC 通知CBI 的信息流交互實現(xiàn)這一功能。

實際上，ETCS 系統(tǒng)需求規(guī)范的第3.8.6 條規(guī)定有一個被稱為協(xié)作縮短行車許可(cooperative shortening movement authority，CSMA)的功能，具體如下：RBC可以向車載ATP 發(fā)出一個比原行車許可（movement authority，MA）更短的新許可，車載ATP 會根據新的許可終點進行計算，若計算結果是列車不需要最大常用制動介入就可以平穩(wěn)停在新終點之前（基線3 版本[12]進一步優(yōu)化為當前列車前端位置尚未超過新許可的起模點），則接受新許可并回復RBC，否則拒絕新許可并通知RBC。顯然，此條規(guī)范可被用于確定是否可以解鎖進路：若列車接受新許可，則CBI 可以立即解鎖不在新許可范圍內的進路，反之則不可。該規(guī)范同樣也考慮了旅客乘坐的舒適性，要求平穩(wěn)停車，即不應觸發(fā)最大常用制動和緊急制動。

CSMA 的功能沒有被當前的CTCS 規(guī)范采納，其原因在于：ETCS 標準僅針對車地之間互聯(lián)互通相關部分進行了規(guī)范，并未對RBC 與CBI 之間的交互功能進行規(guī)定，也沒有給出此功能的具體實現(xiàn)方案與場景，而CSMA 功能的實現(xiàn)需要RBC 與CBI 之間的交互。雖然出于謹慎起見，在初期制定CTCS 規(guī)范時未對國內成熟的聯(lián)鎖功能進行修改，暫時放棄了該功能[13]，留待日后處理（實際上在舊版C3 系統(tǒng)需求規(guī)范里雖然沒有CSMA 相關功能，但當時還保留了專用于CSMA功能的車地無線消息M9/M137/M138[14]，新版規(guī)范中，依然繼續(xù)保留上述消息[15]），但隨著車速的提高以及未來CTCS-4 級系統(tǒng)的實施，實現(xiàn)CSMA 的功能將成為必然，因此本文針對該功能提出了一套完整的實現(xiàn)方案[16]。

4 CSMA 方案

4.1 CSMA 方案簡介

根據上節(jié)的分析，本文提出以下CSMA 方案：

（1）當列車的行車許可（MA）包含了某條進路，RBC 則應通知CBI“該進路已被鎖定”。

（2）CBI 若要解鎖某條進路，而該進路尚未被MA 鎖定，則直接解鎖（若有線路上有低等級列車混跑，則按照低等級列車接近鎖閉的要求進行操作）；若已經被使用，則向RBC 發(fā)起解鎖請求。

（3）RBC 根據解鎖請求，向車載ATP 發(fā)送新的行車許可，詢問是否能停在新的許可終點前方。

（4）列車根據自身速度、與新終點的距離等參數(shù)進行計算，以確定是否接受新的許可，并將結果報告RBC。

（5）若列車報告接受新的許可，則RBC 通知CBI可以取消，否則通知CBI 不能取消。

（6）若CBI 收到取消允許，直接解鎖進路，否則保持進路鎖閉。

要實現(xiàn)上述功能，需要地面設備間接口協(xié)議的配合。當前C3 系統(tǒng)的RBC-CBI 接口規(guī)范中共規(guī)定了3 套協(xié)議[17]：其中協(xié)議2 是目前國內應用最廣泛的協(xié)議，已經應用于近10 000 km C3 線路，但由于每周期通信量不固定，已經不被推薦；協(xié)議3 僅用于鄭西客專，由于缺少災害信息，也不被推薦使用；協(xié)議1 是在協(xié)議3 的基礎上增加了災害信息和用于安全冗余校正的信號機和道岔信息制定而成，是今后推薦使用的協(xié)議。

在協(xié)議1 中，CBI 向RBC 發(fā)送的消息中的進路信息按順序排列，每條進路使用4-bit 描述其狀態(tài)，取值（0～4）含義見表2；而RBC 向CBI 發(fā)送的消息中僅有生命信號，沒有任何應用信息。

表2 CBI →RBC 進路信息Tab. 2 Route information sent from CBI to RBC

要實現(xiàn)CSMA 功能，只需要對CBI →RBC 消息中的進路信息增加一個狀態(tài)取值，見表2（取值為5）；對RBC →CBI 的消息，則需增加進路信息子域，針對每條進路，使用2-bit 即可（2-bit 取值可為0, 1, 2, 3，剛好可以表示所需的4 種狀態(tài)），取值設計如表3 所示。

表3 RBC →CBI 進路信息Tab. 3 Route information sent from RBC to CBI

本方案通過對既有協(xié)議進行簡單擴充，使得協(xié)議能夠滿足CSMA 功能的實現(xiàn)，從而使CSMA 功能可以最小的代價增加至CTCS 系統(tǒng)中。

4.2 CSMA 工作場景

4.2.1 正常工作場景

該方案的正常交互場景分為兩種情況：（1）列車在一個RBC 管轄范圍內運行時發(fā)生的CSMA；（2）列車接近RBC 管轄范圍邊界觸發(fā)了RBC-RBC 交權功能時發(fā)生的CSMA。

非交權條件下的CSMA 如圖3 所示，其中Alt 表示CSMA 流程里不同情況的分支，上半部分為能停車的分支，下半部分為不能停車的分支；M 后跟隨數(shù)字表示ETCS 規(guī)范[12]定義的標準消息，如M9 表示地→車消息“請求縮短行車許可”，M137 表示車→地消息“同意縮短行車許可請求”，M138 表示車→地消息“拒絕縮短行車許可請求”。在非交權條件下，當某條已被RBC鎖定（已經用于某列車的行車許可）的進路需要被取消時，CBI 將向RBC 發(fā)送“請求解鎖該進路”的消息，RBC 收到該請求后，立即向正在使用該進路作為行車許可一部分的列車發(fā)送消息M9，詢問列車車載ATP 是否能在新MA 終點前（即欲解鎖進路的起點）根據收到的M9 所指明的新MA 終點來計算新的MA 及控車曲線：若此時列車前端尚未越過新許可的起模點，則用新的MA 替代舊的MA，并向RBC 回復消息M137，RBC收到后通知CBI 同意其請求（進路解除行車許可鎖定），然后CBI 可以立即解鎖進路而不用延時；反之，若發(fā)現(xiàn)列車前端已經越過新MA 的起模點，則繼續(xù)使用舊的MA，并向RBC 回復消息M138，RBC 收到M138 后通知CBI“請求被拒絕”，CBI 不再解鎖進路。

圖3 非交權條件下的CSMAFig. 3 CSMA under the condition without handover

交權條件下的CSMA 如圖4 所示，其中M224 表示交權過程中接收RBC 發(fā)送給移交RBC 的“請求進路相關信息確定”消息；M206 表示交權過程中由移交RBC 發(fā)給接收RBC 的“進路相關信息確定”消息[18]。在交權條件下，相比非交權條件，多了一個接收RBC和移交RBC 之間的交互流程：當CBI 向接收RBC 發(fā)送“請求解鎖”后，接收RBC 需要用消息M224 詢問移交RBC 是否可以確定縮短其此前發(fā)送的進路相關信息（route related information, RRI）到新終點，移交RBC 根據M224 所指明的新終點按照與非交權流程相同的方式和車載ATP 之間采用消息M9 和M137/M138進行交互，以確定是否能夠停車。若能夠停車，則用消息M206（將其中確定狀態(tài)設置為“能確定”）告訴接收RBC“可以停車”，然后接收RBC 據此通知CBI 同意其解鎖請求，CBI 可以立即解鎖而不用延時；如果不能停車，則移交RBC 用消息M206（將其中確定狀態(tài)設置為“不能確定”）通知接收RBC“無法停車”，接收RBC 據此拒絕CBI 的請求，CBI 將不再解鎖進路。

圖4 交權條件下的CSMAFig. 4 CSMA under the condition of handover

4.2.2 異常工作場景

實際運行中，必須考慮異常運行場景，即CSMA處理流程期間，又需激活其他緊急條件下的處理，包括縮短行車許可SMA、無條件緊急停車(unconditional emergency-stop message, UEM)，才能保障列車運行安全。

非交權條件下，若RBC 發(fā)送M9 之后在原行車許可范圍內激活了SMA 條件，則RBC 應立即向車載ATP發(fā)送新的SMA（終點為激活的SMA 終點和CSMA 終點中距離列車更近者），同時向CBI 發(fā)送“解鎖拒絕”消息，結束CSMA 流程；若RBC 發(fā)送M9 之后激活了UEM 條件，則RBC 立即向車載ATP 發(fā)送UEM，同時向CBI 發(fā)送“解鎖拒絕”消息，結束CSMA 流程。

交權條件下，移交RBC 發(fā)送M9 之后，在原行車許可的自身管轄范圍內激活了SMA 或UEM 條件，則按照非交權條件下的方式向車載ATP 發(fā)送SMA 或UEM，同時向接收RBC 發(fā)送的M206 無法確定，接收RBC 向CBI 發(fā)送“解鎖拒絕”消息；接收RBC 在收到M206 之前，正常條件下不再發(fā)送RRI。若此期間在RRI 范圍內激活了SMA 或UEM 條件，應立即向移交RBC 發(fā)送新的進路相關信息RRI，并向CBI 發(fā)送“解鎖拒絕”消息。移交RBC 收到新的RRI 之后，退出CSMA 流程，并根據新的RRI 向列車發(fā)送新的MA。

通過對上述異常場景進行規(guī)定，防范了此CSMA方案運營中的風險，進一步保證了行車的安全性。

4.3 CSMA 應用

4.3.1 C2 及以下等級線路對于C2 及以下等級線路，由于列車只能單向接收地面信息，因此，無法使用CSMA 功能。

4.3.2 C4/E2/E3 等級線路

本文所提出的方案可用于純C4/E2/E3 線路，以替代接近鎖閉。若RBC 沒有通知CBI 某條進路已經被RBC 鎖定（“RBC 鎖定”代表已經被用于某列車的MA），則CBI 可以直接解鎖該進路；若RBC 已經通知CBI 某進路被其鎖定，則CBI 應通過CSMA 流程確定是否可以解鎖該進路。

4.3.3 C3 等級線路

針對C3 線路，由于C2 系統(tǒng)是C3 系統(tǒng)的后備模式，在C3 線路上始終存在C2 列車與C3 列車混跑的情況，因此接近鎖閉功能還需要保留，但只需要按照C2 標準進行設置即可（這樣可將接近鎖閉的解鎖延時縮短1 min，接近區(qū)段長度也相應縮短）。也就是說，當進路被RBC通知已鎖定時，按照CSMA 流程進行解鎖；當進路被RBC 通知未鎖定時，按照原接近鎖閉功能進行控制。由于C2 列車速度較低，接近區(qū)段長度較短，延時與普速線路的相同，所以使用該功能后仍然能夠提高C3 線路的效率；而對于海外廣泛使用的E2 線路，通常都不使用后備模式而直接降級至人工駕駛模式，因此更適合使用CSMA 功能。

由于該功能判定列車是否停穩(wěn)是基于不使用最大常用制動和緊急制動的前提，因此該功能的使用還保證了旅客乘坐的舒適性。

4.3.4 道口控制

我國的C3 系統(tǒng)僅規(guī)劃用于高鐵線路（不設置平交道口），而海外的E2 系統(tǒng)則還可用于包括了平交道口的普通線路。對于平交道口，也有部分采用了由聯(lián)鎖通過接近鎖閉進行控制的方式，即若列車未進入道口接近區(qū)段，則可以立即抬起欄木，否則不能。

針對此類線路，也同樣可以使用CSMA 功能：若行車許可范圍內包含該道口，則由RBC 通知聯(lián)鎖 “道口鎖定”；若要抬起欄木，需要先向RBC 申請，RBC詢問列車能否停下后，再通知聯(lián)鎖。方案流程與進路解鎖類似，此處不再贅述。

5 結語

針對列車速度提高后進路接近鎖閉功能對運營效率的影響以及C4/E3 線路無法使用接近鎖閉的問題，本文提出一種完全符合ETCS 規(guī)范的車地協(xié)作縮短行車許可方案。其在保障列車安全運行的同時不僅可以提高C3線路的運營效率，而且還能在純E2/E3/C4 線路上替代接近鎖閉功能，并提高了旅客乘坐的舒適性。此外，該方案還可以擴展至道口控制。根據列車運行中可能遇到的CSMA 相關的各種正常異常場景，依據本方案我們共編制140 個相關測試用例并進行了半實物仿真測試。結果顯示，無論是車站進路解鎖還是道口控制，該方案的實現(xiàn)均達到了預期目的。目前，該方案的實現(xiàn)已經通過歐洲鐵路技術互聯(lián)互通（TSI）認證，為采用本方案的信號系統(tǒng)應用于歐洲以及承認歐洲標準的國家和地區(qū)提供了支持，在國家“一帶一路”倡議下，能更好地幫助我國信號系統(tǒng)參與海外競爭。