非閉塞分區(qū)處RBC移交方案探討

劉長波

(北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100070)

無線閉塞中心（RBC）作為CTCS-3 級別列車控制系統(tǒng)的核心設(shè)備，裝備在采用CTCS-3 級別列控系統(tǒng)的高速鐵路線。受限于RBC 控車數(shù)量，RBC 能同時處理的進路數(shù)量、臨時限速命令數(shù)量、災(zāi)害數(shù)量、RBC 與聯(lián)鎖接口數(shù)量等性能指標(biāo)，每套RBC 管轄的正線長度大約為100 ～200 km，樞紐地區(qū)除外。

由于RBC 管轄的線路數(shù)據(jù)范圍是有限的，因此，每條采用CTCS-3 級列控系統(tǒng)的線路均需設(shè)置多套RBC 以實現(xiàn)對全線運行列車的控制，RBC 移交點的設(shè)計是列控系統(tǒng)集成設(shè)計必然面臨的問題。然而，樞紐地段由于線路條件的限制，難以滿足正常RBC 移交點設(shè)置的要求，本文意在研究特殊條件下非閉塞分區(qū)（軌道電路分割點）邊界作為RBC移交點的可行性。

1 RBC移交工作流程

RBC 移交應(yīng)采用RBC 間直接通信的方式交換RBC 移交信息，如圖1 所示。本節(jié)以車載雙電臺為例，簡單描述RBC 移交流程。

圖1 RBC移交流程示意圖Fig.1 Schematic diagram of RBC handover process

1）RBC 移交邊界應(yīng)設(shè)置于閉塞分區(qū)分界處，且在移交邊界設(shè)置RBC 移交執(zhí)行應(yīng)答器組。

2）列車在RBC1 的控制區(qū)域內(nèi)正常運行，當(dāng)行車許可到達RBC1/RBC2 移交邊界，RBC1 向RBC2 發(fā)送移交列車預(yù)告信息，并申請進路信息。

3）RBC2 接收到RBC1 的移交列車進路申請信息，則根據(jù)控制范圍內(nèi)聯(lián)鎖信息向RBC1 發(fā)送相關(guān)進路信息。

4）RBC1 根據(jù)從RBC2 接收的相關(guān)進路信息，向車載發(fā)送行車許可（跨越RBC1/RBC2 邊界）。

5）RBC1 判斷列車距離移交邊界小于一定距離（線路數(shù)據(jù)配置），將向車載設(shè)備發(fā)送RBC 移交命令。

6）車載設(shè)備啟動電臺2 開始呼叫RBC2 并建立通信會話。列車與RBC2 建立連接，在RBC2 能夠?qū)α熊嚋?zhǔn)確定位后，可以向列車發(fā)送行車許可。

7）當(dāng)列車最大安全前端通過移交執(zhí)行應(yīng)答器組，車載設(shè)備向兩個RBC 發(fā)送基于該應(yīng)答器組的位置報告。同時車載設(shè)備應(yīng)開始僅接受RBC2 控制。

8)如果RBC1 先收到位置報告，則向RBC2 發(fā)送移交通告信息，并停止向RBC2 請求進路信息，也丟棄RBC2 發(fā)送的進路信息；如果RBC1 先收到RBC2 列車接管信息，則認(rèn)為移交結(jié)束。

9)當(dāng)列車最小安全末端通過移交執(zhí)行應(yīng)答器組，車載設(shè)備向RBC1 發(fā)送基于該應(yīng)答器組的位置報告。RBC1 接收到位置報告后，將向車載設(shè)備發(fā)送消息終止通信會話。

2 短距離RBC移交需求

根據(jù)《CTCS-3 級列控系統(tǒng)總體技術(shù)規(guī)范》（QCR661-2018）、《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》（TB10621-2014）相 關(guān) 要 求，RBC 移交邊界應(yīng)設(shè)置在閉塞分區(qū)分界點處。但在樞紐地區(qū)受制線路條件，分屬兩套RBC 的兩個車站或兩個車場，聯(lián)絡(luò)線上無區(qū)間通過信號機（標(biāo)志牌），是無法實現(xiàn)正常的RBC 移交。如圖2 所示，A 站屬于RBC1、CTC1、TSRS1 控制，B 站、C 站（含線路所）屬于RBC2、CTC2、TSRS2 控制，線路所納入C 站聯(lián)鎖控制，A 站與C 站管轄的線路所間聯(lián)絡(luò)線無區(qū)間標(biāo)志牌。為解決跨線運行的互聯(lián)互通，目前采用從A 站運行至線路所時，先C3 →C2 等級轉(zhuǎn)換，運行至線路所后再以C2 →C3等級轉(zhuǎn)換的方式進行過渡。反之亦然。一般這種站型兩端會采用大號碼道岔連接，如圖2 中102/104#道岔為42 號道岔。由于CTCS-2 級、CTCS-3 級列控系統(tǒng)控車曲線計算的差異，當(dāng)?shù)燃夀D(zhuǎn)換點前方存在臨時限速時，若等級轉(zhuǎn)換點設(shè)置的不合適，會造成控車曲線速度的差異，從而影響列車正常運行。

3 具體方案研究

為解決存在臨時限速時CTCS-2 級、CTCS-3 級列控系統(tǒng)控車曲線計算的差異，以圖2 為例，在下行聯(lián)絡(luò)線F13 處、上行聯(lián)絡(luò)線F16 處虛擬信號機作為RBC1 與RBC2 分界，并在軌道電路區(qū)段邊界F13、F16 處設(shè)置RBC 切換應(yīng)答器組，如圖3 所示。

A 站TCC 將SL8AG、SL8BG、SL6AG、SL6BG 以軌道區(qū)段為單位，將區(qū)段狀態(tài)發(fā)送至A站CBI、CTC。A 站CBI 將SL8BG、SL6BG 區(qū)段狀態(tài)發(fā)送至RBC1，C 站CBI 從A 站CBI 獲得SL8AG、SL6AG 區(qū)段狀態(tài)后發(fā)送至RBC2。

當(dāng)A 站至XZ1、XZ4 存在臨時限速，對于C2系統(tǒng)來講，由TSRS1 將限速發(fā)送至A 站TCC，并將限速轉(zhuǎn)發(fā)至TSRS2，由TSRS2 發(fā)送至C 站TCC。對于CTCS-3 系統(tǒng)來講，TSRS1 將A 站至F13/F16 的 限 速 發(fā) 送 至RBC1，將F13 至XZ1、F16 至XZ4 間限速轉(zhuǎn)發(fā)至TSRS2，由TSRS2 將限速發(fā)送至RBC2。

圖2 等級轉(zhuǎn)換代替實現(xiàn)RBC移交示意圖Fig.2 Schematic diagram of level transition instead of RBC handover realization

圖3 分割點處RBC移交示意圖Fig.3 Schematic diagram of RBC handover at the cut point

4 風(fēng)險分析

以下行聯(lián)絡(luò)線為例，從RBC 角度將聯(lián)絡(luò)線分成兩個閉塞分區(qū)，但A 站與線路所的集中區(qū)位于線路所XZ1 信號機，從TCC、CBI 角度仍為一個閉塞分區(qū)，即只有SL8BG、SL8AG 區(qū)段均空閑時，A 站才能向線路所方向辦理發(fā)車進路，且SL8BG、SL8AG 軌道電路發(fā)碼相同。

當(dāng)列車運行至SL8AG 時，斷開與RBC1 的鏈接由RBC2 控車，由于聯(lián)鎖無法再次辦理進路，所以后續(xù)列車無法再次進入聯(lián)絡(luò)線，無安全風(fēng)險。

當(dāng)列車越過A 站出站信號機后，SL8AG 區(qū)段故障，RBC 會控制列車停在F13 虛擬信號機前，且由于SL8AG 占用，SL8BG 發(fā)JC 碼，CTCS-2 等級在后臺會輸出緊急制動（HU 碼變JC 碼）或常用制動（允許碼變JC 碼），根據(jù)《CTCS-3 級ATP 行車許可結(jié)合軌道電路信息暫行技術(shù)條件》（TJ/DW200-2018），C3 車載也會產(chǎn)生制動，無安全風(fēng)險。

5 仿真試驗

以下行聯(lián)絡(luò)線正向為例，選取如下場景，在實驗室對該方案進行仿真。

1）A 站辦理直進直出通過進路，線路所XZ1紅燈。

2）A 站辦理直進直出通過進路，線路所XZ1開放，無限速。

3）A 站辦理直進直出通過進路，線路所XZ1開放，線路所側(cè)向區(qū)設(shè)置臨時45 km/h 限速。

4）A 站辦理直進直出通過進路，線路所XZ1紅燈，SL8BG 設(shè)置45 km/h 臨時限速。

5）A 站辦理直進直出通過進路，線路所XZ1紅燈，SL8AG 設(shè)置45 km/h 臨時限速。

6）A 站辦理直進直出通過進路，線路所XZ1開放，SL8AG 設(shè)置45 km/h 臨時限速。

7）A 站辦理直進經(jīng)102/104#道岔側(cè)向彎出通過進路，線路所XZ1 紅燈。

8）A 站辦理直進經(jīng)102/104#道岔側(cè)向彎出通過進路，線路所XZ1 開放，無限速。

9）A 站辦理直進經(jīng)102/104#道岔側(cè)向彎出通過進路，線路所XZ1 開放，線路所側(cè)向區(qū)設(shè)置臨時45 km/h 限速。

10）A 站辦理直進經(jīng)102/104#道岔側(cè)向彎出通過進路，線路所XZ1 紅燈，A 站側(cè)向區(qū)設(shè)置45 km/h 臨時限速。

11）A 站辦理直進經(jīng)102/104#道岔側(cè)向彎出通過進路，線路所XZ1 紅燈，SL8AG 設(shè)置45 km/h臨時限速。

12）A 站辦理直進經(jīng)102/104#道岔側(cè)向彎出通過進路，線路所XZ1 開放，SL8AG 設(shè)置45 km/h臨時限速。

13）A 站股道停車，單辦理發(fā)車進路。

14）A 站辦理發(fā)車進路后，列車越過出站信號機，占用SL8AG。

下行聯(lián)絡(luò)線反向，上行聯(lián)絡(luò)線正反向按上述原則選取測試案例。

各種案例在實驗室均通過測試，結(jié)果表明該RBC 移交方案可行。

需要注意的是：1）該方案不能運用于標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間閉塞分區(qū)內(nèi)的軌道電路分割點處，因無聯(lián)鎖進路的安全保證，RBC 向后續(xù)列車發(fā)送的行車許可存在冒過防護該閉塞分區(qū)紅燈的可能，即允許兩個車同進入一個閉塞分區(qū)。這是國內(nèi)鐵路技術(shù)管理規(guī)程所不能容許的；2）A 站出站信號機距離RBC 移交邊界應(yīng)滿足車載呼叫接受RBC 的要求。

6 總結(jié)

本文通過分析RBC 移交流程及樞紐地區(qū)的特殊地理場景，并結(jié)合CTCS-3 級、CTCS-2 級列控系統(tǒng)控車曲線處理的不同，對非閉塞分區(qū)處RBC 移交設(shè)計方案進行研究，并在實驗室通過了仿真測試，根據(jù)仿真結(jié)果提出限制條件，為今后規(guī)范修訂提供參考和借鑒。