新建高鐵引入既有樞紐列控系統(tǒng)適應(yīng)性改造的研究與分析

劉露露 中國鐵路上海局集團有限公司上海電務(wù)段

本文以我局近十年來新建高鐵引入樞紐的列控系統(tǒng)改造實例為藍本，分別從新線引入樞紐的工作特點、列控系統(tǒng)引入樞紐的分類、改造的總體思路、具體實施過程中的重點工作等方面對樞紐地區(qū)適應(yīng)性改造的情況進行了深入分析，為以后的高鐵引入既有樞紐列控系統(tǒng)改造工作提供參考。

1 新線引入樞紐的工作特點

1.1 工作要求高

既有樞紐設(shè)備均為在用設(shè)備，施工結(jié)束后必須立即開通啟用，投入第二天的正常運用，對工程質(zhì)量、軟件質(zhì)量、施工組織、試驗全面準確等要求高。

1.2 涉及設(shè)備多

CTCS-2、3級列控引入樞紐幾乎涉及信號的所有系統(tǒng)，現(xiàn)場站場站型發(fā)生變化，通常需修改聯(lián)鎖、列控、CTC、TSRS、RBC等軟件以及信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、采集驅(qū)動配線、電源屏容量、集中監(jiān)測接口、路局中心的CTC、TDCS設(shè)備修改等。

1.3 試驗工作量大

樞紐車站站場一般比較大、方向多，聯(lián)鎖關(guān)系復(fù)雜，試驗的難度大，通常需要多個試驗小點進行現(xiàn)場的掛聯(lián)試驗，而且每一次試驗均需進行軟件的倒換，結(jié)束后又要保證設(shè)備的正?；謴?fù)。

1.4 時間緊張

一是體現(xiàn)在整個工期上，基本上是按開通日期倒排進度，沒有出現(xiàn)問題的余地；二是體現(xiàn)在每次施工上，尤其是現(xiàn)場聯(lián)掛試驗，新舊軟件倒換需占用一定的時間；三是體現(xiàn)在廠家的軟件提供上，提供日期與開通目標(biāo)日期時間有限。

2 列控系統(tǒng)引入樞紐的分類

目前新建高鐵的列控等級普遍采用CTCS-2級或CTCS-3級，基于既有樞紐地區(qū)列控等級的不同情況，主要分為以下幾種類型：

（1）CTCS-2級新線引入CTCS-3級樞紐；

（2）CTCS-2級新線引入CTCS-2級樞紐；

（3）CTCS-2級新線引入CTCS-0/1級樞紐；

（4）CTCS-3級新線引入CTCS-3級樞紐；

（5）CTCS-3級新線引入CTCS-2級樞紐；

（6）CTCS-3級新線引入CTCS--0/1級樞紐。

3 列控系統(tǒng)引入樞紐的總體技術(shù)思路

列控系統(tǒng)適應(yīng)性改造的總體思路就是保證新建與既有列控系統(tǒng)車站之間、車站與中心之間、車載與地面系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)設(shè)備聯(lián)通、信息接口聯(lián)通、信息流聯(lián)通，以形成整體功能系統(tǒng)。

結(jié)合引入樞紐的不同類型和實際情況，需要分別來制定列控系統(tǒng)改造的具體方案，具體為：

3.1 CTCS-2級新線引入CTCS-3級樞紐

圖1 在既有樞紐內(nèi)增設(shè)C2→C3級間轉(zhuǎn)換點

當(dāng)新建線路采用標(biāo)準CTCS-2級列控等級，既有樞紐采用標(biāo)準CTCS-3級列控等級時，由于CTCS-3級列控系統(tǒng)可以向下兼容，所以可以采用兩種接入方式：

一是既有樞紐不做改造，在新線中按CTCS-2級模式運行的動車組進入樞紐后仍維持既有CTCS-2級模式運行，而原在樞紐地區(qū)采用CTCS-3級模式運行的動車組也仍按原模式運行，新舊互不干擾。二是在既有樞紐內(nèi)增設(shè)C2→C3級間轉(zhuǎn)換點，示意圖見圖1。

在新線中按CTCS-2級模式運行的動車組進入樞紐后，通過新設(shè)的C2→C3級間轉(zhuǎn)換點轉(zhuǎn)為CTCS-3級模式運行，由樞紐以CTCS-3級模式運行的動車組通過新設(shè)的C3→C2級間轉(zhuǎn)換點轉(zhuǎn)為CTCS-2級模式運行。

3.2 CTCS-2級新線引入CTCS-2級樞紐

當(dāng)新建線路采用標(biāo)準CTCS-2級列控等級，而既有樞紐也采用標(biāo)準CTCS-2級列控等級時，無需做額外改造，在新線中按CTCS-2級模式運行的動車組進入樞紐后仍繼續(xù)以CTCS-2級模式運行。

3.3 CTCS-2級新線引入CTCS-0/1級樞紐

當(dāng)新建線路采用標(biāo)準CTCS-2級列控等級，既有樞紐采用標(biāo)準CTCS-0/1級列控等級時，可以采用兩種接入方式：

一是對既有樞紐按CTCS-2級標(biāo)準進行改造，完成后即與3.2的模式相同。二是既有樞紐內(nèi)增設(shè)C2→C0級間轉(zhuǎn)換點，示意圖見圖2。

圖2 既有樞紐內(nèi)增設(shè)C2→C0級間轉(zhuǎn)換點

在新線中按CTCS-2級模式運行的動車組進入樞紐后，通過新設(shè)的C2→C0級間轉(zhuǎn)換點轉(zhuǎn)為CTCS-0/1級模式運行，由樞紐以CTCS-0/1級模式運行的動車組通過新設(shè)的C0→C2級間轉(zhuǎn)換點轉(zhuǎn)為CTCS-2級模式運行。

3.4 CTCS-3級新線引入CTCS-3級樞紐

當(dāng)新建線路采用標(biāo)準CTCS-3級列控等級，而既有樞紐也采用標(biāo)準CTCS-3級列控等級時，無需做額外改造，在新線中按CTCS-3或2級模式運行的動車組進入樞紐后仍繼續(xù)以CTCS-3或2級模式運行。

3.5 CTCS-3級新線引入CTCS-2級樞紐

當(dāng)新建線路采用標(biāo)準CTCS-3級列控等級，既有樞紐采用標(biāo)準CTCS-2級列控等級時，可以采用兩種接入方式：

一是對既有樞紐按CTCS-3級標(biāo)準進行改造，完成后即與3.4的模式相同。二是既有樞紐內(nèi)增設(shè)C3→C2級間轉(zhuǎn)換點，示意圖見圖3。

圖3 既有樞紐內(nèi)增設(shè)C3→C2級間轉(zhuǎn)換點

在新線中按CTCS-3級模式運行的動車組進入樞紐后，通過新設(shè)的C3→C2級間轉(zhuǎn)換點轉(zhuǎn)為CTCS-2級模式運行，由樞紐以CTCS-2級模式運行的動車組通過新建車站出站口位置設(shè)置的C2→C3級間轉(zhuǎn)換點轉(zhuǎn)為CTCS-3級模式運行。

3.6 CTCS-3級新線引入CTCS--0/1級樞紐

當(dāng)新建線路采用標(biāo)準CTCS-3級列控等級，既有樞紐采用標(biāo)準CTCS-0/1級列控等級時，由于裝備CTCS-3級車載ATP設(shè)備的動車組不裝備LKJ設(shè)備，所以動車組無法在CTCS--0/1級模式下運行，這種情況下的既有樞紐必須做列控系統(tǒng)貫通改造，可以采用兩種接入方式：

一是對既有樞紐按CTCS-3級標(biāo)準進行改造，完成后即與3.4的模式相同。二是對既有樞紐按CTCS-2級標(biāo)準進行改造，完成后即與3.5的模式相同。

4 列控系統(tǒng)引入樞紐改造的重點環(huán)節(jié)

4.1 技術(shù)方案的研究確定

（1）要滿足相關(guān)的技術(shù)規(guī)范要求。一般情況下不宜采用特殊處理，如需采用特殊處理需報上級批準或?qū)ｎ}會議紀要明確確定，并且需在列控系統(tǒng)說明書中進行詳細的說明。

（2）技術(shù)上和施工上要具有可操作性。主要是實施的難度上，比如難以在一個施工點內(nèi)完成的工作量或者實施范圍過大時，需對整體工作量進行合理分解，分步實施，如是過渡方案，還需考慮過渡的時間以及下一步轉(zhuǎn)為正式方案的難度。

（3）配套工程要滿足的相應(yīng)條件。主要是對其他專業(yè)施工進度的要求，站前的配合條件，包括列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是否齊全、站前施工條件是否已完成等。信號內(nèi)部各系統(tǒng)間是否能夠同步完成，設(shè)備上是否存在限制條件，能否滿足現(xiàn)場需求等。

（4）明確對使用部門的影響和限制。實施是否涉及運輸組織的變化，如臨時限速的范圍的修改，操作方式的變化。以及開通后是否存在限制條件。如部分功能停用，或反向停用C2功能等。

4.2 工作量的調(diào)查

確定技術(shù)方案后，電務(wù)段應(yīng)與施工單位、設(shè)備廠家進行對接溝通，按照確定的方案進行相應(yīng)的工作量調(diào)查，主要是對施工工作量、既有設(shè)備利舊情況與各系統(tǒng)軟件修改工作量進行全面的調(diào)查。通常包括：

（1）本站列控系統(tǒng)修改的工作量；采集、驅(qū)動發(fā)生的變化，信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)的變化。

（2）列控系統(tǒng)涉及其他車站的修改工作量。

（3）本站需配套的其他系統(tǒng)修改的工作量。

（4）涉及其他系統(tǒng)其他車站修改的工作量。

（5）其他段配合的工作量；如中心設(shè)備與車站設(shè)備的配合以及網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整與通信段的配合。

（6）仿真試驗與現(xiàn)場試驗的工作量；包括詳細的作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)時間、試驗內(nèi)容與所需的試驗時間。信息一致性核對，與鄰站的接口測試，系統(tǒng)間的測試，以及在仿真試驗臺上難以實現(xiàn)的功能測試等。

（7）能夠同步實施的內(nèi)容。

4.3 細化實施方案

對施工作業(yè)流程，各環(huán)節(jié)之間的關(guān)系進行分析，進行施工組織方案編制。

（1）對調(diào)查統(tǒng)計的所有工作量進行分析，施工前后順序的邏輯關(guān)系；如中心的TSRS軟件是否需要先于車站軟件實施等。

（2）確定每次施工的作業(yè)范圍，在規(guī)定的天窗時間內(nèi)必須能夠完成；明確停用范圍，確保在施工中不會造成超范圍施工。

（3）具備聯(lián)掛試驗的必備條件、外部條件進行分析。重點是前一個環(huán)節(jié)施工是不是已完成，報計劃時應(yīng)充分考慮前一步驟未完成對后續(xù)施工可能產(chǎn)生的影響；同時應(yīng)考慮其他專業(yè)的施工條件是否滿足。

（4）盡可能減少大開通的工作量，減少大開通試驗所需模擬條件的數(shù)量。

（5）結(jié)合方案協(xié)調(diào)足夠的天窗數(shù)量及每次天窗的時間，滿足現(xiàn)場聯(lián)掛試驗需要。確定方案后，協(xié)調(diào)建設(shè)單位提前與運輸部門溝通，提出詳細的施工要點計劃。提供幾個備選方案，現(xiàn)場聯(lián)掛試驗原則上不宜次數(shù)過多，避免可能對設(shè)備造成的影響。

4.4 施工組織方案編制

根據(jù)運輸提供的實際施工點與按照路局《施工組織方案編制要求》，與施工單位一起對每一次施工編制相應(yīng)的施工組織方案。

（1）施工單位確定每次施工前期準備工作所需的天窗時間、施工作業(yè)內(nèi)容、聯(lián)鎖試驗項目，進行施工流程圖編制等。

（2）對每次施工的影響范圍進行分析，確定是否涉及其他車站的修改，或其他系統(tǒng)軟件的修改，避免發(fā)生要點范圍不足，尤其是CTC/TDCS，透明車站、中心施工計劃的提報。

（3）按需要考慮列控系統(tǒng)的動車試驗方案。

（4）施工單位建立每一步施工組織方案，施工單位的人員配合，工器具的配備等。

（5）電務(wù)段制訂每次施工的配合方案，涉及哪些影響既有設(shè)備的施工，同步制訂相應(yīng)的聯(lián)鎖試驗內(nèi)容、試驗方案，軟件倒換回退方案。

（6）每一步開通后的設(shè)備變化情況，過渡期間的設(shè)備維護要求要進行說明，尤其是新網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及電源設(shè)備等提前啟用等。

4.5 靜態(tài)及動態(tài)試驗方案

（1）試驗需要具備的條件。如試驗時間不滿足，未試驗完成部分需停用時，需提出每次施工后相應(yīng)的限制條件，并在車站或調(diào)度所做好登記。如TSRS試驗未完成，暫時停用相關(guān)區(qū)段的臨時限速等。

（2）試驗的內(nèi)容。樞紐車站對所有試驗項目按股道進行梳理，交車站進行分析研究，提出試驗方案。必要時調(diào)整列車運行，為聯(lián)調(diào)聯(lián)試提供必要的天窗。

（3）試驗的范圍。尤其是引入樞紐，不在正線聯(lián)調(diào)聯(lián)試的范圍內(nèi)，需在聯(lián)調(diào)聯(lián)試方案審查時提出增加測試的范圍。

（4）試驗期間的問題分析。每天的試驗情況，次日的試驗計劃，需要配合的具體項目，人員安排，試驗期間問題都要及時的進行分析反饋。

5 結(jié)束語

以上是從新線引入樞紐的工作特點、列控系統(tǒng)引入樞紐的分類、改造的總體技術(shù)思路、以及具體實施過程中的重點工作等幾方面對新建高鐵引入既有樞紐地區(qū)列控系統(tǒng)適應(yīng)性改造的情況進行了分析。

但是由于新建高鐵的建設(shè)與既有樞紐各線建設(shè)時期不同，普遍存在著技術(shù)適用規(guī)范與客觀條件上的差異，主要體現(xiàn)在接口制式不同、各項接口軟件的預(yù)留情況不同等，所以實際完成一條新線接入項目時還需要結(jié)合新舊列控系統(tǒng)的技術(shù)特點深入調(diào)查，才能制定出有針對性的、操作性強的接入方案，完成接入的改造工作，為以后的高鐵引入既有樞紐列控系統(tǒng)改造工作提供參考。