CTCS-2 與CTCS-3 級(jí)列車(chē)控制系統(tǒng)等級(jí)轉(zhuǎn)換方案研究

王菲

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京102600）

1 引言

隨著鐵路大提速和高速鐵路的大規(guī)模建設(shè)，列控系統(tǒng)作為高速鐵路的“神經(jīng)中樞”，是保障高速鐵路行車(chē)安全、提高運(yùn)輸效率的核心[1]。列控系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)配置按功能可分為不同列控等級(jí)，為保證行車(chē)效率，當(dāng)線路采用CTCS-3 級(jí)列控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)與鄰線列控系統(tǒng)兼容，可實(shí)現(xiàn)CTCS-3（以下簡(jiǎn)稱(chēng)C3）和 CTCS-2（以下簡(jiǎn)稱(chēng) C2）等級(jí)線路的轉(zhuǎn)換。等級(jí)轉(zhuǎn)換可分為正常情況下固定點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換以及C3 無(wú)線超時(shí)轉(zhuǎn)C2級(jí)的不停車(chē)2 種轉(zhuǎn)換。

級(jí)間轉(zhuǎn)換應(yīng)答器布置示意如圖1 所示。

圖1 級(jí)間轉(zhuǎn)換應(yīng)答器布置示意

2 滿(mǎn)足轉(zhuǎn)換距離固定點(diǎn)轉(zhuǎn)換

2.1 C2 轉(zhuǎn)C3

從呼叫RBC 至預(yù)告等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)至等級(jí)轉(zhuǎn)換執(zhí)行點(diǎn)均應(yīng)滿(mǎn)足列車(chē)在C2 最大允許速度下運(yùn)行20s 的距離（主要含車(chē)載反應(yīng)時(shí)間、行車(chē)許可下達(dá)以及安全保護(hù)距離等），且不在同一個(gè)閉塞分區(qū)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)等級(jí)轉(zhuǎn)換的不停車(chē)切換。當(dāng)C2 轉(zhuǎn)入C3 等級(jí)失敗時(shí)，C3 列控等級(jí)均可以兼容C2 等級(jí)，在滿(mǎn)足出站口等級(jí)轉(zhuǎn)換執(zhí)行點(diǎn)應(yīng)答器組和RBC 切換點(diǎn)應(yīng)答器組間距離大于等級(jí)轉(zhuǎn)換執(zhí)行應(yīng)答器組所在區(qū)段線路最高碼序至HU 碼的距離下，可在下一個(gè)車(chē)站出站口實(shí)現(xiàn)等級(jí)轉(zhuǎn)換。

2.2 C3 轉(zhuǎn)C2

同理C2 轉(zhuǎn)C3，運(yùn)行等級(jí)為C3 等級(jí)列車(chē)，經(jīng)過(guò)預(yù)告應(yīng)答器組YG 預(yù)告前方等級(jí)轉(zhuǎn)換位置信息，RBC 生成行車(chē)許可，車(chē)載設(shè)備根據(jù)等級(jí)轉(zhuǎn)換命令，激活C2 列控單元，按C2 速度生成列控速度-距離曲線，準(zhǔn)備進(jìn)入C2 等級(jí)運(yùn)行。當(dāng)列車(chē)接近等級(jí)轉(zhuǎn)換應(yīng)答器組時(shí)，車(chē)載設(shè)備提示C3/C2 等級(jí)轉(zhuǎn)換，由司機(jī)確認(rèn)等級(jí)轉(zhuǎn)換信息。列車(chē)越過(guò)等級(jí)轉(zhuǎn)換執(zhí)行應(yīng)答器組，車(chē)載設(shè)備自動(dòng)轉(zhuǎn)換為C2 等級(jí)運(yùn)行。同理，預(yù)告應(yīng)答器組至執(zhí)行應(yīng)答器組間距離應(yīng)大于列車(chē)由C3 允許速度制動(dòng)至執(zhí)行點(diǎn)C2 允許速度的制動(dòng)距離再加上該區(qū)段線路允許速度運(yùn)行5s 的距離。對(duì)于C3 轉(zhuǎn)入C2 失敗時(shí)，為保證行車(chē)效率，列控執(zhí)行應(yīng)答器組數(shù)據(jù)覆蓋范圍需延伸至列車(chē)以C2 最高允許速度最大常用制動(dòng)至0 的距離。

3 不滿(mǎn)足轉(zhuǎn)換距離固定點(diǎn)轉(zhuǎn)換

對(duì)于跨聯(lián)絡(luò)線等級(jí)轉(zhuǎn)換運(yùn)行的動(dòng)車(chē)組，為提高運(yùn)輸效率一般設(shè)計(jì)在聯(lián)絡(luò)線上實(shí)現(xiàn)不停車(chē)等級(jí)轉(zhuǎn)換。但是在聯(lián)絡(luò)線比較短情況下，應(yīng)結(jié)合車(chē)載及實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。

青鹽線鹽城北站至圩洋線路所聯(lián)絡(luò)線，鹽城北站采用CTCS-2 級(jí)列控系統(tǒng)，由于區(qū)間線路較短，設(shè)置C3 向C2 的等級(jí)轉(zhuǎn)換固定點(diǎn)，按上面所述，實(shí)現(xiàn)級(jí)間轉(zhuǎn)換。設(shè)計(jì)方案如圖2 所示。

圖2 設(shè)計(jì)方案圖

在C2 級(jí)向C3 級(jí)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，方案一由鹽城北站經(jīng)圩洋線路所進(jìn)入徐鹽客專(zhuān)正線時(shí)僅有唯一進(jìn)路，在鹽城北上行進(jìn)站信號(hào)機(jī)（S，SF）應(yīng)答器組處接收來(lái)自應(yīng)答器RBC 呼叫連接信息，啟動(dòng)車(chē)載設(shè)備與RBC 的呼叫鏈接程序，根據(jù)聯(lián)絡(luò)線線路允許速度120km/h，滿(mǎn)足大于20s 的運(yùn)行距離后，設(shè)置C2 向C3 轉(zhuǎn)換預(yù)告點(diǎn)，在滿(mǎn)足在該線路允許速度運(yùn)行20s 的距離且不在同一閉塞分區(qū)的圩洋線路所上行出站口（進(jìn)站應(yīng)答器組）處，實(shí)施等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)設(shè)置。

此方案在實(shí)際仿真測(cè)試出現(xiàn)如下故障：在正常接發(fā)車(chē)通過(guò)下，可實(shí)現(xiàn)等級(jí)轉(zhuǎn)換，但在圩洋線路所TXL 進(jìn)站口以引導(dǎo)模式接車(chē)時(shí)，在圩洋線路所TSF 出站口列車(chē)最小安全前端位置越過(guò)C2 轉(zhuǎn)C3 執(zhí)行點(diǎn)，RBC 向車(chē)載設(shè)備發(fā)送轉(zhuǎn)為C3 完全監(jiān)控行車(chē)許可命令；C3 級(jí)車(chē)載設(shè)備軟件執(zhí)行列車(chē)最大安全前端收到應(yīng)答器執(zhí)行轉(zhuǎn)換點(diǎn)命令，轉(zhuǎn)為C3 級(jí)后且收到FS 的行車(chē)許可，才能實(shí)現(xiàn)C3 完全監(jiān)控模式。由于RBC 與C3 車(chē)載執(zhí)行等級(jí)轉(zhuǎn)換命令邏輯不一致，引起車(chē)載觸發(fā)緊急制動(dòng)。因此，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

在方案一基礎(chǔ)上，將C2 轉(zhuǎn)C3 執(zhí)行點(diǎn)向圩洋線路所下行正線方向延伸一個(gè)閉塞分區(qū)。即設(shè)在2LQ 閉塞分區(qū)應(yīng)答器組處，使得RBC 和車(chē)載先將行車(chē)模式轉(zhuǎn)為FS（完全監(jiān)控模式），再經(jīng)過(guò)等級(jí)轉(zhuǎn)換執(zhí)行點(diǎn)，生成完全監(jiān)控模式行車(chē)許可MA，實(shí)現(xiàn)C2 轉(zhuǎn)為C3 等級(jí)轉(zhuǎn)換命令。

4 C3 無(wú)線超時(shí)轉(zhuǎn)C2 級(jí)的不停車(chē)轉(zhuǎn)換

在C3 級(jí)的線路中，當(dāng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)GSM-R 或者RBC 設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，在工程設(shè)計(jì)中無(wú)須設(shè)置相關(guān)應(yīng)答器組，列控車(chē)載設(shè)備可從C3 不停車(chē)切換至C2 等級(jí)運(yùn)行，保證了運(yùn)行效率。

通過(guò)以上總結(jié)，在設(shè)置等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)時(shí)，要結(jié)合實(shí)際車(chē)載仿真運(yùn)算，在適當(dāng)固定地點(diǎn)進(jìn)行級(jí)間轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在設(shè)置等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)時(shí)，要結(jié)合實(shí)際車(chē)載仿真運(yùn)算，在適當(dāng)固定地點(diǎn)進(jìn)行級(jí)間轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。