中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)鐵路信號(hào)系統(tǒng)在中老鐵路磨萬(wàn)段應(yīng)用的思考與探討

中國(guó)鐵路裝備在國(guó)家的大力支持和鐵路人的努力攻關(guān)下，經(jīng)過(guò)大規(guī)模建設(shè)發(fā)展的檢驗(yàn)，已達(dá)到世界領(lǐng)先水平，中國(guó)高速鐵路成為國(guó)家名片，使中國(guó)鐵路“走出去”成為必然趨勢(shì)。隨著“一帶一路”倡議的推進(jìn)，為中國(guó)鐵路“走出去”和海外項(xiàng)目的發(fā)展帶來(lái)了新機(jī)遇。中老昆萬(wàn)鐵路(昆明—萬(wàn)象，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中老鐵路”)是見(jiàn)證中老兩國(guó)友誼的重要項(xiàng)目，中老鐵路的建成將有力地支撐中老命運(yùn)共同體的構(gòu)建和中老經(jīng)濟(jì)走廊的建設(shè)。中老鐵路磨萬(wàn)段(磨丁—萬(wàn)象南)從中老邊境口岸磨丁，途經(jīng)老撾瑯南塔省、烏多姆賽省、瑯勃拉邦省、萬(wàn)象省，終點(diǎn)為老撾首都萬(wàn)象，線路全長(zhǎng)422.4 km，單線電氣化，設(shè)計(jì)速度160 km/h，共設(shè)20 個(gè)車(chē)站。項(xiàng)目于2016 年12 月25 日開(kāi)工，已于2021 年12 月3 日竣工通車(chē)。由于中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系覆蓋了建設(shè)、運(yùn)營(yíng)及維護(hù)所需全專(zhuān)業(yè)、全過(guò)程，可以很大程度上消除建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的特殊點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，降低建設(shè)、維護(hù)的成本[1]。中老鐵路磨萬(wàn)段全線采用了中國(guó)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、使用中國(guó)設(shè)備并與中國(guó)鐵路網(wǎng)直接連通，是泛亞鐵路中線的重要組成部分。

1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.1 國(guó)際鐵路標(biāo)準(zhǔn)

海外鐵路信號(hào)項(xiàng)目工程一般要遵循通用標(biāo)準(zhǔn)和信號(hào)子系統(tǒng)功能標(biāo)準(zhǔn)。通用標(biāo)準(zhǔn)主要包括安全性標(biāo)準(zhǔn)、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)、防雷接地標(biāo)準(zhǔn)，以國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)、歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CENELEC)等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)為代表。鐵路信號(hào)子系統(tǒng)功能標(biāo)準(zhǔn)包括列車(chē)控制子系統(tǒng)、列車(chē)調(diào)度子系統(tǒng)、聯(lián)鎖子系統(tǒng)等，其中列控系統(tǒng)以歐洲的ETCS標(biāo)準(zhǔn)最有代表性，其他還有美國(guó)的PTC 列控系統(tǒng)、日本新干線列控系統(tǒng)、中國(guó)列控系統(tǒng)CTCS 等其他列控系統(tǒng)。

1.2 中老鐵路磨萬(wàn)段標(biāo)準(zhǔn)的選擇

國(guó)外鐵路項(xiàng)目?jī)A向于認(rèn)可歐洲標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)鐵路行業(yè)發(fā)展重點(diǎn)普遍集中在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用上，相對(duì)歐洲國(guó)家來(lái)說(shuō)中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)較晚，我國(guó)鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)距離被世界認(rèn)可還需要持續(xù)完善和推廣。

中老鐵路磨萬(wàn)段建設(shè)之前，老撾鐵路只有一條從泰國(guó)廊開(kāi)車(chē)站到老撾塔拉棱車(chē)站的3.5 km 的米軌鐵路，中老鐵路磨萬(wàn)段在老撾尚屬首次建設(shè)長(zhǎng)距離線路，鑒于老撾缺少成熟的鐵路標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)中老鐵路磨萬(wàn)段需與中國(guó)昆玉鐵路(昆明—玉溪)和玉磨鐵路(玉溪—磨憨)互聯(lián)互通，綜合評(píng)價(jià)老撾國(guó)情和工程實(shí)際，信號(hào)系統(tǒng)采用中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 主要信號(hào)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)

由于中老鐵路磨萬(wàn)段采用中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，調(diào)度集中系統(tǒng)、聯(lián)鎖、計(jì)軸等設(shè)備均按照目前國(guó)內(nèi)的技術(shù)要求。調(diào)度集中系統(tǒng)參照中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《調(diào)度集中系統(tǒng)技術(shù)條件》(TB/T 3471-2016)和《調(diào)度集中系統(tǒng)技術(shù)條件》(Q/CR 518-2016)。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備參照中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路車(chē)站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)條件》(TB/T 3027-2015)。道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)參照中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備安裝技術(shù)文件》(TB/T 3508-2018)。計(jì)軸設(shè)備參照中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路信號(hào)計(jì)軸應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)條件》(TB/T 3189-2007)。

2 中老鐵路磨萬(wàn)段信號(hào)系統(tǒng)方案

在“一帶一路”鐵路項(xiàng)目中，為了將中國(guó)鐵路裝備和中國(guó)鐵路標(biāo)準(zhǔn)推廣出去，在鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化方面做了一些成功的實(shí)踐[2-4]。一方面借助建設(shè)的工程項(xiàng)目進(jìn)行中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的推廣，成功案例有雅萬(wàn)高速鐵路(雅加達(dá)—萬(wàn)隆)和中老鐵路磨萬(wàn)段，這2 個(gè)項(xiàng)目全部按照中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)；也有與其他國(guó)家共同編制標(biāo)準(zhǔn)[5]的項(xiàng)目，例如俄羅斯的莫斯科—喀山鐵路；進(jìn)入歐盟市場(chǎng)的還需要符合歐洲鐵路互聯(lián)互通技術(shù)規(guī)范(TSI)的要求，開(kāi)展歐盟互聯(lián)互通指令(EC)符合性認(rèn)證，并獲得認(rèn)證證書(shū)。

中老鐵路磨萬(wàn)段信號(hào)系統(tǒng)由調(diào)度集中系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)、列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)、信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等構(gòu)成，信號(hào)系統(tǒng)及設(shè)備遵循信號(hào)故障安全原則，設(shè)計(jì)參照中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)[6]執(zhí)行。

2.1 調(diào)度集中系統(tǒng)

中老鐵路磨萬(wàn)段全線行車(chē)調(diào)度指揮采用調(diào)度集中系統(tǒng)(CTC)。CTC 可以輔助編制和調(diào)整列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃；實(shí)時(shí)查看列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)和站場(chǎng)的信號(hào)顯示；控制列車(chē)進(jìn)路；追蹤列車(chē)車(chē)次，實(shí)現(xiàn)列車(chē)運(yùn)行圖的自動(dòng)繪制；根據(jù)行車(chē)計(jì)劃結(jié)合各車(chē)站的站細(xì)，通過(guò)自律機(jī)完成列車(chē)進(jìn)路的控制。CTC 系統(tǒng)主要由調(diào)度中心子系統(tǒng)、車(chē)站子系統(tǒng)構(gòu)成，采用獨(dú)立的局域網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)互聯(lián)，整體為車(chē)站-中心2 層結(jié)構(gòu)。調(diào)度中心設(shè)置在萬(wàn)象，萬(wàn)象調(diào)度中心設(shè)置CTC 中心系統(tǒng)及行調(diào)臺(tái)設(shè)備，磨丁至萬(wàn)象南設(shè)一個(gè)行車(chē)行調(diào)臺(tái)，CTC 調(diào)度中心一般設(shè)置中心服務(wù)器和調(diào)度、維護(hù)的終端，中心服務(wù)器主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、通信前置服務(wù)器等核心服務(wù)器，接口服務(wù)器有T/D 接口服務(wù)器、GSM-R 接口服務(wù)器、對(duì)外時(shí)鐘接口服務(wù)器等，終端主要有調(diào)度員終端、助調(diào)員終端、綜合維修終端、維護(hù)臺(tái)終端、網(wǎng)管臺(tái)終端等。CTC 車(chē)站子系統(tǒng)設(shè)置車(chē)務(wù)終端、自律機(jī)、路由器交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信質(zhì)量監(jiān)督設(shè)備、信息安全防護(hù)設(shè)備、電務(wù)維護(hù)終端等。各站CTC 子系統(tǒng)接入萬(wàn)象CTC中心，中老鐵路磨萬(wàn)段CTC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 中老鐵路磨萬(wàn)段CTC 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.1 CTC system structure of Boten-Vientiane Railway

CTC 車(chē)站子系統(tǒng)根據(jù)線路運(yùn)營(yíng)作業(yè)需要，設(shè)置萬(wàn)象南站、蓬洪站、萬(wàn)榮站、瑯勃拉邦站、孟賽站、磨丁站為車(chē)站操作模式，其余14 站為中心操作模式，同時(shí)系統(tǒng)具備各站與調(diào)度中心助調(diào)臺(tái)間實(shí)時(shí)進(jìn)行車(chē)站操作、中心操作、車(chē)站調(diào)車(chē)的模式轉(zhuǎn)換，滿(mǎn)足常態(tài)、應(yīng)急處置等作業(yè)需求，中老鐵路磨萬(wàn)段CTC 車(chē)站操作方式如表1 所示。

表1 中老鐵路磨萬(wàn)段CTC 車(chē)站操作方式Tab.1 Operation mode for CTC station of Boten-Vientiane Railway

2.2 聯(lián)鎖、信號(hào)機(jī)及軌道電路

中老鐵路磨萬(wàn)段全線車(chē)站采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備，車(chē)站聯(lián)鎖系統(tǒng)的進(jìn)路控制能實(shí)現(xiàn)調(diào)度集中分散自律控制方式和非常站控方式。各站設(shè)置專(zhuān)用控制終端，控制與顯示采用鼠標(biāo)加顯示器方式。進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方制動(dòng)距離內(nèi)綜合坡度大于6‰下坡道時(shí)按照設(shè)置延續(xù)進(jìn)路設(shè)計(jì)。

進(jìn)出站信號(hào)機(jī)、調(diào)車(chē)信號(hào)機(jī)等，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合線路實(shí)際情況對(duì)部分信號(hào)機(jī)采用矮型設(shè)計(jì)，全線配置交流轉(zhuǎn)轍機(jī)。

各站正線、到發(fā)線、接近區(qū)段均使用25 Hz相敏軌道電路疊加ZPW-2000 系列電碼化，第一接近區(qū)段和側(cè)線占用疊加發(fā)碼，其他接近區(qū)段及正線預(yù)疊加發(fā)碼。

2.3 計(jì)軸、列控及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

中老鐵路磨萬(wàn)段正線區(qū)間自動(dòng)站間閉塞區(qū)段的區(qū)間占用與空閑檢查由計(jì)軸設(shè)備實(shí)現(xiàn)，計(jì)軸設(shè)備自動(dòng)檢查區(qū)間空閑及列車(chē)完全到達(dá)車(chē)站。兩站間采用基于光纖的站間安全信息傳輸設(shè)備。

列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)采用CTCS-0 級(jí)列控系統(tǒng)，列車(chē)以主體化機(jī)車(chē)信號(hào)加列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置(LKJ)構(gòu)成車(chē)載設(shè)備，以地面信號(hào)顯示作為行車(chē)憑證。

中老鐵路磨萬(wàn)段配置信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括電務(wù)維護(hù)中心監(jiān)測(cè)總機(jī)系統(tǒng)、車(chē)站監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、綜合維修工區(qū)及維修段監(jiān)測(cè)終端，以及連接中心總機(jī)系統(tǒng)與車(chē)站子系統(tǒng)的廣域網(wǎng)設(shè)備。監(jiān)測(cè)范圍包括聯(lián)鎖、閉塞、CTC、電源屏、計(jì)軸設(shè)備、道岔缺口等。

2.4 主要系統(tǒng)接口

CTC 接口包括與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖(CBI)、信號(hào)集中監(jiān)測(cè)的接口、與通訊(GRIS)的GSM-R 接口、與信息專(zhuān)業(yè)的TD 接口，系統(tǒng)在功能上具備與相鄰線路、調(diào)度中心互聯(lián)互通功能，在未來(lái)可根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。CTC 車(chē)站分機(jī)與CBI 采用RS422 實(shí)現(xiàn)冗余連接，CTC 車(chē)站分機(jī)與集中監(jiān)測(cè)站機(jī)采用RS422 串行接口方式連接。CTC 設(shè)備在信號(hào)機(jī)械室至通信機(jī)械室采用光纖通道和光接口設(shè)備連接。

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)接口包括與CTC 系統(tǒng)、信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等其他信號(hào)系統(tǒng)接口。CBI 與CTC車(chē)站分機(jī)采用RS422 實(shí)現(xiàn)冗余連接，聯(lián)鎖電務(wù)維護(hù)機(jī)采用RS422 串行接口方式與集中監(jiān)測(cè)通信。

信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與其它子系統(tǒng)間接口包括與CBI、CTC、電源屏、道岔缺口監(jiān)測(cè)等設(shè)備的接口。

3 應(yīng)用效果及思考

3.1 應(yīng)用效果

作為鐵路系統(tǒng)的“耳目”和“中樞神經(jīng)”，信號(hào)系統(tǒng)保證列車(chē)安全有序地行車(chē)與調(diào)車(chē)作業(yè)。中老鐵路磨萬(wàn)段CTC 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)列車(chē)運(yùn)行全局集中調(diào)度控制，通過(guò)系統(tǒng)站場(chǎng)顯示功能，全面實(shí)現(xiàn)列車(chē)運(yùn)行追蹤，滿(mǎn)足各作業(yè)崗位對(duì)列車(chē)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的掌握；在分散自律控制模式下，與CBI 結(jié)合，對(duì)站內(nèi)軌道電路、信號(hào)機(jī)、道岔等信號(hào)設(shè)備進(jìn)行控制，完成進(jìn)路自動(dòng)排列；計(jì)軸裝備實(shí)現(xiàn)了區(qū)間信號(hào)設(shè)備的運(yùn)用控制和狀態(tài)監(jiān)視，CTCS-0 級(jí)列控設(shè)備實(shí)現(xiàn)了車(chē)地信息有效交互，集中監(jiān)測(cè)裝備提供多系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視。CTC，CBI 等信號(hào)裝備的應(yīng)用，服務(wù)于行車(chē)指揮、設(shè)備聯(lián)控、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、綜合維護(hù)等多方面的生產(chǎn)作業(yè)，提升了中老鐵路磨萬(wàn)段的自動(dòng)化、智能化水平，減少了作業(yè)人員工作強(qiáng)度，提升了全線生產(chǎn)作業(yè)效率和綜合管理水平。中老鐵路磨萬(wàn)段信號(hào)系統(tǒng)滿(mǎn)足了老撾鐵路的運(yùn)營(yíng)和運(yùn)輸安全管理需求，配套建設(shè)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖及調(diào)度中心實(shí)訓(xùn)平臺(tái)為老撾學(xué)員提供了技術(shù)培訓(xùn)，幫助老撾鐵路工作人員熟練掌握中國(guó)鐵路信號(hào)產(chǎn)品及系統(tǒng)基本操作。

3.2 思考與探討

我國(guó)鐵路信號(hào)裝備企業(yè)在“走出去”的過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合海外鐵路信號(hào)市場(chǎng)特征，在簡(jiǎn)化系統(tǒng)接口、防范化解海外侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)、降低海外履約成本方面去探索實(shí)踐。

（1）提高信號(hào)系統(tǒng)的集成度。我國(guó)信號(hào)系統(tǒng)的架構(gòu)包含聯(lián)鎖、列控、調(diào)度指揮等子系統(tǒng)，海外項(xiàng)目有投資成本和運(yùn)維人力的限制約束，同時(shí)海外不像國(guó)內(nèi)路網(wǎng)運(yùn)輸繁忙，可以簡(jiǎn)化設(shè)備架構(gòu)，合并子系統(tǒng)功能，減少接口，實(shí)現(xiàn)縮減設(shè)備數(shù)量，減少維護(hù)工作量。

（2）注重專(zhuān)利保護(hù)、防范專(zhuān)利侵權(quán)。由于專(zhuān)利有地域性特點(diǎn)[7]，國(guó)內(nèi)信號(hào)企業(yè)在注重國(guó)內(nèi)專(zhuān)利布局的同時(shí)，也應(yīng)積極在國(guó)外申請(qǐng)專(zhuān)利，在拓展海外市場(chǎng)時(shí)避免侵犯其他權(quán)利人在國(guó)外的專(zhuān)利權(quán)。

（3）提高配線的通用性。鐵路信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目的電源、信息采集和傳輸普遍采用現(xiàn)場(chǎng)接配線的方式完成，在海外項(xiàng)目實(shí)施中由于時(shí)間、人力、物力成本等約束，可以升級(jí)配線方式，采用箱式機(jī)房或工廠配線現(xiàn)場(chǎng)插接的方式進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，降低施工調(diào)試的難度和履約成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

中老鐵路磨萬(wàn)段是目前海外建設(shè)并開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的最新鐵路項(xiàng)目，中老鐵路磨萬(wàn)段的開(kāi)通標(biāo)志著中國(guó)鐵路信號(hào)系統(tǒng)成套應(yīng)用在“一帶一路”建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目[8]。中老鐵路磨萬(wàn)段信號(hào)系統(tǒng)是我國(guó)自主研發(fā)的鐵路信號(hào)裝備成功地應(yīng)用在第一條與中國(guó)境內(nèi)鐵路網(wǎng)直接連通的、符合“中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)”的電氣化鐵路上，成功護(hù)航中老鐵路通暢運(yùn)行[9]。在“一帶一路”倡議背景下，借助中老鐵路的建設(shè)，我國(guó)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)得以走出國(guó)門(mén)，從而獲得更多的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[10]。目前我國(guó)鐵路信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目“走出去”以中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為主，在歐盟市場(chǎng)應(yīng)符合當(dāng)?shù)氐囊幌盗袠?biāo)準(zhǔn)。通過(guò)討論國(guó)際鐵路標(biāo)準(zhǔn)和磨萬(wàn)項(xiàng)目的信號(hào)系統(tǒng)解決方案，總結(jié)其他海外鐵路項(xiàng)目信號(hào)系統(tǒng)方案，希望更多的國(guó)內(nèi)信號(hào)企業(yè)積極深入研究，從不同地區(qū)海外項(xiàng)目業(yè)主的系統(tǒng)需求、運(yùn)營(yíng)實(shí)際出發(fā)，提出更加合理的解決方案，不斷完善我國(guó)高速鐵路信號(hào)產(chǎn)品功能，推動(dòng)我國(guó)鐵路 “走出去”項(xiàng)目的實(shí)施。