王素姣,吳 建

(1.中鐵工程設計咨詢集團有限公司通號院,北京 100055；2.武漢鐵路局襄樊電務段信號技術科,湖北襄樊 441000)

1 概述

當前已經實施的CTCS-2級列控系統(tǒng)中,有源應答器報文由列控中心存儲并選擇。采用該種方式,列控中心存儲量有限,限制了應答器報文的存儲數量,從而對臨時限速的下達帶來諸多限制。兩站(含中繼站)一區(qū)間加一制動余量范圍內僅允許設置1處臨時限速。臨時限速等級設45、80、120、160、200、250 km/h 6檔；區(qū)間及站內正線臨時限速區(qū)域以閉塞分區(qū)為基本單元。該方式的缺點是臨時限速設置不夠靈活,不能很好地滿足運營維護的實際需求,且列控中心預存儲報文的數量也相當龐大,給列控中心的數據編制和驗證帶來了極大的不便。

因此,對臨時限速報文動態(tài)組幀進行研究,實現(xiàn)根據輸入條件實時完成臨時限速報文的編譯和發(fā)送,可極大緩解列控中心報文容量壓力。同時,可使臨時限速從影響范圍、限制速度值等方面更加精確,使臨時限速設置更加靈活,以提高運輸效率。

2 臨時限速信息包結構分析

列控中心應答器報文數據由于疊加了臨時限速信息包的不同組合,使得列控中心報文數量成幾何倍增加,這給報文的編制和校核帶來了極大的麻煩。臨時限速報文的動態(tài)編譯將極大地緩解列控中心存儲報文數量壓力,實現(xiàn)由“存儲—條件—選擇—發(fā)送”過程向“條件—編譯—發(fā)送”過程的轉變。

對臨時限速報文數據結構的分析如表1所示。

表1 臨時限速報文數據結構分析

2.1 驗證方向

對于每個有源應答器臨時限速包的方向有效性,在動態(tài)編譯情況下,完全等同于線路當前方向,即列車正向運行則正向有效,反之則反向有效，如圖1所示。

圖1 有源應答器臨時限速報文驗證方向示意

對于車站內的有源應答器,僅當收到聯(lián)鎖的進路編號后,對于進路上的應答器才發(fā)送相應報文,如辦理B1至B7的正線通過,B1和B7的臨時限速報文均為正向有效；如辦理經過B1、B3、B5、B7的側線通過進路,B1、B5、B7均為正向有效,B3發(fā)送預告報文。即站內有源應答器可由進路屬性來確定,根據站內應答器的布置情況,對應每個車站逐條進路建立經過的始端應答器及其方向。

對于中繼站的有源應答器,其臨時限速報文的驗證方向由區(qū)間方向決定,當區(qū)間方向為正向時,則限速報文正向有效,反之則反向有效。

2.2 臨時限速信息有效區(qū)段長度

當一個管轄范圍內可設置多處臨時限速時,不管是進站口、出站口,還是出站信號機處的有源應答器,除側線接車外,其臨時限速信息有效區(qū)段長度可覆蓋至同方向限速管轄范圍的末端,那么有效區(qū)段長度的值可根據應答器的坐標之差獲得,如果是側線發(fā)車可通過發(fā)車進路長度和正線里程坐標相減獲得。側線接車臨時限速有效區(qū)段長度為接車進路長度加80 m,再加上有源應答器距絕緣節(jié)的距離,如圖2所示。

圖2 臨時限速有效區(qū)段長度

可見,要獲取臨時限速區(qū)段長度需存儲應答器坐標信息、站內進路信息等,作為限速報文動態(tài)組幀的輸入。

2.3 到臨時限速區(qū)段的距離、臨時限速區(qū)段的長度及限速值

到臨時限速區(qū)段的距離、臨時限速區(qū)段的長度及限速值這3個變量均是從臨時限速設置時獲取輸入,對于多處設置的限速用數組進行數據存儲。對于限速區(qū)段存在覆蓋的限速,可按時間順序進行覆蓋處理,也可在校驗層以現(xiàn)有方式按沖突處理不予執(zhí)行。如按時間順序覆蓋進行處理,其覆蓋原則如圖3所示。

圖3 限速區(qū)段覆蓋處理

80、90 km/h為已經存在的限速,此時,若下達如圖3所示的50 km/h的限速時,按照時間先后覆蓋原來限速與50 km/h限速的重復部分。此時,80 km/h限速的限速長度由k2-k1變?yōu)閗1-k5,50 km/h限速的D_TSR為0,L_TSR為k6-k5,90 km/h限速的D_TSR為0,L_TSR為k4-k6。

可見,臨時限速還需對原有限速信息進行存儲,以完成限速變化后臨時限速數據再次動態(tài)組幀及報文編譯。

3 臨時限速動態(tài)組幀的設計及實現(xiàn)

臨時限速設置及取消控制實現(xiàn)過程如圖4所示。

圖4 臨時限速設置及取消控制實現(xiàn)過程

如果增加了對有源應答器的檢測,則增加了虛線的反饋過程。

根據上述對臨時限速報文結構、限速功能需求的分析,臨時限速動態(tài)組幀結構設計如圖5所示。

圖5 臨時限速動態(tài)組幀結構設計

各模塊主要功能如下。

輸入模塊：接受CTC和聯(lián)鎖發(fā)送的限速命令、進路辦理取消信息。

數據庫模塊：存儲應答器位置、站內進路數據信息。

數據處理：根據輸入數據以及存儲的靜態(tài)數據,計算限速報文中每個變量的10進制數值。

報文編譯：對限速報文中每個字段進行二進制編碼,然后組合疊加。

以下行進站口X為例,其臨時限速報文動態(tài)組幀流程圖如圖6所示。

圖6 臨時限速報文動態(tài)組幀流程

4 結論及展望

臨時限速報文動態(tài)組幀的實現(xiàn)將極大緩解列控中心報文容量,同時使臨時限速的影響范圍縮小,限速速度值可精確到分辨率5 km/h。同時,對應答器組內有源應答器和無源應答器分擔數據包進行合理分配,如在進出站口各增加一個有源應答器,僅放置臨時限速包,這樣就使一個限速管轄范圍內可同時設置多處臨時限速,使臨時限速設置更加靈活,提高運輸效率。

臨時限速直接影響到列車運行安全和人身安全,其重要性不言而喻,臨時限速報文在動態(tài)編譯完成后,就直接發(fā)送到有源應答器。如何保證其數據的正確性也將是一個新的課題。主要方法有增加有源應答器的檢測、動態(tài)組幀的仿真測試試驗等等。只有通過反復的論證才能檢驗動態(tài)組幀后數據的有效性和正確性。

具有全新臨時限速功能的CTCS-3級列控系統(tǒng)已經在武廣和鄭西客運專線開通使用,其中的臨時限速服務器和具有應答器報文實時編碼功能的列控中心同樣可以運用于CTCS-2級列控系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備以米為精度的臨時限速下達,并且應答器管轄范圍內最多可以下達5處限速。

[1]科技運[2007]158號，客運專線CTCS-2級列控系統(tǒng)列控中心技術規(guī)范(暫行)[S].

[2]鐵集成[2007]124號，客運專線CTCS-2級列控系統(tǒng)配置及運用技術原則(暫行)[S].

[3]運營基號[2008]42號文，CTCS-2級列控系統(tǒng)工程數據表編制暫行規(guī)定[S].

[4]科技運[2008]16號文，CTCS-2級應答器報文定義及應用原則(暫行)[S].