王海忠

（鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津 300251）

隨著京津城際工程的推進(jìn)，有關(guān)部門提出京津城際動(dòng)車組應(yīng)運(yùn)行至天津?yàn)I海新區(qū)，同時(shí)對(duì)運(yùn)行時(shí)間提出較嚴(yán)格要求。為滿足該要求，需要研究京津城際高速動(dòng)車組如何經(jīng)既有京山線到達(dá)塘沽站，其中的難點(diǎn)之一是列控系統(tǒng)如何配置，才能在較短時(shí)間內(nèi)建成并達(dá)到安全控車的目的。

1 總體方案

京津城際工程列控系統(tǒng)地面配置了兼容CTCS-2級(jí)的ETCS 1級(jí)列控系統(tǒng)，可以同時(shí)滿足裝備了ETCS 1級(jí)或CTCS-2級(jí)列控車載設(shè)備的動(dòng)車組（簡(jiǎn)稱E1列車或C2列車）上線運(yùn)行。而既有京山線天津至塘沽段（簡(jiǎn)稱延長(zhǎng)線）為四顯示自動(dòng)閉塞區(qū)段，因此，從車載設(shè)備的角度看，可以有2種解決方案：一是E1列車在京津城際線和延長(zhǎng)線均按E1模式運(yùn)行；二是C2列車在京津城際線按C2模式運(yùn)行，在延長(zhǎng)線切換為C0模式運(yùn)行。方案2工程內(nèi)容簡(jiǎn)單，只需在2條線接口處設(shè)置列控模式切換點(diǎn)即可，地面基本無列控系統(tǒng)引起的改造工程，但C2列車的全程運(yùn)行時(shí)間無法滿足要求，因此，無法采用方案2。必須重點(diǎn)對(duì)方案1進(jìn)行研究。

2 ETCS 1列控方案

2.1 ETCS 1列控方案比選

從控車和臨時(shí)限速解決方案的角度，主要研究以下3個(gè)方案。

（1）動(dòng)車組裝備LKJ方案

延長(zhǎng)線屬于四顯示自動(dòng)閉塞區(qū)段，列車運(yùn)行速度一般限制在160 km/h，因此，首先研究采用既有線LKJ控車方案是否可行。LKJ控車涉及在動(dòng)車組上為L(zhǎng)KJ預(yù)留安裝位置以及與E1/C2車載設(shè)備接口，因設(shè)計(jì)初期沒有預(yù)留該接口，主管部門也明確在高速動(dòng)車組上不考慮安裝LKJ，因此，如采用LKJ控車方案需要修改的內(nèi)容太多，短期內(nèi)無法實(shí)施。

（2）地面按ETCS 1級(jí)列控系統(tǒng)要求改造，臨時(shí)限速由調(diào)度命令解決

地面在列車信號(hào)機(jī)處均設(shè)置LEU和有源應(yīng)答器，通過采集軌道電路編碼確定空閑區(qū)間數(shù)，經(jīng)LEU和有源應(yīng)答器編碼后發(fā)送給E1列車，傳遞移動(dòng)授權(quán)信息。為了簡(jiǎn)化列控方案，建議臨時(shí)限速由調(diào)度命令解決。該方案沒有解決臨時(shí)限速自動(dòng)控制問題，在安全性要求越來越高的情況下，該方案存在明顯缺陷，不適宜采用。

（3）地面按ETCS 1級(jí)列控系統(tǒng)要求改造，并由列控系統(tǒng)解決臨時(shí)限速方案

這是一個(gè)相對(duì)比較完善的解決方案，移動(dòng)授權(quán)和臨時(shí)限速均由列控系統(tǒng)解決，列車處于完全監(jiān)控模式下，提供安全運(yùn)行的基本保障。下面重點(diǎn)研究地面ETCS 1級(jí)列控系統(tǒng)臨時(shí)限速的解決方案。

2.2 臨時(shí)限速方案比選

方案1：延長(zhǎng)線與京津城際線采用相同臨時(shí)限速控制方案，從技術(shù)上保持京津城際高速動(dòng)車組運(yùn)營(yíng)線路上列控模式的一致。

方案2 ：參照既有線CTCS-2級(jí)提速區(qū)段臨時(shí)限速控制方案，各站配備列控中心和串口LEU，控制進(jìn)出站信號(hào)機(jī)處有源應(yīng)答器完成移動(dòng)授權(quán)和臨時(shí)限速報(bào)文的發(fā)送。

方案3 ：在車站運(yùn)轉(zhuǎn)室設(shè)置一個(gè)臨時(shí)限速盤，對(duì)應(yīng)每個(gè)閉塞分區(qū)設(shè)一檔限速按鈕（多設(shè)信息量不足，并口LEU每臺(tái)最多16條信息），如45 km/h，該按鈕信息對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)3個(gè)繼電器，含義 分別 為 ：“200→ 45”、“45→ 45”和“45→停車”，由這3個(gè)繼電器分別作為觸發(fā)停車碼序的條件，在限速區(qū)之前的一個(gè)閉塞分區(qū)入口發(fā)送限速信息，避免列車提前停車。有源應(yīng)答器最多輸入條件包括：前方5個(gè)閉塞分區(qū)空閑信息（對(duì)應(yīng)U碼至L3碼）、停車信息（對(duì)應(yīng)HU碼）、臨時(shí)限速信息（3條信息）、正線引導(dǎo)信息、側(cè)線接車、側(cè)線引導(dǎo)、默認(rèn)等共13種信息。如再增加一檔，如80 km/h，除上述類似信息外，還存在“80→45”及“45→80”等組合信息，信息量不夠。限速報(bào)文采用ETCS第65包。臨時(shí)限速的3種信息，分別如圖1所示。

方案1優(yōu)點(diǎn)是高速線與既有線標(biāo)準(zhǔn)一致，技術(shù)上可行；缺點(diǎn)是由于該方案涉及外方供貨的有關(guān)合同談判、采購、設(shè)計(jì)和調(diào)試等，非常繁瑣，工期很難保證，并且投資高。方案2優(yōu)點(diǎn)是在既有線CTCS-2級(jí)提速區(qū)段取得一定經(jīng)驗(yàn)，采用ETCS 1車載設(shè)備可以識(shí)別的應(yīng)答器報(bào)文，從技術(shù)上是可行的；缺點(diǎn)是增加列控中心需要研發(fā)調(diào)試，為了與既有線列控中心臨時(shí)限速設(shè)置保持一致，報(bào)文數(shù)量巨大，驗(yàn)證和聯(lián)調(diào)聯(lián)試都存在一定難度。方案3優(yōu)點(diǎn)是按閉塞分區(qū)設(shè)置臨時(shí)限速，簡(jiǎn)單易行，易于驗(yàn)證；缺點(diǎn)是正線上每個(gè)有源應(yīng)答器處需增加6芯控制電纜（實(shí)用），臨時(shí)限速只能設(shè)置一檔。方案2與方案3相比投資相差不大，方案3投資少一些，但限速等級(jí)只有一檔，今后如向CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)改造，需增加的設(shè)備較多。因此，推薦采用方案2作為臨時(shí)限速的解決方案。

2.3 臨時(shí)限速實(shí)施方案

2.3.1 臨時(shí)限速設(shè)置方式

列控中心從TDCS系統(tǒng)獲取臨時(shí)限速信息，選擇相應(yīng)報(bào)文，通過串口LEU和有源應(yīng)答器發(fā)送至E1列車。

2.3.2 應(yīng)答器設(shè)置原則

應(yīng)答器設(shè)置如圖2所示。

2.3.3 列控中心的信息采集

（1）從TDCS系統(tǒng)獲取臨時(shí)限速信息。

（2）區(qū)間第一架通過信號(hào)機(jī)處LEU的編碼條件，包括L3-L2-L-LU-U-HU、U2。

（3）從計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖以進(jìn)路號(hào)形式得到進(jìn)路開放信息，包括接車引導(dǎo)進(jìn)路。

2.3.4 列控中心接口

列控中心與TDCS、聯(lián)鎖、LEU之間接口通信協(xié)議采用既有線列控中心通信協(xié)議。

2.3.5 臨時(shí)限速設(shè)置原則

臨時(shí)限速按照既有線臨時(shí)限速設(shè)置原則進(jìn)行設(shè)置，臨時(shí)限速起點(diǎn)以100 m為單位，長(zhǎng)度設(shè)100、500、1 000、1 500、2 000、3 000、4 000、6 000 m共8檔；速度為45、60、80、120、160 km/h共5檔。

當(dāng)長(zhǎng)度超過6 000 m時(shí)，設(shè)置全區(qū)間限速。

臨時(shí)限速管轄范圍為從本站出站信號(hào)機(jī)開始至下一個(gè)站出站信號(hào)機(jī)。在本站管轄范圍內(nèi)，臨時(shí)限速編號(hào)（NID_TSR）采用統(tǒng)一編號(hào)。如圖3所示。

臨時(shí)限速編號(hào)（NID_TSR）以車站為單位按線路編號(hào)，分界點(diǎn)以出站信號(hào)機(jī)為界。當(dāng)臨時(shí)限速跨出出站信號(hào)機(jī)時(shí)，本站只發(fā)送出站信號(hào)機(jī)外方的限速信息，出站信號(hào)機(jī)內(nèi)方的臨時(shí)限速信息，由前方站進(jìn)站信號(hào)機(jī)處的應(yīng)答器發(fā)送。

2.3.6 降級(jí)顯示

當(dāng)出站信號(hào)機(jī)內(nèi)方有臨時(shí)限速，并且不能滿足列車從進(jìn)站信號(hào)機(jī)開始制動(dòng)的制動(dòng)距離時(shí)，則列控中心給聯(lián)鎖發(fā)送降級(jí)顯示命令，聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)降級(jí)顯示繼電器。該繼電器納入?yún)^(qū)間信號(hào)機(jī)處LEU控制電路，控制接近區(qū)段的區(qū)間有源應(yīng)答器發(fā)送出站信號(hào)機(jī)前方停車的移動(dòng)授權(quán)報(bào)文。

進(jìn)站信號(hào)機(jī)處LEU控制電路不考慮該繼電器接點(diǎn)條件，根據(jù)出站信號(hào)機(jī)開放狀態(tài)和區(qū)間閉塞分區(qū)空閑狀態(tài)發(fā)送相應(yīng)的移動(dòng)授權(quán)。

降級(jí)顯示與既有線降級(jí)顯示不同，降級(jí)顯示繼電器不控制進(jìn)站信號(hào)機(jī)顯示和軌道電路發(fā)碼，減少對(duì)既有非ATP列車的影響。

2.3.7 報(bào)文編制

臨時(shí)限速，采用臨時(shí)限速設(shè)置信息包【ETCS-65】設(shè)置，如表1所示，不使用臨時(shí)限速取消信息包【ETCS-66】，當(dāng)列車經(jīng)過臨時(shí)限速區(qū)段后，該臨時(shí)限速信息自動(dòng)失效。

表1 臨時(shí)限速設(shè)置信息包【ETCS-65】

應(yīng)答器鏈接信息，對(duì)于提供臨時(shí)限速報(bào)文的應(yīng)答器，當(dāng)鏈接失敗時(shí)，車載設(shè)備采用常用制動(dòng)。停車后，司機(jī)與調(diào)度員聯(lián)系，根據(jù)調(diào)度命令運(yùn)行，當(dāng)列車運(yùn)行至下一個(gè)閉塞分區(qū)，接收到新的移動(dòng)授權(quán)信息后，車載設(shè)備將轉(zhuǎn)換到全監(jiān)控模式。

3 結(jié)束語

在既有線實(shí)施ETCS 1級(jí)列控系統(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要考慮既有線客貨混運(yùn)的運(yùn)輸要求和特定行車指揮方式。如臨時(shí)限速在客運(yùn)專線是按閉塞分區(qū)設(shè)置，數(shù)據(jù)量減少很多，易于驗(yàn)證。但既有線LKJ的臨時(shí)限速管理按100 m為長(zhǎng)度設(shè)置，要求車站值班員對(duì)不同等級(jí)的列車分別設(shè)置臨時(shí)限速是不現(xiàn)實(shí)的，也容易發(fā)生問題。因此，ETCS 1級(jí)的臨時(shí)限速只能納入既有線臨時(shí)限速管轄范疇，通過TDCS系統(tǒng)與LKJ統(tǒng)一設(shè)置和管理。既有線實(shí)施ETCS 1級(jí)列控系統(tǒng)同客運(yùn)專線一樣，也應(yīng)按照系統(tǒng)試驗(yàn)、集成試驗(yàn)和試運(yùn)行的步驟組織調(diào)試驗(yàn)收，經(jīng)過動(dòng)態(tài)試驗(yàn)驗(yàn)證其系統(tǒng)功能。