姜守軒

(中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司,武漢 430063)

1 概述

地面應(yīng)答器是一種可以發(fā)送數(shù)據(jù)報文的高速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備,通過地對車的數(shù)據(jù)傳輸控制列車運行[1]。應(yīng)答器報文主要包括定位信息、線路坡度、線路允許速度、等級轉(zhuǎn)換、特殊區(qū)段(含橋梁、隧道、分相區(qū)等)、文本信息、里程信息、軌道區(qū)段(含軌道區(qū)段名稱、長度、載頻等)、臨時限速、大號碼道岔等內(nèi)容。目前我國已經(jīng)實施的客運專線工程中,合武鐵路、沿海鐵路為CTCS-2列控系統(tǒng),鄭西客運專線為CTCS-3級列控系統(tǒng)。目前鐵道部有關(guān)CTCS-2及CTCS-3級列控系統(tǒng)地面應(yīng)答器的布置規(guī)范主要有兩條：科技運[2008]143號《CTCS-2級列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則(V1.0)》,科技運[2008]144號《CTCS-3級列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則(V1.0)》。結(jié)合相關(guān)部文及合武、甬溫、溫福、鄭西客運專線地面應(yīng)答器布置工程設(shè)計中遇到的一些問題,主要包括區(qū)間反向應(yīng)答器的布置、相鄰應(yīng)答器組間的最小距離、股道中間DW應(yīng)答器的設(shè)置位置、樞紐內(nèi)存在多個里程系等,對石武客運專線地面應(yīng)答器的設(shè)置進(jìn)行了研究。

2 區(qū)間反向應(yīng)答器的布置

根據(jù)科技運[2008]144號文的規(guī)定,設(shè)置在進(jìn)站口的有源應(yīng)答器組內(nèi)的無源應(yīng)答器可用來寫反向線路信息,當(dāng)此應(yīng)答器的容量不能滿足要求時,應(yīng)在區(qū)間設(shè)置反向應(yīng)答器組(FQ)[2]。反向中繼應(yīng)答器組可與區(qū)間應(yīng)答器共用,當(dāng)區(qū)間應(yīng)答器組容量不能滿足要求時,可增加無源應(yīng)答器發(fā)送反向線路數(shù)據(jù)。如圖1所示。

圖1 反向中繼應(yīng)答器組設(shè)置示意

在CTCS-3級列控線路中,區(qū)間每個閉塞分區(qū)入口處設(shè)置2個及以上無源應(yīng)答器構(gòu)成的Q應(yīng)答器組,當(dāng)區(qū)間相鄰的2個應(yīng)答器組之間的距離超過1500 m時,在2組應(yīng)答器組中間應(yīng)增加由單個應(yīng)答器構(gòu)成的DW應(yīng)答器組[3]?？稍赒或DW應(yīng)答組中增加1個或多個應(yīng)答器用來寫反向數(shù)據(jù)。根據(jù)鄭西客運專線、武廣客運專線的反向應(yīng)答器的測算經(jīng)驗,每個應(yīng)答器最多可以寫入4～5 km的反向線路數(shù)據(jù),超過4～5 km時需要另外增加反向應(yīng)答器。

設(shè)置在中繼站處的有源應(yīng)答器組ZJ1和ZJ2中的無源應(yīng)答器也可以用來寫反向線路數(shù)據(jù)[4]。如果在ZJ1和ZJ2中均寫入反向線路數(shù)據(jù),則ZJ2需要將ZJ1的數(shù)據(jù)完全冗余,這樣就使得ZJ2的容量變得很大,可能需要在ZJ2中另外增加無源應(yīng)答器用來寫反向線路數(shù)據(jù)。因此在鄭西地面應(yīng)答器的設(shè)置中,只選擇ZJ2用來寫反向線路數(shù)據(jù),這樣就不需要另外增加應(yīng)答器。

石武客運專線河南境內(nèi)正線、鄭西貫通線客運專線配置CTCS-3級列控系統(tǒng)地面設(shè)備,根據(jù)上述分析,石武CTCS-3級列控線路暫考慮按照以下方案布置發(fā)送反向線路數(shù)據(jù)的應(yīng)答器。

(1)進(jìn)站口設(shè)置由1個有源應(yīng)答器和2個無源應(yīng)答器組成的應(yīng)答器組,其中2個無源應(yīng)答器均可用來發(fā)送反向線路數(shù)據(jù)。

(2)從進(jìn)站口反向至中繼站有源應(yīng)答器組之間線路,每隔4～5 km在Q或DW應(yīng)答器組中增加1個無源應(yīng)答器用來發(fā)送反向線路數(shù)據(jù)。

(3)中繼站處的有源應(yīng)答器組ZJ2中的無源應(yīng)答器用來發(fā)送反向線路數(shù)據(jù)。

(4)從中繼站至鄰站反向進(jìn)站口之間線路,每隔4～5 km在Q或DW應(yīng)答器組中增加1個無源應(yīng)答器用來發(fā)送反向線路數(shù)據(jù)。

鄭州樞紐聯(lián)絡(luò)線配置CTCS-2級列控系統(tǒng)地面設(shè)備,該段線路列車速度較低,制動距離較短,每個反向應(yīng)答器可寫入5～6 km的反向線路數(shù)據(jù)[5]。因此該段線路的反向應(yīng)答器的布置暫考慮在上述1～4條的基礎(chǔ)上,將每組反向應(yīng)答器的數(shù)據(jù)范圍擴(kuò)大為5～6 km。見圖2。

圖2 反向應(yīng)答器布置示意

3 應(yīng)答器組間最小距離及應(yīng)答器組與絕緣節(jié)間的距離要求

根據(jù)科技運[2008]143號、144號文的要求,“相鄰應(yīng)答器組之間應(yīng)滿足最小距離要求”,并未對相鄰應(yīng)答器組之間的距離作出具體的要求,本文結(jié)合合武鐵路、沿海鐵路、鄭西客運專線地面應(yīng)答器的設(shè)置對此距離進(jìn)行了分析。

地面應(yīng)答器發(fā)送線路數(shù)據(jù),車載設(shè)備收到數(shù)據(jù)后,首先會對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，解碼時間隨列車運行速度變化而改變,將收到的數(shù)據(jù)解碼并執(zhí)行后,方能接收下一組應(yīng)答器發(fā)送的數(shù)據(jù)[6]。因此,如果兩組應(yīng)答器組之間距離過小,車載設(shè)備尚未將前一組應(yīng)答器解碼完畢,列車便到達(dá)了下一組應(yīng)答器,會導(dǎo)致應(yīng)答器數(shù)據(jù)丟失,對行車安全造成威脅。根據(jù)已實施的幾條鐵路及客運專線的測試經(jīng)驗,當(dāng)列車以200～250 km/h速度運行時,該距離為30 m；當(dāng)列車以300～350 km/h速度運行時,該距離為50 m[7]。相鄰兩組應(yīng)答器組之間的最小距離定為50 m時,可保證列車收到每一組應(yīng)答器數(shù)據(jù),不會造成數(shù)據(jù)丟失[8]。因此,石武客運專線地面應(yīng)答器的設(shè)置,暫考慮相鄰兩組應(yīng)答器之間的最小距離為50 m。

另根據(jù)科技運[2008]144號、143號文要求,“正線應(yīng)答器組內(nèi)應(yīng)答器距離調(diào)諧單元BA或機(jī)械絕緣節(jié)的最小距離為(30±0.5) m”。在信號系統(tǒng)的工程設(shè)計中,信號設(shè)備平面布置圖上僅標(biāo)識了信號點(信號機(jī)、信號標(biāo)志牌、或分割點)的里程,因此應(yīng)答器應(yīng)按照圖3布置。

圖3 應(yīng)答器距離BA的最小距離示意(單位：m)

4 車站內(nèi)股道中間DW應(yīng)答器的設(shè)置

CTCS-3級列控系統(tǒng)的車站站內(nèi)股道上,科技運[2008]144號文規(guī)定“車站各股道中間設(shè)置由單個應(yīng)答器構(gòu)成的應(yīng)答器組,用于列車停車定位”。該應(yīng)答器的設(shè)置,除滿足這條規(guī)定外,還需滿足“正線應(yīng)答器組內(nèi)應(yīng)答器距離調(diào)諧單元BA或機(jī)械絕緣節(jié)的最小距離為(30±0.5) m”的要求[9]。因此,對于股道上沒有分割點的股道,應(yīng)答器可設(shè)置于股道中間位置；對于股道上有分割點的股道,應(yīng)答器的位置應(yīng)該距離分割點處絕緣節(jié)至少30 m的距離。如圖4所示。

圖4 股道中間DW應(yīng)答器的設(shè)置(單位：m)

5 其他應(yīng)注意的問題

(1)石武客運專線鄭州樞紐及相關(guān)聯(lián)絡(luò)線工程配置客運專線CTCS-2級列控系統(tǒng)設(shè)備。從石武客運專線正線進(jìn)入聯(lián)絡(luò)線時,需要設(shè)置CTCS-3/CTCS-2級間轉(zhuǎn)換應(yīng)答器。鄭西、武廣客運專線在進(jìn)行該轉(zhuǎn)換點的設(shè)置時,經(jīng)過了多次的反復(fù)探討。因此級間轉(zhuǎn)換點的設(shè)置應(yīng)充分與RBC等設(shè)備相關(guān)廠家溝通,充分考慮時速350 km動車的制動距離,尋找合適的級間轉(zhuǎn)換點[10]。

(2)鄭州樞紐線路情況比較復(fù)雜,各條聯(lián)絡(luò)線使用了不同的運營里程，對不同運營里程之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,有兩種處理方法。一是將不同的里程系看做斷鏈來處理,在適當(dāng)?shù)奈恢迷鲈O(shè)DL應(yīng)答器；另一種方法需要與報文廠家充分溝通,在應(yīng)答器報文內(nèi)部采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行邏輯處理。

6 結(jié)語

綜上所述,本文在科技運[2008]143號、144號文的基礎(chǔ)上,充分借鑒了合武、甬臺溫、溫福、鄭西客運專線等線路地面應(yīng)答器設(shè)置的經(jīng)驗,對石武客運專線從方向應(yīng)答器的設(shè)置、應(yīng)答器最小組間距、應(yīng)答器距離BA最小距離、股道中間DW應(yīng)答器的設(shè)置樞紐及聯(lián)絡(luò)線不同里程系的處理等幾個方面進(jìn)行了研究,為即將開展的石武客運專線信號專業(yè)施工圖設(shè)計提供了很好的借鑒。

[1]李向紅.高速鐵路中的查詢應(yīng)答器[J].鐵道通信信號,2004(10).

[2]科技運[2008]144號，CTCS-3級列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則(V1.0)[S].

[3]科技運[2008]143號，CTCS-2級列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則(V1.0)[S].

[4]田曉平.鐵路客運專線應(yīng)答器組中所含的最大應(yīng)答器數(shù)量限制[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2009(10).

[5]中華人民共和國鐵道部.CTCS-2級應(yīng)答器報文定義及應(yīng)用原則(暫行)[S].北京：中國鐵道出版社,2008.

[6]中華人民共和國鐵道部.CTCS-3級列控系統(tǒng)總體技術(shù)方案[M].北京：中國鐵道出版社,2008.

[7]TB10621—2009，高速鐵路設(shè)計規(guī)范(試行)[S].

[8]熊向杰.CTCS地面點式應(yīng)答器的設(shè)計[J].科技信息(學(xué)術(shù)版),2007(13).

[9]中華人民共和國鐵道部.鐵路技術(shù)管理規(guī)程[S].北京：中國鐵道出版社,2007.

[10]王俊峰.一種新型CTCS-2級列車控制系統(tǒng)研究[J].鐵道學(xué)報,2008(1).