劉海祥 文小偉

珠三角城際鐵路折返方案探討

劉海祥 文小偉

在城際鐵路CTCS2+ATO列控系統(tǒng)技術(shù)方案基礎(chǔ)上，通過對幾種折返作業(yè)方式進行分析、比較，探討適合珠三角城際鐵路的折返方案。

城際鐵路;列控系統(tǒng);折返方案

珠三角城際鐵路計劃開行速度目標(biāo)值為160 km/h的站站停列車和速度目標(biāo)值為200 km/h的大站停列車或直達列車，要求信號系統(tǒng)具備ATP/ATO的功能，跨網(wǎng)列車在CTCS-2級列控系統(tǒng)的保護下運行，因此，列控系統(tǒng)需采用CTCS-2超速防護(ATP)+自動駕駛(ATO)方案。ATO的應(yīng)用可大大提高列車控制自動化程度，降低司機勞動強度，提高珠三角城際運營管理水平。其主要功能包括站間自動運行、車站定點停車及車站通過、自動折返作業(yè)、列車運行自動調(diào)整、車門/站臺門(安全門或屏蔽門)防護及聯(lián)動控制、列車運行節(jié)能控制等。其中，自動折返作業(yè)是一項重要功能，它對減輕司機的勞動強度、確保列車正點率、保證運營效率的實現(xiàn)具有重要的意義。

本文通過對站后折返和站臺股道原地折返(立折)等作業(yè)方式進行分析、比較，探討適合珠三角城際鐵路的折返方案。

1 站后折返方案

站后折返需要在折返站后修建折返軌，列車在到達站臺停車清客后，運行到折返軌，進行控制端轉(zhuǎn)換后運行到出發(fā)站臺，開始新的運行交路。典型的站后折返線路設(shè)計如圖1所示。

圖1 站后折返車站

信號系統(tǒng)應(yīng)滿足站后折返作業(yè)要求，折返進路按列車方式辦理。為提高折返效率，折返牽出線設(shè)置兩段軌道電路，軌道區(qū)段長度應(yīng)兼顧其最小長度要求。

站后折返可分為全程無人值守折返、牽出無人值守折返和有人值守折返3種控制方案。

方案1全程無人值守折返

該方案是指在整個折返過程中，包括牽出、換端和返回都不需要司機在駕駛臺進行控制操作，即在進行折返作業(yè)時，司機可以不在列車上，信號車載設(shè)備得到無人自動折返的命令后，由車載ATO自動駕駛列車從到達站臺駛向折返牽出線，然后兩端車載設(shè)備完成控制權(quán)的交接，再由另一端車載ATO設(shè)備駕駛列車返回站臺。

目前，部分地鐵車載信號設(shè)備具有無人自動折返的功能，但城際鐵路不同于地鐵，它具有互聯(lián)互通的顯著優(yōu)勢。為了滿足城際鐵路跨線運營的需求，城際鐵路列車開行不像地鐵那樣只是簡單的一個交路，而是一個折返站可能有多個方向的列車交路，這就決定了城際鐵路的站臺設(shè)計應(yīng)類似于國鐵，是多站臺的，這也使城際鐵路在進行運營組織時有多種選擇，在同一車站也可采用多種折返模式(站后折返、立折、不同股道依次發(fā)車等)，以滿足行車組織和間隔的要求。另外，要實現(xiàn)站后全程無人自動折返功能，還需要解決列車兩端車載ATP互傳信息的問題，這就需要構(gòu)建能滿足兩端車載ATP傳輸安全信息的通道，并修改車載ATP軟件。而相關(guān)軟件的研發(fā)、驗證需要一個較長的周期，因此綜合考慮，城際鐵路CTCS2+ATO信號列控系統(tǒng)現(xiàn)階段暫不考慮無人自動折返功能，待條件具備時，可進一步研究。

方案2無人牽出有人值守折返

1.列車到達車站、旅客下車完畢、預(yù)定折返發(fā)車時刻到點后，調(diào)度集中(CTC)通過聯(lián)鎖辦理自動折返牽出進路，并通過通信控制服務(wù)器(CCS)向車載設(shè)備發(fā)送折返命令和運行計劃，車載設(shè)備通過人機界面(DMI)向司機給出折返提示。

2.站臺門鎖閉且條件具備后，對應(yīng)進路鎖閉、信號開放、列控中心(TCC)控制對應(yīng)股道發(fā)送機車信號允許碼。如圖2所示。

圖2 站后有人值守折返

3.車載設(shè)備根據(jù)折返命令向列車輸出“折返允許”信號，司機可按壓折返按鈕，此時車輛給出等效的駕駛臺激活信號，允許車載設(shè)備在關(guān)閉駕駛臺情況下自動駕駛。司機拔取鑰匙，關(guān)閉駕駛臺，車輛駕駛室仍保持“激活”狀態(tài)。

4.司機拔取本端鑰匙后，按壓“ATO啟用”按鈕，車載ATO設(shè)備根據(jù)已接收到的折返命令和運營停車目標(biāo)點，控制列車自動駛向折返牽出線并停車。在此過程中，司機確認(rèn)列車正常進入折返作業(yè)后，可從本端駕駛室走到另一端駕駛室。

5.車載ATO設(shè)備根據(jù)折返命令自動駕駛列車駛向折返牽出線，待列車占用折返牽出線列車運行前方的軌道區(qū)段后(如圖2中BG)，進路解鎖，后方軌道區(qū)段(AG)立即轉(zhuǎn)換發(fā)碼方向。

6.車載ATO設(shè)備控制列車在折返牽出線停車后，設(shè)備退出自動駕駛模式，車輛取消等效激活信號。

7.CTC通過聯(lián)鎖辦理折返接車進路。

8.司機達到另一端駕駛室后，激活駕駛臺，人工駕駛列車返回到出發(fā)站臺。

方案3有人值守折返

本方案與方案2的主要區(qū)別在于:方案2是由車載ATO駕駛列車從達到站臺駛向折返牽出線，再由人工駕駛列車返回站臺，而本方案是列車從達到站臺駛向折返牽出線、在牽出線進行控制端換端、再從牽出線返回到出發(fā)站臺全過程都要求司機在駕駛室值守，整個折返過程完全在司機的監(jiān)控下進行。

列車控制端換端可以由一名司機完成，先關(guān)閉牽出端駕駛室，然后走到另一端啟動另一端駕駛室，也可以在列車到達站臺時，列車后端再上一名司機，當(dāng)前端司機關(guān)閉駕駛臺后，后端司機馬上開啟駕駛臺，以縮短列車在牽出線換端作業(yè)時間。

城際鐵路CTCS2+ATO列控系統(tǒng)站后有人自動折返技術(shù)研發(fā)應(yīng)以方案2為主，至于是否全過程安排有人值守折返可由運營管理制度決定，這樣可兼顧無人值守牽出折返和有人值守折返2種需求。

2 站臺股道原地折返運行(立折)方案

圖3 原地折返運行

1.如圖3所示，列車達到車站、旅客乘降完畢后，司機關(guān)閉本務(wù)端駕駛臺，該端車載設(shè)備轉(zhuǎn)入SB模式。

2.司機激活非本務(wù)端駕駛室，該端車載設(shè)備開始正常工作，原本務(wù)端車載設(shè)備轉(zhuǎn)入SL模式。

3.到達預(yù)定的折返發(fā)車時間后，CTC通過聯(lián)鎖辦理發(fā)車進路，站臺門鎖閉且條件具備后，對應(yīng)進路鎖閉，信號開放，TCC控制對應(yīng)股道發(fā)送機車信號允許碼。

4.司機檢查確認(rèn)車門關(guān)閉后，列車以PS模式從車站發(fā)車。

3 各折返作業(yè)方式能力分析

本計算方法將折返列車作業(yè)過程進行分解，其部分時間取值為經(jīng)驗值或估算值。其中主要階段時間如下:站臺清客60 s;出清站臺區(qū)段45 s;進折返線走行時間52 s;駕駛室換端作業(yè)40 s;折返進路排列時間18 s;司機從車頭到車尾走行時間，按照5 km/h，200 m計算為150 s，考慮到車上行走不便增加50 s，時間為200 s，從牽出線回到出發(fā)站臺時間97 s。

1.無人值守牽出折返方案。車載ATO設(shè)備在無人值守的情況下，控制列車自動駛向折返牽出線，司機走行時間要大于列車從站臺到折返軌的時間，取偏大數(shù)值，具體時間分配如表1所示。

2.單司機有人值守折返方案，具體時間分配如表2所示。

3.雙司機有人值守折返方案。在到達站臺時，增加一個司機用于折返時在另一端駕駛，節(jié)省司機走行時間。具體時間分配如表3所示。

4.站臺股道原地折返方案(立折)。具體時間分配如表4所示。

4 總結(jié)

根據(jù)計算的單列折返時間，為滿足運輸組織要求的行車間隔，可采取立折、股道依次發(fā)車、站后有人折返作業(yè)相結(jié)合方式提高運營效率。珠三角城際鐵路綜合考慮了以上幾種方式，已經(jīng)開工的各線經(jīng)行車檢算，折返行車間隔均能滿足運營組織要求和行車間隔要求。因此，珠三角城際鐵路折返方案可采用站后有人自動折返、站臺股道原地折返運行(立折)的方案。在運量超出預(yù)期，確有需要時，可采取在站臺增加一個司機用于折返時在另一端駕駛，提高折返效率。

［1］中國鐵路總公司．鐵總科技［2013］79號.關(guān)于印發(fā)城際鐵路CTCS2+ATO列控系統(tǒng)暫行總體技術(shù)方案的通知［S］．2013．

Combined with the technical proposal of CTCS2+ATO train control system for intercity railway，severalmodes of turn-back operation are analyzed and compared to explore a suitable turn-back solution for the Pearl River Delta intercity railway．

Intercity railway;Train control system;Reversal solution

劉海祥:中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所副研究員100081北京

文小偉:廣東珠三角城際軌道交通有限公司高級工程師510620廣州

2014-01-09

(責(zé)任編輯:溫志紅)