夏進(jìn)波

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

ATO在現(xiàn)有CTCS-2線路中的應(yīng)用研究

夏進(jìn)波

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

中國(guó)城際鐵路長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃已提出多個(gè)區(qū)域城際鐵路網(wǎng)絡(luò)，目前城際鐵路建設(shè)力度正在不斷加大。城際鐵路具有客流量大、運(yùn)行間隔小等特點(diǎn)，而既有的列控系統(tǒng)在保證運(yùn)營(yíng)安全的基礎(chǔ)上提高效率的空間有限，為了解決這個(gè)問(wèn)題，裝備具有ATO功能的列控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)城際鐵路高密度、公交化運(yùn)營(yíng)，已經(jīng)成為未來(lái)對(duì)列控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的共識(shí)和必然選擇。CTCS-2+ATO是目前城際鐵路自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)的主要發(fā)展方向，文章概述了CTCS-2+ATO的主要系統(tǒng)架構(gòu)，并針對(duì)ATO的主要功能詳細(xì)介紹了ATO的自動(dòng)駕駛、精確停車、屏蔽門控制以及自動(dòng)折返的實(shí)現(xiàn)方案。

CTCS-2+ATO； 自動(dòng)駕駛； 折返； 精確停車； 屏蔽門

1 CTCS-2+ATO系統(tǒng)構(gòu)成

CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)包括地面設(shè)備和車載設(shè)備，其中車載設(shè)備主要由ATP構(gòu)成，地面設(shè)備包括CTC調(diào)度中心、聯(lián)鎖、列控、軌道電路以及軌旁電子設(shè)備等，ATP車載設(shè)備根據(jù)地面設(shè)備提供的信號(hào)動(dòng)態(tài)信息、線路靜態(tài)參數(shù)、臨時(shí)限速信息及有關(guān)動(dòng)車組數(shù)據(jù)，生成控制速度的目標(biāo)距離模式曲線，控制列車運(yùn)行。

CTCS-2+ATO是在既有CTCS-2系統(tǒng)的基礎(chǔ)上地面增加通信控制服務(wù)器，車載增加ATO模塊。其中通信控制服務(wù)器負(fù)責(zé)接收來(lái)自CTC調(diào)度中心的ATO行車計(jì)劃，并將行車計(jì)劃通過(guò)GSM-R網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給車載ATO設(shè)備。車載ATO設(shè)備接收行車計(jì)劃，生成相應(yīng)的行車曲線并在ATP的防護(hù)下控制列車運(yùn)行。同時(shí)列車到站后將開關(guān)門命令發(fā)送給通信控制服務(wù)器，由通信控制服務(wù)器生成開關(guān)屏蔽門命令再發(fā)送給車站列控中心，由列控中心進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車門屏蔽門互動(dòng)。CTCS-2+ATO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 CTCS-2+ATO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 ATO功能實(shí)現(xiàn)

2.1 自動(dòng)駕駛

CTC發(fā)送行車計(jì)劃包括車次號(hào)、到站時(shí)間、到發(fā)股道、發(fā)車時(shí)間以及開門側(cè)、辦客、到發(fā)、折返等信息，通信控制服務(wù)器根據(jù)自身列車注冊(cè)信息將相應(yīng)計(jì)劃轉(zhuǎn)發(fā)給列車。車載ATO接收到列車計(jì)劃后進(jìn)入ATO控車模式，當(dāng)列車行駛至反向進(jìn)站應(yīng)答器組時(shí)，ATO設(shè)備接收到至前方站出站信號(hào)機(jī)的線路數(shù)據(jù)，車載ATO模塊根據(jù)到站距離及到站時(shí)間生成ATO行車曲線，同時(shí)車載ATO模塊與ATP模塊進(jìn)行通信，利用ATP行車曲線對(duì)ATO行車曲線進(jìn)行調(diào)整，保證列車的安全行駛。ATO自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)流程如圖2所示。

圖2 ATO自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)流程

2.2 精確停車

為了使ATO系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)股道的精確定位停車，在車站和無(wú)配線站的股道設(shè)置股道精確定位應(yīng)答器(JD)。車站到發(fā)線股道一共設(shè)置5組精確定位應(yīng)答器，如圖3所示。進(jìn)站口應(yīng)答器按照CTCS-2鏈接方式進(jìn)行應(yīng)答器連接，即BX應(yīng)答器鏈接BS3和BX3應(yīng)答器，BS3應(yīng)答器鏈接JD3和BX3應(yīng)答器。在BS3、JD4、JD5中增加正向定位信息描述到停車點(diǎn)的距離。

圖3 車站股道定位應(yīng)答器布置(m)

對(duì)于無(wú)配線車站設(shè)置3組應(yīng)答器用于列車定位，其中JD1安裝在股道中央，BX應(yīng)答器連接JD1和BSF，JD1正向鏈接JD2、JD3和BSF，JD1、JD2中放置定位信息，告知車輛到前方停車點(diǎn)的距離，如圖4所示。

圖4 無(wú)配線站股道定位應(yīng)答器布置(m)

列車通過(guò)定位應(yīng)答器后實(shí)時(shí)更新到達(dá)距離，控制列車實(shí)施制動(dòng)，減小停車誤差，確保車門與屏蔽門對(duì)齊。

2.3 屏蔽門控制

列車在通過(guò)定位應(yīng)答器時(shí)，同時(shí)接收到該站的屏蔽門門側(cè)位置信息。列車到站停車后，若停車位置正確，車載ATO根據(jù)自身行車方向、地面屏蔽門門側(cè)位置信息以及計(jì)劃開門側(cè)信息發(fā)送開關(guān)屏蔽門命令，地面通信控制服務(wù)器收到開關(guān)門命令后，生成對(duì)應(yīng)該屏蔽門的驅(qū)動(dòng)命令，包括開關(guān)門命令、開關(guān)門類型命令等，發(fā)送給車站列控中心，車站列控中心接受到驅(qū)動(dòng)命令后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的繼電器。屏蔽門系統(tǒng)接收到繼電接口的命令時(shí)進(jìn)行門動(dòng)作。

屏蔽門系統(tǒng)同時(shí)根據(jù)自身的開關(guān)門狀態(tài)及故障旁路狀態(tài)等驅(qū)動(dòng)繼電器接口，列控中心采集繼電器信息反饋給通信控制服務(wù)器。通信控制服務(wù)器接收到屏蔽門狀態(tài)后通過(guò)無(wú)線通道反饋給車載設(shè)備，車載設(shè)備通過(guò)DMI人機(jī)顯示界面通知司機(jī)屏蔽門的動(dòng)作反饋。若屏蔽門打開失敗，則司機(jī)通知車站工作人員進(jìn)行人工干預(yù)；若屏蔽門關(guān)閉失敗，聯(lián)鎖控制出站信號(hào)機(jī)信號(hào)關(guān)閉，列控中心不發(fā)送允許碼，以防止安全事故的發(fā)生。

2.4 折返運(yùn)營(yíng)

列車將要到達(dá)端頭站時(shí)，CTC下達(dá)折返計(jì)劃，通過(guò)通信控制服務(wù)器發(fā)送給車載設(shè)備。車載設(shè)備接收到折返計(jì)劃后：

(1)站前折返，即立即折返，如圖5所示。列車進(jìn)站過(guò)程中B端處于休眠狀態(tài)，當(dāng)B端越過(guò)反向進(jìn)站應(yīng)答器后記錄股道和開門側(cè)信息。列車進(jìn)站停車后，旅客下車，車門關(guān)閉，司機(jī)關(guān)閉A端駕駛臺(tái)。司機(jī)激活B端后，原A端進(jìn)入休眠模式。CTC下達(dá)發(fā)車計(jì)劃給B端，該計(jì)劃包括發(fā)車股道、開門側(cè)等計(jì)劃信息，B端根據(jù)計(jì)劃發(fā)送開關(guān)門信息。辦客完畢后，CTC控制聯(lián)鎖系統(tǒng)排列發(fā)車進(jìn)路，信號(hào)開放，列控系統(tǒng)發(fā)送允許碼，列車根據(jù)運(yùn)營(yíng)計(jì)劃發(fā)車，并以PS模式控車，當(dāng)列車接收到線路數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)入FS控車。

(2)站后折返，即利用牽出線折返，如圖6所示。列車站內(nèi)停車后，列車根據(jù)行車計(jì)劃繼續(xù)以ATO模式行駛至牽出線股道停車，此時(shí)列控控制AG轉(zhuǎn)換發(fā)碼方向，司機(jī)關(guān)閉A端駕駛臺(tái)。司機(jī)激活B端后，原A端進(jìn)入休眠模式。CTC下達(dá)發(fā)車計(jì)劃給B端，該計(jì)劃包括發(fā)車股道、開門側(cè)等計(jì)劃信息。CTC通過(guò)聯(lián)鎖辦理折返接車進(jìn)路，列車通過(guò)牽出線應(yīng)答器后轉(zhuǎn)為FS控車，并根據(jù)計(jì)劃到股道停車辦客。

圖5 站前折返

圖6 站后折返

3 結(jié)束語(yǔ)

本文著重介紹了ATO在CTCS-2線路中的應(yīng)用，

特別針對(duì)增設(shè)ATO后帶來(lái)的新功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程和方式進(jìn)行了論述。城際鐵路自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)已經(jīng)成為近幾年鐵路發(fā)展的重要目標(biāo)和方向，在充分利用現(xiàn)有CTCS-2系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上增加ATO運(yùn)營(yíng)是完全可行的。

[1] TB 10621-2009 高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)[S]. TB 10621-2009 Code for Design of High Speed Railway[S].

[2] TB 10623-2014 城際鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. TB 10623-2014 Code for Design of Intercity Railway[S].

[3] 徐嘯明.列控地面設(shè)備[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2007. XU Xiaoming.Ground Equipment of Train Control System[M].Beijing：China Railway Publishing House,2007.

[4] 徐嘯明.列控車載設(shè)備CTCS2-200H型[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2007. XU Xiaoming. CTCS2-200H Type On-board Equipment of Train Control System[M].Beijing：China Railway Publishing House,2007.

[5] 科技運(yùn)函[2004]114號(hào),應(yīng)答器技術(shù)條件(暫行)[S]. Ke Ji Yun Han[2004]No.114.Technical Specification of Balise(Trial)[S].

[6] 科技運(yùn)[2010]136號(hào),CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則(V2.0)[S]. Ke Ji Yun[2010]No.136,Application Principal of CTCS-2 Train Control System Balise(V2.0)[S].

Application Study of ATO on Existing CTCS-2 Line

XIA Jinbo

(China Railway Eryuan Engineering Group Co.，Ltd.，Chengdu 610031,China)

Many interurban railway networks have been planned in China interurban railway long-term development planning. Now the quantity of interurban railway construction project increase continuously. The interurban railway has the characteristic of large passenger flow volume and small interval，on the basis of safe operation, efficiency improvement of existing train control system is limited.For solving this problem，train control system must be equipped with ATO to realize high density public transportation in interurban railway，and this has become the consensus and inevitable choice of train control system technology development in future.CTCS-2 + ATO is becoming the mainly development direction of the interurban railway automatic operation recently. This paper summarizes the architecture of CTCS-2+ATO system, and introduces the realization program of ATO primary functions such as automatic drive, precise stopping, the passenger screen door controlling and auto-turnback.

CTCS-2+ATO； automatic drive； auto-turnback； precise stopping；PSD

2016-03-28

夏進(jìn)波(1976-)，男，高級(jí)工程師。

1674—8247(2016)04—0030—02

U284.48

A