張 劼

（北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070)

1 概述

C0/C2、C2/C0列控系統(tǒng)級(jí)間轉(zhuǎn)換的問題。

廈深線全線采用CTCS-2級(jí)（以下簡稱“C2”）列控系統(tǒng)，廣深Ⅲ、Ⅳ線采用CTCS-0級(jí)（以下簡稱“C0”）列控系統(tǒng)。由于運(yùn)輸需求，需增開潮汕至廣州東跨線運(yùn)行動(dòng)車組，廈深線通過B線路所經(jīng)由杭深上、下行聯(lián)絡(luò)線與廣深Ⅲ、Ⅳ線C站銜接，如圖1所示。目前動(dòng)車組由廈深線下線運(yùn)行至廣深線或由廣深線上線運(yùn)行至廈深線均在A站停車后由司機(jī)人工完成C2/C0、C0/C2級(jí)間轉(zhuǎn)換。由于C0系統(tǒng)僅支持最高160 km/h的運(yùn)行速度，而廈深正線線路允許速度為200 km/h，這極大降低了運(yùn)輸效率，同時(shí)由于級(jí)間轉(zhuǎn)換由人工完成，也增加了運(yùn)輸?shù)陌踩[患，本文重點(diǎn)討論在聯(lián)絡(luò)線靈活完成

2 問題分析

2.1 規(guī)范要求

《CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V2.0）》（科技運(yùn)［2010］136號(hào)）對(duì)于C0/C2級(jí)間轉(zhuǎn)換的主要要求如下。

1）等級(jí)轉(zhuǎn)換應(yīng)答器組應(yīng)包括預(yù)告應(yīng)答器組【YG】和執(zhí)行應(yīng)答器組【ZX】，在C0/C2等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)兩側(cè)設(shè)置C0-C2、C2-C0的等級(jí)轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器組，距轉(zhuǎn)換點(diǎn)的距離應(yīng)大于列車按等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)處線路最高允許速度運(yùn)行5 s的走行距離；C0站設(shè)置兩個(gè)【CZ-C0】應(yīng)答器組，兩個(gè)應(yīng)答器組之間的距離為200±0.5 m，距離等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)最近的應(yīng)答器組距轉(zhuǎn)換邊界應(yīng)大于450 m。

等級(jí)轉(zhuǎn)換應(yīng)設(shè)置在區(qū)間列車較少實(shí)施制動(dòng)的區(qū)段，并且該區(qū)段內(nèi)宜避免存在分相區(qū)和UU/UUS發(fā)碼。

2）常見的C0/C2級(jí)間轉(zhuǎn)換應(yīng)答器布置如圖2所示。

圖1 廈深線與廣深線銜接示意圖Fig.1 Schematic Diagram of connection between Xiamen-Shenzhen high-speed railway and Guangzhou-Shenzhen railway

圖2 等級(jí)轉(zhuǎn)換應(yīng)答器組設(shè)置示意圖Fig.2 Schematic diagram of level transition balise group setting

2.2 問題提出

本工程杭深上、下行聯(lián)絡(luò)線允許速度為120 km/h，為保證預(yù)告和執(zhí)行應(yīng)答器組距離不小于列車以線路允許速度運(yùn)行5 s的距離，應(yīng)答器組間距離約為167 m，取整后按170 m設(shè)計(jì)。若按規(guī)范執(zhí)行布置相關(guān)應(yīng)答器組，聯(lián)絡(luò)線長度應(yīng)不小于820 m。而實(shí)際工程中當(dāng)聯(lián)絡(luò)線長度小于820 m時(shí)，對(duì)應(yīng)的級(jí)間轉(zhuǎn)換應(yīng)答器布置原則規(guī)范并未提及，同時(shí)若實(shí)際工程中聯(lián)絡(luò)線區(qū)間均處于列車經(jīng)常實(shí)施制動(dòng)的區(qū)段，級(jí)間轉(zhuǎn)換應(yīng)答器組如何布置優(yōu)化規(guī)范亦未提及。

3 方案分析

由于規(guī)劃中需新建客專聯(lián)絡(luò)線滿足廈深線動(dòng)車組直接跨線到廣深Ⅰ、Ⅱ線（C2線路）運(yùn)行，本工程在杭深聯(lián)絡(luò)線設(shè)置C0/C2、C2/C0級(jí)間轉(zhuǎn)換點(diǎn)為過渡工程，暫考慮滿足正向運(yùn)行自動(dòng)完成級(jí)間轉(zhuǎn)換功能。

C站為C0車站，B線路所為C2車站設(shè)有客專列控中心，X、XF、SH和SHF四架線路所通過信號(hào)機(jī)均已設(shè)置【JZ】進(jìn)站應(yīng)答器組，1、2道岔均為18號(hào)轍叉號(hào)（道岔側(cè)向允許通過速度為80 km/h），站內(nèi)均設(shè)置與區(qū)間同制式的ZPW-2000A/K軌道電路。廈深正線允許速度為200 km/h，杭深聯(lián)絡(luò)線線路允許速度為120 km/h，杭深聯(lián)絡(luò)線長度不足820 m，C0和C2銜接車站調(diào)度界和集中區(qū)界均設(shè)置在C站進(jìn)站信號(hào)機(jī)處，有如下幾個(gè)方案可供選擇解決完成正向自動(dòng)級(jí)間轉(zhuǎn)換。

3.1 設(shè)計(jì)原則

C0/C2、C2/C0級(jí)間轉(zhuǎn)換通常設(shè)置在聯(lián)絡(luò)線區(qū)間，等級(jí)轉(zhuǎn)換應(yīng)答器組包括預(yù)告應(yīng)答器組【YG】和執(zhí)行應(yīng)答器組【ZX】，其設(shè)置原則按如下情況考慮。

1）當(dāng)C2級(jí)和C0級(jí)列車運(yùn)行速度一致時(shí)，【YG】應(yīng)答器組距【ZX】應(yīng)答器組的距離應(yīng)不小于列車以線路允許速度運(yùn)行5 s的距離。

2）為避免在級(jí)間轉(zhuǎn)換執(zhí)行點(diǎn)出現(xiàn)允許速度差，從而引發(fā)制動(dòng)停車，要求【ZX】應(yīng)答器組不應(yīng)設(shè)于存在允許速度差的位置。

3）由于C2車載設(shè)備和LKJ設(shè)備輸出制動(dòng)過程中不能完成級(jí)間轉(zhuǎn)換，在設(shè)備制動(dòng)緩解后方可完成級(jí)間轉(zhuǎn)換，故級(jí)間轉(zhuǎn)換點(diǎn)不宜設(shè)置于列車經(jīng)常產(chǎn)生制動(dòng)的線路區(qū)域。

3.2 杭深上行聯(lián)絡(luò)線

杭深上行聯(lián)絡(luò)線ATP和LKJ頂棚速度曲線示意如圖3所示，雖然側(cè)線接車時(shí)LKJ設(shè)備打靶點(diǎn)為2號(hào)道岔岔尖（45 km/h或80 km/h），但由于C0模式下地面信號(hào)仍為司機(jī)行車憑證，在SH接近區(qū)段收到UU或UUS碼時(shí)，司機(jī)會(huì)在列車越過SH信號(hào)機(jī)前降速至45 km/h或80 km/h以下（當(dāng)二離去區(qū)段有車或者側(cè)線區(qū)、發(fā)車進(jìn)路或L1區(qū)域有低于80 km/h臨時(shí)限速時(shí)，允許速度為45 km/h），故可等效認(rèn)為LKJ和ATP車載設(shè)備均在a區(qū)域完成減速，在b區(qū)域運(yùn)行時(shí)LKJ和ATP允許速度一致均為45 km/h或80 km/h，在c區(qū)域通過車尾限速保持后，頂棚速度變?yōu)榫€路允許速度。故C0/C2級(jí)間轉(zhuǎn)換點(diǎn)優(yōu)先選取設(shè)于b、c區(qū)域。

圖3 杭深上行聯(lián)絡(luò)線頂棚速度示意圖Fig.3 Schematic diagram of ceiling-speed of Hangzhou-Shenzhen up-link line

3.2.1 方案一

杭深上行聯(lián)絡(luò)線利用SH進(jìn)站應(yīng)答器組兼做【YG0/2】，提供線路信息、臨時(shí)限速和等級(jí)轉(zhuǎn)換信息，在距SH進(jìn)站應(yīng)答器組500 m處設(shè)置【ZX0/2】完成級(jí)間轉(zhuǎn)換，如圖4所示。當(dāng)側(cè)線區(qū)、發(fā)車進(jìn)路或L1區(qū)域有低于80 km/h臨時(shí)限速時(shí)，列控中心會(huì)向CBI發(fā)送降級(jí)顯示命令，SH點(diǎn)雙黃燈，SH接近區(qū)段發(fā)UU碼，C0和C2無允許速度差。當(dāng)SH進(jìn)站應(yīng)答器組中有源應(yīng)答器尾纜斷線或者故障時(shí)，列車以PS模式亦可完成C0/C2級(jí)間轉(zhuǎn)換。

圖4 方案一級(jí)間轉(zhuǎn)換應(yīng)答器布置示意圖Fig.4 Schematic diagram of level transition balises setting for first scheme

此方案滿足動(dòng)車組在進(jìn)入廈深正線按C2模式運(yùn)行，通過車尾限速保持后即可按照線路允許速度運(yùn)行，運(yùn)輸效率高，同時(shí)工程量小實(shí)施簡單，最大限度利用既有應(yīng)答器組，僅需安裝1組無源應(yīng)答器，

工程造價(jià)最低。

3.2.2 方案二

利用廈深上行反向XF進(jìn)站信號(hào)機(jī)定位應(yīng)答器補(bǔ)雙兼做【YG0/2】應(yīng)答器組，利用既有區(qū)間【Q】應(yīng)答器組兼做【ZX0/2】應(yīng)答器組，兩組應(yīng)答器組間距475 m，由SH、XF進(jìn)站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組提供線路數(shù)據(jù)、臨時(shí)限速等信息，C0/C2轉(zhuǎn)換點(diǎn)與進(jìn)站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組距離大于450 m，如圖5所示。

圖5 方案二級(jí)間轉(zhuǎn)換應(yīng)答器布置示意圖Fig.5 Schematic diagram of level transition balises setting for second scheme

此方案室外建安工程量較少，但由于C0/C2級(jí)間轉(zhuǎn)換設(shè)置于正線，一方面由于C0頂棚速度僅為160 km/h會(huì)影響正線運(yùn)輸效率，另一方面當(dāng)廈深全線因維護(hù)或施工停用C2模式動(dòng)車組按C0模式運(yùn)行時(shí)，存在誤將動(dòng)車組轉(zhuǎn)換為C2模式的安全隱患。

3.2.3 方案三

杭深上行聯(lián)絡(luò)線共586 m，僅設(shè)置1個(gè)【CZC0】應(yīng)答器組提前給出線路信息和臨時(shí)限速信息，利用SH進(jìn)站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組中的無源應(yīng)答器兼做【ZX0/2】，距SH應(yīng)答器組170 m處設(shè)置【YG0/2】應(yīng)答器組，其中【CZ-C0】由B線路所通過遠(yuǎn)程LEU控制其有源應(yīng)答器，避開分相區(qū)安裝，如圖6所示。臨時(shí)限速信息覆蓋至平湖南進(jìn)站信號(hào)機(jī)SXF處（聯(lián)絡(luò)線最高允許速度為120 km/h，按平坡考慮，列車以線路允許速度運(yùn)行5 s的距離約為167 m，取整后按170 m設(shè)計(jì)）。

圖6 方案三級(jí)間轉(zhuǎn)換應(yīng)答器布置示意圖Fig.6 Schematic diagram of level transition balises setting for third scheme

此方案雖然利用既有SH進(jìn)站信號(hào)機(jī)組（距SH進(jìn)站信號(hào)機(jī)30 m）兼做C0/C2級(jí)間轉(zhuǎn)換應(yīng)答器組，存在著一定司機(jī)操作的風(fēng)險(xiǎn)，如果列車經(jīng)過SH應(yīng)答器組仍在制動(dòng)，會(huì)造成級(jí)間轉(zhuǎn)換延后的情況。同時(shí)該方案造價(jià)最高，工程量最大，需設(shè)置遠(yuǎn)程LEU、敷設(shè)光、電纜，同時(shí)由于聯(lián)絡(luò)線大部分屬橋梁地帶，需工務(wù)專業(yè)鋸軌配合安裝應(yīng)答器組。

3.3 杭深下行聯(lián)絡(luò)線

杭深下行聯(lián)絡(luò)線長度907 m，聯(lián)絡(luò)線最高允許速度為120 km/h，最不利情況為C站SX進(jìn)站信號(hào)機(jī)關(guān)閉，而列車以80 km/h側(cè)線通過B線路所的場景，ATP和LKJ頂棚速度曲線示意如圖7所示（等效認(rèn)為LKJ和ATP車載設(shè)備均在a區(qū)域完成減速，原因同3.2章節(jié)描述），故C0/C2級(jí)間轉(zhuǎn)換點(diǎn)優(yōu)先選取設(shè)于動(dòng)車組不在制動(dòng)的b區(qū)域（結(jié)合各家車載設(shè)備和車型，85 km/h—0在平坡最大常用制動(dòng)距離按850 m設(shè)計(jì)）。

3.3.1 方案一

杭深下行聯(lián)絡(luò)線利用既有X進(jìn)站應(yīng)答器組中有源應(yīng)答器兼做【YG2/0】應(yīng)答器，僅當(dāng)開放X進(jìn)站側(cè)線通過進(jìn)路時(shí)，X進(jìn)站有源應(yīng)答器才發(fā)送YG-2/0報(bào)文，利用既有SHF進(jìn)站應(yīng)答器組中無源應(yīng)答器兼做【ZX2/0】應(yīng)答器，如圖8所示。當(dāng)X進(jìn)站應(yīng)答器組中有源應(yīng)答器尾纜斷線或者故障時(shí)，列車以PS模式越過X進(jìn)站信號(hào)機(jī)，在越過SHF應(yīng)答器組仍可以FS模式完成C2/C0級(jí)間轉(zhuǎn)換，臨時(shí)限速信息覆蓋至C站信號(hào)機(jī)SX處。

利用既有應(yīng)答器組完成級(jí)間轉(zhuǎn)換，同時(shí)避開了聯(lián)絡(luò)線制動(dòng)區(qū)域，工程改動(dòng)量小，實(shí)施簡單。

3.3.2 方案二

圖7 杭深下行聯(lián)絡(luò)線頂棚速度示意圖Fig.7 Schematic diagram of ceiling-speed of Hangzhou-Shenzhen down-link line

圖8 方案一應(yīng)答器布置示意圖Fig.8 Schematic diagram of level transition balises setting for first scheme

杭深下行聯(lián)絡(luò)線利用既有SHF進(jìn)站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組中無源應(yīng)答器兼做【YG2/0】，距SHF進(jìn)站應(yīng)答器組170 m位置設(shè)置【ZX2/0】應(yīng)答器組，臨時(shí)限速信息覆蓋至C站進(jìn)站信號(hào)機(jī)SX，如圖9所示。

級(jí)間轉(zhuǎn)換功能均由無源應(yīng)答器實(shí)現(xiàn)，可靠性相對(duì)較高，但級(jí)間轉(zhuǎn)換執(zhí)行點(diǎn)設(shè)于降速區(qū)，當(dāng)SX進(jìn)站信號(hào)機(jī)關(guān)閉時(shí)，級(jí)間轉(zhuǎn)換需在制動(dòng)緩解后方可完成，對(duì)運(yùn)輸專業(yè)操作有一定影響。

4 結(jié)論

以上幾種方案均可實(shí)現(xiàn)杭深上下行聯(lián)絡(luò)線的正向自動(dòng)級(jí)間轉(zhuǎn)換的需求。在工程實(shí)踐中結(jié)合對(duì)運(yùn)輸效率的影響、工程實(shí)施的難易程度和工程造價(jià)高低，建議均采用方案一。在滿足地面應(yīng)答器布置原則的基礎(chǔ)上，可根據(jù)工程實(shí)際應(yīng)用的場景，靈活布置應(yīng)答器；在滿足應(yīng)答器報(bào)文編制原則的前提下，可根據(jù)辦理進(jìn)路的情況，有條件發(fā)送級(jí)間轉(zhuǎn)換報(bào)文，對(duì)于聯(lián)絡(luò)線和樞紐限制條件較多的場景，可參考執(zhí)行。

圖9 方案二應(yīng)答器布置示意圖Fig.8 Schematic diagram of level transition balises setting for second scheme