劉長(zhǎng)波

(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)

無(wú)線閉塞中心（RBC）作為CTCS-3 級(jí)別列車(chē)控制系統(tǒng)的核心設(shè)備，裝備在采用CTCS-3 級(jí)別列控系統(tǒng)的高速鐵路線。受限于RBC 控車(chē)數(shù)量，RBC 能同時(shí)處理的進(jìn)路數(shù)量、臨時(shí)限速命令數(shù)量、災(zāi)害數(shù)量、RBC 與聯(lián)鎖接口數(shù)量等性能指標(biāo)，每套R(shí)BC 管轄的正線長(zhǎng)度大約為100 ～200 km，樞紐地區(qū)除外。

由于RBC 管轄的線路數(shù)據(jù)范圍是有限的，因此，每條采用CTCS-3 級(jí)列控系統(tǒng)的線路均需設(shè)置多套R(shí)BC 以實(shí)現(xiàn)對(duì)全線運(yùn)行列車(chē)的控制，RBC 移交點(diǎn)的設(shè)計(jì)是列控系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)必然面臨的問(wèn)題。然而，樞紐地段由于線路條件的限制，難以滿足正常RBC 移交點(diǎn)設(shè)置的要求，本文意在研究特殊條件下非閉塞分區(qū)（軌道電路分割點(diǎn)）邊界作為RBC移交點(diǎn)的可行性。

1 RBC移交工作流程

RBC 移交應(yīng)采用RBC 間直接通信的方式交換RBC 移交信息，如圖1 所示。本節(jié)以車(chē)載雙電臺(tái)為例，簡(jiǎn)單描述RBC 移交流程。

圖1 RBC移交流程示意圖Fig.1 Schematic diagram of RBC handover process

1）RBC 移交邊界應(yīng)設(shè)置于閉塞分區(qū)分界處，且在移交邊界設(shè)置RBC 移交執(zhí)行應(yīng)答器組。

2）列車(chē)在RBC1 的控制區(qū)域內(nèi)正常運(yùn)行，當(dāng)行車(chē)許可到達(dá)RBC1/RBC2 移交邊界，RBC1 向RBC2 發(fā)送移交列車(chē)預(yù)告信息，并申請(qǐng)進(jìn)路信息。

3）RBC2 接收到RBC1 的移交列車(chē)進(jìn)路申請(qǐng)信息，則根據(jù)控制范圍內(nèi)聯(lián)鎖信息向RBC1 發(fā)送相關(guān)進(jìn)路信息。

4）RBC1 根據(jù)從RBC2 接收的相關(guān)進(jìn)路信息，向車(chē)載發(fā)送行車(chē)許可（跨越RBC1/RBC2 邊界）。

5）RBC1 判斷列車(chē)距離移交邊界小于一定距離（線路數(shù)據(jù)配置），將向車(chē)載設(shè)備發(fā)送RBC 移交命令。

6）車(chē)載設(shè)備啟動(dòng)電臺(tái)2 開(kāi)始呼叫RBC2 并建立通信會(huì)話。列車(chē)與RBC2 建立連接，在RBC2 能夠?qū)α熊?chē)準(zhǔn)確定位后，可以向列車(chē)發(fā)送行車(chē)許可。

7）當(dāng)列車(chē)最大安全前端通過(guò)移交執(zhí)行應(yīng)答器組，車(chē)載設(shè)備向兩個(gè)RBC 發(fā)送基于該應(yīng)答器組的位置報(bào)告。同時(shí)車(chē)載設(shè)備應(yīng)開(kāi)始僅接受RBC2 控制。

8)如果RBC1 先收到位置報(bào)告，則向RBC2 發(fā)送移交通告信息，并停止向RBC2 請(qǐng)求進(jìn)路信息，也丟棄RBC2 發(fā)送的進(jìn)路信息；如果RBC1 先收到RBC2 列車(chē)接管信息，則認(rèn)為移交結(jié)束。

9)當(dāng)列車(chē)最小安全末端通過(guò)移交執(zhí)行應(yīng)答器組，車(chē)載設(shè)備向RBC1 發(fā)送基于該應(yīng)答器組的位置報(bào)告。RBC1 接收到位置報(bào)告后，將向車(chē)載設(shè)備發(fā)送消息終止通信會(huì)話。

2 短距離RBC移交需求

根據(jù)《CTCS-3 級(jí)列控系統(tǒng)總體技術(shù)規(guī)范》（QCR661-2018）、《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10621-2014）相 關(guān) 要 求，RBC 移交邊界應(yīng)設(shè)置在閉塞分區(qū)分界點(diǎn)處。但在樞紐地區(qū)受制線路條件，分屬兩套R(shí)BC 的兩個(gè)車(chē)站或兩個(gè)車(chē)場(chǎng)，聯(lián)絡(luò)線上無(wú)區(qū)間通過(guò)信號(hào)機(jī)（標(biāo)志牌），是無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常的RBC 移交。如圖2 所示，A 站屬于RBC1、CTC1、TSRS1 控制，B 站、C 站（含線路所）屬于RBC2、CTC2、TSRS2 控制，線路所納入C 站聯(lián)鎖控制，A 站與C 站管轄的線路所間聯(lián)絡(luò)線無(wú)區(qū)間標(biāo)志牌。為解決跨線運(yùn)行的互聯(lián)互通，目前采用從A 站運(yùn)行至線路所時(shí)，先C3 →C2 等級(jí)轉(zhuǎn)換，運(yùn)行至線路所后再以C2 →C3等級(jí)轉(zhuǎn)換的方式進(jìn)行過(guò)渡。反之亦然。一般這種站型兩端會(huì)采用大號(hào)碼道岔連接，如圖2 中102/104#道岔為42 號(hào)道岔。由于CTCS-2 級(jí)、CTCS-3 級(jí)列控系統(tǒng)控車(chē)曲線計(jì)算的差異，當(dāng)?shù)燃?jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)前方存在臨時(shí)限速時(shí)，若等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)設(shè)置的不合適，會(huì)造成控車(chē)曲線速度的差異，從而影響列車(chē)正常運(yùn)行。

3 具體方案研究

為解決存在臨時(shí)限速時(shí)CTCS-2 級(jí)、CTCS-3 級(jí)列控系統(tǒng)控車(chē)曲線計(jì)算的差異，以圖2 為例，在下行聯(lián)絡(luò)線F13 處、上行聯(lián)絡(luò)線F16 處虛擬信號(hào)機(jī)作為RBC1 與RBC2 分界，并在軌道電路區(qū)段邊界F13、F16 處設(shè)置RBC 切換應(yīng)答器組，如圖3 所示。

A 站TCC 將SL8AG、SL8BG、SL6AG、SL6BG 以軌道區(qū)段為單位，將區(qū)段狀態(tài)發(fā)送至A站CBI、CTC。A 站CBI 將SL8BG、SL6BG 區(qū)段狀態(tài)發(fā)送至RBC1，C 站CBI 從A 站CBI 獲得SL8AG、SL6AG 區(qū)段狀態(tài)后發(fā)送至RBC2。

當(dāng)A 站至XZ1、XZ4 存在臨時(shí)限速，對(duì)于C2系統(tǒng)來(lái)講，由TSRS1 將限速發(fā)送至A 站TCC，并將限速轉(zhuǎn)發(fā)至TSRS2，由TSRS2 發(fā)送至C 站TCC。對(duì)于CTCS-3 系統(tǒng)來(lái)講，TSRS1 將A 站至F13/F16 的 限 速 發(fā) 送 至RBC1，將F13 至XZ1、F16 至XZ4 間限速轉(zhuǎn)發(fā)至TSRS2，由TSRS2 將限速發(fā)送至RBC2。

圖2 等級(jí)轉(zhuǎn)換代替實(shí)現(xiàn)RBC移交示意圖Fig.2 Schematic diagram of level transition instead of RBC handover realization

圖3 分割點(diǎn)處RBC移交示意圖Fig.3 Schematic diagram of RBC handover at the cut point

4 風(fēng)險(xiǎn)分析

以下行聯(lián)絡(luò)線為例，從RBC 角度將聯(lián)絡(luò)線分成兩個(gè)閉塞分區(qū)，但A 站與線路所的集中區(qū)位于線路所XZ1 信號(hào)機(jī)，從TCC、CBI 角度仍為一個(gè)閉塞分區(qū)，即只有SL8BG、SL8AG 區(qū)段均空閑時(shí)，A 站才能向線路所方向辦理發(fā)車(chē)進(jìn)路，且SL8BG、SL8AG 軌道電路發(fā)碼相同。

當(dāng)列車(chē)運(yùn)行至SL8AG 時(shí)，斷開(kāi)與RBC1 的鏈接由RBC2 控車(chē)，由于聯(lián)鎖無(wú)法再次辦理進(jìn)路，所以后續(xù)列車(chē)無(wú)法再次進(jìn)入聯(lián)絡(luò)線，無(wú)安全風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)列車(chē)越過(guò)A 站出站信號(hào)機(jī)后，SL8AG 區(qū)段故障，RBC 會(huì)控制列車(chē)停在F13 虛擬信號(hào)機(jī)前，且由于SL8AG 占用，SL8BG 發(fā)JC 碼，CTCS-2 等級(jí)在后臺(tái)會(huì)輸出緊急制動(dòng)（HU 碼變JC 碼）或常用制動(dòng)（允許碼變JC 碼），根據(jù)《CTCS-3 級(jí)ATP 行車(chē)許可結(jié)合軌道電路信息暫行技術(shù)條件》（TJ/DW200-2018），C3 車(chē)載也會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)，無(wú)安全風(fēng)險(xiǎn)。

5 仿真試驗(yàn)

以下行聯(lián)絡(luò)線正向?yàn)槔?，選取如下場(chǎng)景，在實(shí)驗(yàn)室對(duì)該方案進(jìn)行仿真。

1）A 站辦理直進(jìn)直出通過(guò)進(jìn)路，線路所XZ1紅燈。

2）A 站辦理直進(jìn)直出通過(guò)進(jìn)路，線路所XZ1開(kāi)放，無(wú)限速。

3）A 站辦理直進(jìn)直出通過(guò)進(jìn)路，線路所XZ1開(kāi)放，線路所側(cè)向區(qū)設(shè)置臨時(shí)45 km/h 限速。

4）A 站辦理直進(jìn)直出通過(guò)進(jìn)路，線路所XZ1紅燈，SL8BG 設(shè)置45 km/h 臨時(shí)限速。

5）A 站辦理直進(jìn)直出通過(guò)進(jìn)路，線路所XZ1紅燈，SL8AG 設(shè)置45 km/h 臨時(shí)限速。

6）A 站辦理直進(jìn)直出通過(guò)進(jìn)路，線路所XZ1開(kāi)放，SL8AG 設(shè)置45 km/h 臨時(shí)限速。

7）A 站辦理直進(jìn)經(jīng)102/104#道岔側(cè)向彎出通過(guò)進(jìn)路，線路所XZ1 紅燈。

8）A 站辦理直進(jìn)經(jīng)102/104#道岔側(cè)向彎出通過(guò)進(jìn)路，線路所XZ1 開(kāi)放，無(wú)限速。

9）A 站辦理直進(jìn)經(jīng)102/104#道岔側(cè)向彎出通過(guò)進(jìn)路，線路所XZ1 開(kāi)放，線路所側(cè)向區(qū)設(shè)置臨時(shí)45 km/h 限速。

10）A 站辦理直進(jìn)經(jīng)102/104#道岔側(cè)向彎出通過(guò)進(jìn)路，線路所XZ1 紅燈，A 站側(cè)向區(qū)設(shè)置45 km/h 臨時(shí)限速。

11）A 站辦理直進(jìn)經(jīng)102/104#道岔側(cè)向彎出通過(guò)進(jìn)路，線路所XZ1 紅燈，SL8AG 設(shè)置45 km/h臨時(shí)限速。

12）A 站辦理直進(jìn)經(jīng)102/104#道岔側(cè)向彎出通過(guò)進(jìn)路，線路所XZ1 開(kāi)放，SL8AG 設(shè)置45 km/h臨時(shí)限速。

13）A 站股道停車(chē)，單辦理發(fā)車(chē)進(jìn)路。

14）A 站辦理發(fā)車(chē)進(jìn)路后，列車(chē)越過(guò)出站信號(hào)機(jī)，占用SL8AG。

下行聯(lián)絡(luò)線反向，上行聯(lián)絡(luò)線正反向按上述原則選取測(cè)試案例。

各種案例在實(shí)驗(yàn)室均通過(guò)測(cè)試，結(jié)果表明該RBC 移交方案可行。

需要注意的是：1）該方案不能運(yùn)用于標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間閉塞分區(qū)內(nèi)的軌道電路分割點(diǎn)處，因無(wú)聯(lián)鎖進(jìn)路的安全保證，RBC 向后續(xù)列車(chē)發(fā)送的行車(chē)許可存在冒過(guò)防護(hù)該閉塞分區(qū)紅燈的可能，即允許兩個(gè)車(chē)同進(jìn)入一個(gè)閉塞分區(qū)。這是國(guó)內(nèi)鐵路技術(shù)管理規(guī)程所不能容許的；2）A 站出站信號(hào)機(jī)距離RBC 移交邊界應(yīng)滿足車(chē)載呼叫接受RBC 的要求。

6 總結(jié)

本文通過(guò)分析RBC 移交流程及樞紐地區(qū)的特殊地理場(chǎng)景，并結(jié)合CTCS-3 級(jí)、CTCS-2 級(jí)列控系統(tǒng)控車(chē)曲線處理的不同，對(duì)非閉塞分區(qū)處RBC 移交設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究，并在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)了仿真測(cè)試，根據(jù)仿真結(jié)果提出限制條件，為今后規(guī)范修訂提供參考和借鑒。