楊 莉

應(yīng)答器是CTCS-2、CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)重要組成部分,為列車運(yùn)行提供地面信息。其中應(yīng)答器類型、位置是列控?cái)?shù)據(jù)的關(guān)鍵信息。隨著高鐵線路的日益增多,針對(duì)一些特殊站場(chǎng)布置,有必要對(duì)站場(chǎng)正線出站信號(hào)機(jī)的應(yīng)答器設(shè)置進(jìn)行研究。

1 高鐵正線出站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器設(shè)置要求

站信號(hào)機(jī)不應(yīng)小于30 m,CTCS-2級(jí)車站正線出站信號(hào)機(jī)外方可不設(shè)置應(yīng)答器組。有圖定轉(zhuǎn)線作業(yè)的正線出站信號(hào)機(jī)外方設(shè)置有源應(yīng)答器組。

由此可知,應(yīng)答器設(shè)置原則僅針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)車站正線出站信號(hào)機(jī)處應(yīng)答器布置,對(duì)于特殊場(chǎng)景,若采用常規(guī)設(shè)計(jì)方案,動(dòng)態(tài)驗(yàn)收期間就會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致動(dòng)車組緊急制動(dòng)等問題,影響工程進(jìn)展。

根據(jù)《列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則》（TB/T 3484—2017）［1］和《列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用技術(shù)條件》（Q/CR 769—2020）［2］的規(guī)定,CTCS-3級(jí)車站正線出站信號(hào)機(jī)外方設(shè)置無源應(yīng)答器組,距離出

2 特殊場(chǎng)景分析及優(yōu)化方案

2.1 咽喉區(qū)超長(zhǎng)的大型車站

以某高鐵車站為例,采用CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng),咽喉區(qū)道岔和區(qū)段數(shù)量較多,車站站場(chǎng)布置示意見圖1。

根據(jù)《列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則》和《列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用技術(shù)條件》中報(bào)文結(jié)構(gòu)組成,應(yīng)答器最大信息位為830位,其中包括包頭固定50位,結(jié)束位固定8位,用戶信息包容量772位。

按常規(guī)設(shè)置原則,在正線出站信號(hào)機(jī)XⅡ處應(yīng)設(shè)置無源應(yīng)答器組,當(dāng)辦理X→XⅡ→S彎進(jìn)直出通過進(jìn)路時(shí),X進(jìn)站信號(hào)機(jī)有源應(yīng)答器報(bào)文要描述的信息包范圍及位數(shù)見表1。

對(duì)于圖1所示的特殊大型車站,由于X→XⅡ→S彎進(jìn)直出進(jìn)路包含的軌道區(qū)段數(shù)量為12個(gè),軌道區(qū)段信息包至少需描述13個(gè)區(qū)段（出站口外方閉塞分區(qū)內(nèi)考慮為1個(gè)區(qū)段）,經(jīng)計(jì)算X進(jìn)站有源應(yīng)答器信息位需846位。由于X進(jìn)站有源應(yīng)答器信息位數(shù)超出應(yīng)答器報(bào)文容量,只能描述到出站口,因此辦理X→XⅡ→S彎進(jìn)直出進(jìn)路時(shí),列車由于線路信息不完全將導(dǎo)致制動(dòng),影響正常運(yùn)行。為此,設(shè)計(jì)優(yōu)化方案如下。

圖1 咽喉區(qū)超長(zhǎng)的大型車站布置示意

方案1：將正線出站信號(hào)機(jī)XⅡ處無源應(yīng)答器組修改為有源應(yīng)答器組。修改后X進(jìn)站有源應(yīng)答器可以減少鏈接信息范圍,從而描述足夠多的軌道區(qū)段信息。優(yōu)化后X進(jìn)站有源應(yīng)答器位數(shù)為807位（鏈接信息包由186位減少到147位,其余信息位與表1一致）；并且XⅡ出站有源應(yīng)答器處可描述前方線路信息,動(dòng)車組可在該處更新線路信息,滿足運(yùn)行需要。

表1 X進(jìn)站信號(hào)機(jī)有源應(yīng)答器報(bào)文信息包范圍及位數(shù)

方案2：為了合并區(qū)段減少需要描述的區(qū)段信息數(shù)量,考慮將側(cè)向接車咽喉區(qū)區(qū)段改為發(fā)JC碼,從而減少需要描述的軌道區(qū)段信息包位數(shù)。但該方案不滿足現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也無法最大程度發(fā)揮ZPW-2000軌道電路的特性［3-4］。因此優(yōu)先采用方案1解決進(jìn)站有源應(yīng)答器報(bào)文超出容量的問題。

濟(jì)青高鐵工程濟(jì)南東站為咽喉區(qū)超長(zhǎng)的大型車站,采用ZPW-2000軌道電路,各區(qū)段載頻錯(cuò)頻布置,實(shí)現(xiàn)全進(jìn)路發(fā)碼。當(dāng)排列“彎進(jìn)直出”進(jìn)路時(shí),進(jìn)站口至發(fā)車口一離去包含的軌道區(qū)段數(shù)共13個(gè),由于進(jìn)路中各區(qū)段載頻均不相同,因此無法采用合并同一閉塞分區(qū)軌道區(qū)段方式,最終采用方案1,在正線出站信號(hào)機(jī)處設(shè)置有源應(yīng)答器解決報(bào)文超容量問題。

2.2 存在大號(hào)碼道岔的車站

以某高鐵車站為例,采用CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng),咽喉區(qū)7#道岔為轍叉號(hào)1/42,其余道岔為轍叉號(hào)1/18,XL進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方區(qū)間設(shè)置大號(hào)碼應(yīng)答器組。車站站場(chǎng)布置見圖2。

圖2 存在大號(hào)碼應(yīng)答器的車站布置

按常規(guī)設(shè)置原則,由于X、XL均為下行方向,且ⅠG與3G間未設(shè)置站臺(tái),ⅠG向XL發(fā)車不屬于圖定轉(zhuǎn)線作業(yè),因此在SⅠ正線出站信號(hào)機(jī)處不設(shè)置應(yīng)答器組；當(dāng)車站辦理SN→SⅠ→XL直進(jìn)彎出進(jìn)路時(shí),規(guī)范要求“反向接發(fā)車進(jìn)路不設(shè)置大號(hào)碼應(yīng)答器組,不發(fā)送大號(hào)碼道岔信息包”。當(dāng)進(jìn)站信號(hào)開放并排列正線進(jìn)路時(shí),進(jìn)站有源應(yīng)答器僅發(fā)送應(yīng)答器鏈接信息、臨時(shí)限速信息。由于SⅠ出站信號(hào)機(jī)處未設(shè)置應(yīng)答器組或設(shè)置無源應(yīng)答器組,缺少SⅠ→XL的線路數(shù)據(jù),車載ATP設(shè)備將控制列車減速,并在正線出站信號(hào)機(jī)SⅠ前方由FS模式轉(zhuǎn)為PS模式,以45 km/h速度經(jīng)7#道岔側(cè)向出站,而7#道岔側(cè)向線路允許速度為160 km/h［5-6］；與之相對(duì)應(yīng),當(dāng)辦理SN→S3→XL側(cè)向通過進(jìn)路時(shí),列車將以80 km/h速度經(jīng)5#道岔側(cè)向出站。雖然直向接入車站通過的線路允許速度高于側(cè)向接入車站通過的線路允許速度,但從上述場(chǎng)景中可以看出,實(shí)際列車運(yùn)行時(shí),直向接入車站通過的運(yùn)行速度反而低于側(cè)向接入車站通過的運(yùn)行速度,導(dǎo)致在現(xiàn)場(chǎng)辦理列車反向運(yùn)行作業(yè)時(shí),只能通過辦理側(cè)向接車通過進(jìn)路方式,減少列車運(yùn)行時(shí)間。

優(yōu)化方案：在SⅠ正線出站信號(hào)機(jī)處設(shè)置有源應(yīng)答器組,可以保障列車反向運(yùn)行時(shí),以80 km/h的速度直向接入通過車站,不低于側(cè)向接入通過車站的運(yùn)行速度［7-8］。

在具體工程設(shè)計(jì)中,濟(jì)青高鐵膠州北站采用了該優(yōu)化方案,解決了列車反向運(yùn)行時(shí),直向接入通過車站運(yùn)行速度低于側(cè)向接入時(shí)的問題,提高了運(yùn)營(yíng)維護(hù)效率和反向運(yùn)行作業(yè)的靈活性,滿足了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)營(yíng)維護(hù)的需求。

2.3 有特殊作業(yè)需要的車站

根據(jù)現(xiàn)行的規(guī)范,對(duì)于無圖定轉(zhuǎn)線作業(yè)車站正線出站信號(hào)機(jī)處,均未設(shè)置有源應(yīng)答器組。CTCS-2級(jí)車站正線出站不設(shè)置應(yīng)答器,CTCS-3級(jí)車站正線出站設(shè)置無源應(yīng)答器組。

圖3中當(dāng)列車以CTCS-2級(jí)控車,車站辦理X→XⅠ→S直進(jìn)彎出通過進(jìn)路時(shí),進(jìn)站信號(hào)開放,X進(jìn)站有源應(yīng)答器僅發(fā)送應(yīng)答器鏈接信息、臨時(shí)限速信息。BX描述的是下行線信息,BSⅠ、BⅠG、BXⅠ描述的是定位信息,由于缺少XⅠ→S的線路數(shù)據(jù),車載ATP設(shè)備將控制列車減速,并在正線出站信號(hào)機(jī)XⅠ前方由FS模式轉(zhuǎn)為PS模式,保持限速45 km/h通過咽喉區(qū),越過出站口應(yīng)答器組BS后,由PS模式轉(zhuǎn)為FS模式運(yùn)行［9］。雖然側(cè)向進(jìn)路允許速度均為80 km/h,股道上也收到UUS碼,但列車只能以45 km/h通過車站咽喉區(qū),進(jìn)路上1/18道岔未能充分利用,導(dǎo)致了動(dòng)車組運(yùn)輸效率的降低［10］,同時(shí)列車控車模式為PS模式（人控優(yōu)先）,降低了行車安全系數(shù)。

優(yōu)化方案：基于圖3中的站場(chǎng)布置,對(duì)有跨線運(yùn)行條件的車站正線出站信號(hào)機(jī)設(shè)置有源應(yīng)答器組,如XⅠ可以向S出站口發(fā)車,將BXⅠ設(shè)置成有源應(yīng)答器組。而XⅡ沒有跨線運(yùn)行的條件,只能向S出站口發(fā)車,所以BXⅡ設(shè)置無源應(yīng)答器組。這樣既提高了效率,又增加了安全系數(shù),同時(shí)與全站正線出站信號(hào)機(jī)都設(shè)置有源應(yīng)答器相比,可以節(jié)約工程投資。后續(xù)工程可以根據(jù)具體車站跨線作業(yè)的頻次、車站站場(chǎng)布置等,有針對(duì)性地確定正線出站信號(hào)機(jī)設(shè)置有源應(yīng)答器范圍。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)C3車站應(yīng)答器布置

3 結(jié)束語(yǔ)

為減少對(duì)仿真測(cè)試、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的影響,建議在工程設(shè)計(jì)中,對(duì)一些高鐵車站正線出站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器設(shè)置的特殊場(chǎng)景要進(jìn)行深入研究及分析,本文提出的優(yōu)化方案,可為后續(xù)信號(hào)工程設(shè)計(jì)提供一定的借鑒與參考。