何春明 陳 盈 石海豐 謝曙光 任德學

（北京和利時系統(tǒng)工程有限公司，北京 100176）

1 概述

鄭州西安客運專線為雙線鐵路，位于河南、陜西兩省境內(nèi)，自鄭州西站至西安樞紐西安北站。全線正線長度458.279 km，運營速度350 km/h，正線線間距5.0 m，一般最小曲線半徑7 000 m，最大坡度20‰，到發(fā)線有效長700 m。共設橋梁159座314 995 m，橋梁長度占全長的68.73%，共設置鄭州西、新滎陽、新鞏義、洛陽南、新澠池、新三門峽、新靈寶、新華山、 新渭南、新臨潼、西安北等11個車站。

鄭西客運專線從2005年9月份開工建設，歷經(jīng)4年多艱苦奮斗，各參建單位堅持以科學發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)工程實踐，以建設世界一流客運專線為目標，高標準、高質(zhì)量、高效率地推進工程建設，技術(shù)創(chuàng)新取得重要成果，全線如期進入工程收尾和驗收階段，聯(lián)調(diào)聯(lián)試等各項運營準備工作取得重要進展。

鄭西線CTCS-3級列控系統(tǒng)地面設備無線閉塞中心（RBC）和車載設備由和利時/安薩爾多公司提供，該平臺按照CTCS-3總體技術(shù)方案設計，滿足列車在350 km/h的高速下安全、可靠運營的需求。

2 聯(lián)調(diào)聯(lián)試目的

聯(lián)調(diào)聯(lián)試目的是測試和驗證鄭西客運專線CTCS-3級列控系統(tǒng)的功能、安全性、可靠性、可用性和可維護性等。根據(jù)試驗結(jié)果，對發(fā)現(xiàn)的問題進行整改，對軟件進行升級，同時結(jié)合相關(guān)子系統(tǒng)的靜態(tài)測試數(shù)據(jù)和結(jié)論，為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完善與優(yōu)化、系統(tǒng)驗收與開通、制定運營組織方案和規(guī)章制度、指導系統(tǒng)維護管理提供依據(jù)。

1）驗證CTCS-3級列控系統(tǒng)在350 km/h及以上速度運行條件下的功能：能否正確地通過GSM-R網(wǎng)絡傳輸列控信息/命令；能否正確地實現(xiàn)RBC與RBC之間的控制權(quán)切換；能否正確地實現(xiàn)CTCS-3級與CTCS-2級之間的等級轉(zhuǎn)換；能否正確地控制列車運行。

2）按照CTCS-3級列控系統(tǒng)系統(tǒng)總體方案和需求規(guī)范等相關(guān)規(guī)范的要求，驗證本線CTCS-3級列控系統(tǒng)能否正確地實現(xiàn)各種模式、場景的管理和控制要求。

3）驗證無線閉塞中心與CTC系統(tǒng)、車站聯(lián)鎖系統(tǒng)、GSM-R無線網(wǎng)絡之間的接口關(guān)系，臨時限速服務器與CTC系統(tǒng)、列控中心之間的接口關(guān)系。

4）驗證鄭西客運專線CTCS-3級列控系統(tǒng)與其他客運專線CTCS-2級列控系統(tǒng)的兼容性，裝備CTCS-2級列控車載設備的動車組能否正確地接受地面發(fā)送的列控信息/命令，能否正確控制列車運行，能否滿足客運專線應答器報文兼容性需求。

5）驗證鄭西客運專線列車下其他CTCS-2級線路和動車組進出動車所列控系統(tǒng)的控車功能和級間轉(zhuǎn)換功能。

6）驗證CTCS-3級列控系統(tǒng)以及后備的CTCS-2級列控功能在各種典型故障模式下的故障-安全性。

3 聯(lián)調(diào)聯(lián)試內(nèi)容

CTCS-3級列控系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試通過模擬各種典型運營場景，對客運專線CTCS-3級列控系統(tǒng)的基本功能、總體性能、相關(guān)技術(shù)條件，RBC的基本功能，RBC與聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口關(guān)系，后備模式CTCS-2級列控系統(tǒng)的功能等進行驗證。

每個試驗區(qū)段功能試驗分為兩個階段進行。

1）CTCS-3系統(tǒng)功能試驗

主要驗證鄭西客運專線CTCS-3級列控系統(tǒng)所具備的CTCS-3系統(tǒng)的功能、后備模式CTCS-2系統(tǒng)的功能以及CTCS-2、CTCS-3系統(tǒng)相關(guān)控車信息的一致性。

2）跨線列車CTCS-2功能試驗

主要驗證裝備其他制式CTCS-2車載設備動車組在鄭西客運專線的適應性。聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，同步結(jié)合進行聯(lián)鎖系統(tǒng)、CTC系統(tǒng)以及地面系統(tǒng)接口關(guān)系的測試。

3.1 客運專線CTCS-3級列控系統(tǒng)

按照CTCS-3的主要運營場景來劃分，聯(lián)調(diào)聯(lián)試包括注冊與啟動、注銷、移動授權(quán)、臨時限速、自動過分相、RBC切換、級間轉(zhuǎn)換、降級運行、災害防護、進出動車段、調(diào)車、重聯(lián)與摘解、特殊進路、大號碼道岔等19個運營場景，共 114個案例。

測試案例以動態(tài)測試（測地面）為主，聯(lián)調(diào)聯(lián)試中需在實施方案中結(jié)合測試案例和進路條件等編制測試序列。

1）運營場景1：列車注冊與啟動（15個案例）；

2）運營場景2：注銷（2個案例）；

3）運營場景3～5：移動授權(quán)、臨時限速、調(diào)車功能（49個案例） ；

4）運營場景6：自動過分相（3個案例）；

5）運營場景7：RBC-RBC切換（4個案例） ；

6）運營場景8：級間轉(zhuǎn)換（6個案例） ；

7）運營場景9：降級運行（故障模擬試驗，8個案例） ；

8）運營場景10：進出動車段（4個案例） ；

9）運營場景11：災害防護（3個案例） ；

10）運營場景12：重聯(lián)與摘解（3個案例） ；

11）運營場景13：多車注冊與運行（3個案例）；

12）運營場景14：密鑰管理（集成商配合，2個案例） ；

13）運營場景15：CTCS-3/CTCS-2數(shù)據(jù)一致性測試（3個案例） ；

14）運營場景16：文本、聲音信息提示（2個案例） ；

15）運營場景17：特殊進路試驗（2個案例） ；

16）運營場景18：大號碼道岔（4個案例） ；

17）運營場景19：全線拉通測試（2個案例）。

3.2 CTCS-3級列控系統(tǒng)后備模式功能試驗

通過CTCS-3級列控系統(tǒng)后備模式CTCS-2功能試驗，驗證CTCS-3級列控系統(tǒng)地面設備提供CTCS-2級列控信息的正確性。CTCS-2級與CTCS-3級列控系統(tǒng)級間轉(zhuǎn)換以及控車信息一致性試驗在CTCS-3級列控系統(tǒng)試驗中完成。

1）運營場景1：正線拉通試驗

正線拉通試驗按總計劃分段進行，包括從鄭州-西安上下行全線。通過拉通試驗，驗證地面系統(tǒng)提供的CTCS-2級列控信息的正確性。

2）運營場景2：控車模式及模式轉(zhuǎn)換試驗

列控車載設備根據(jù)不同的地面信息條件，可實現(xiàn)不同模式之間的轉(zhuǎn)換，通過測試列控車載設備不同模式之間的轉(zhuǎn)換條件、轉(zhuǎn)換時機和速度監(jiān)督等，驗證地面系統(tǒng)提供控車信息的正確性。

3）運營場景3：正線發(fā)車、停車和通過試驗

根據(jù)地面控制信息和進路條件，測試CTCS-2等級下正線發(fā)車、停車與通過功能，驗證地面控制信息的正確性。試驗地點為全線所有車站正線。

4）運營場景4：側(cè)線發(fā)車、停車和通過試驗

根據(jù)地面控制信息和進路條件，測試CTCS-2等級下側(cè)線發(fā)車、停車與通過功能，驗證地面控制信息的正確性。試驗地點為全線所有車站主要側(cè)線。

5）運營場景5：臨時限速試驗

測試列控車載設備接收到臨時限速信息后的反應，驗證地面臨時限速服務器下達臨時限速命令的正確性、信號降級、臨時限速管轄范圍、臨時限速命令的撤消時機等。

6）運營場景6：引導接車

測試列控車載設備引導接車功能，驗證地面辦理引導接車進路功能。試驗地點選擇主要的車站側(cè)線進路。

7）運營場景7：反向運行

測試列控車載設備反向運行時的控車功能，驗證地面應答器鏈接關(guān)系、應答器數(shù)據(jù)、地面碼序、上下行載頻切換的正確性。

8）運營場景8：冒進防護試驗

測試地面設備故障導致信號突然關(guān)閉時列控車載設備的防護功能，驗證地面線路數(shù)據(jù)和動車組制動性能的一致性。試驗地點選擇在區(qū)間連續(xù)下坡道和進站信號機外方。

9）運營場景9：自動過分相試驗

測試列控車載自動過分相功能，驗證地面過分相預告和執(zhí)行應答器報文的正確性。測試時設置200 km/h和250 km/h兩個速度級。

10）運營場景10：應答器信息丟失試驗

測試應答器丟失時列控車載設備的正確反應，驗證地面應答器的鏈接關(guān)系、鏈接反應和數(shù)據(jù)冗余。

11）運營場景11：故障模擬試驗

測試地面系統(tǒng)典型故障條件下列控車載設備的反應，驗證列控系統(tǒng)的故障-安全功能。

12）運營場景12：災害防護試驗

驗證列控中心與防災系統(tǒng)的接口，以及災害報警信息發(fā)出后列控系統(tǒng)的正確反應。災害系統(tǒng)主要考慮落物災害。

13）運營場景13：大號碼道岔試驗

測試動車組通過大號碼道岔時的速度監(jiān)督功能，驗證通過大號碼道岔時應答器報文的正確性。測試地點選擇在經(jīng)過大號碼道岔的進路。

3.3 跨線列車兼容性試驗

跨線列車為裝備客運專線CTCS-2級列控車載設備的動車組，跨線列車兼容性試驗應包含3.2中所有試驗內(nèi)容，試驗進路只選擇典型進路。增加運營場景14。

14）運營場景： 聯(lián)絡線測試

4 聯(lián)調(diào)聯(lián)試方法

聯(lián)調(diào)聯(lián)試試驗過程中各單位密切協(xié)作，共同配合完成試驗測試內(nèi)容。

1）測試序列安排：根據(jù)測試案例和列控系統(tǒng)功能特征，結(jié)合鄭西線信號系統(tǒng)設備布置和線路條件編制測試序列，試驗進路覆蓋所有股道。

2）地面配合條件：根據(jù)測試案例要求， 試驗前準備試驗條件，包括進路要求、地面故障模擬、監(jiān)測設備要求等，試驗組織單位提供配合條件。

3）試驗速度：RBC-RBC切換、級間轉(zhuǎn)換等測試項目結(jié)合不同速度級進行試驗。

4）監(jiān)測設備：列控系統(tǒng)試驗時，在GSM-R核心機房、信號機械室、試驗動車組配置監(jiān)測記錄設備，對GSM-R網(wǎng)絡接口、RBC、列控車載設備進行全程監(jiān)測。

5）聯(lián)調(diào)聯(lián)試過程中，對CTC、車站聯(lián)鎖設備進行同步測試，驗證CTC、聯(lián)鎖與RBC的接口功能，對GSM-R網(wǎng)絡承載列控數(shù)據(jù)業(yè)務性能跟隨試驗動車組全程監(jiān)測分析。

5 聯(lián)調(diào)聯(lián)試的實施

聯(lián)調(diào)聯(lián)試及試運行時間為2009年7月至2010年1月，歷時半年多時間。

5.1 聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段

聯(lián)調(diào)聯(lián)試計劃分段進行，第一段為鄭州—洛陽南，第二段為鞏義南—洛陽南—靈寶西， 第三段三門峽南—臨潼東—西安， 最終進行鄭州—西安全線拉通。聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作完成后， 在鄭州—西安進行試運行。聯(lián)調(diào)聯(lián)試初期采用軌道車進行試驗，后期采用最終使用的動車組進行試驗。

第一段： 鄭州—洛陽南

區(qū)段長度為120.85 km，聯(lián)調(diào)聯(lián)試于2009年7月上旬至8月中旬進行。

該區(qū)段有鄭州西、滎陽南、鞏義南、洛陽南4座車站，安排軌道車進行CTCS-2級列控功能試驗和CTCS-3級列控功能試驗。

第二段：鞏義南—洛陽南—靈寶西

區(qū)段長度為216.5 km，聯(lián)調(diào)聯(lián)試于2009年9月上旬至10月下旬進行。

該區(qū)段有鞏義南、洛陽南、澠池南、三門峽南、靈寶西5座車站，安排軌道車、動車組進行CTCS-2級功能試驗和CTCS-3級聯(lián)調(diào)聯(lián)試。

第三段： 三門峽南—臨潼東—西安

區(qū)段長度226.77 km，聯(lián)調(diào)聯(lián)試于2009年11月至12月進行。

該區(qū)段有三門峽南、靈寶西、華山北、渭南北、臨潼東、西安等6座主要車站，安排軌道車、動車組進行CTCS-2級功能試驗和CTCS-3級列控系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試。

第四段：全線拉通試驗

全線拉通試驗于2009年12月至2010年1月進行。

安排動車組進行全線拉通試驗，以及VV試驗等。

5.2 試運行階段

試運行于2010年1月至2010年2月進行。分為以下四個階段。

1）第一階段：故障模擬。

2）第二階段：追蹤測試。

3）第三階段：運行圖參數(shù)測試及應急演練。

4）第四階段：滿圖運行，同時進行供電能力測試。

6 結(jié)論

在鐵道部、CTCS-3攻關(guān)組、集成商、鄭州鐵路局、西安鐵路局、和利時/安薩爾多等各單位、各部門的大力協(xié)作下，各單位堅持“高標準、講科學、不懈怠”，輕看成績，重看問題，切實增強憂患意識和責任意識，緊緊抓住安全最關(guān)鍵、最本質(zhì)、最核心的問題，采取最有力的措施，在聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段抓緊完成收尾工程和各項運營準備工作，確保了鄭西高鐵的如期開通運營，也為CTCS-3級列控系統(tǒng)的試驗驗證探索出了一條成功之路。

[1]科技運[2009]59號 CTCS-3級列控系統(tǒng)系統(tǒng)測試案例[S]．

[2]科技運[2008]127號 CTCS-3級列控系統(tǒng)系統(tǒng)需求規(guī)范（SRS）[S].