項守寬
項守寬:中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司 高級工程師 430063 武漢
近年來,為滿足運(yùn)輸發(fā)展需要,我國已有多條既有鐵路干線進(jìn)行了提速改造,又陸續(xù)開通了多條客運(yùn)專線,它們均配置了CTCS-2級(簡稱C2)列車運(yùn)行控制系統(tǒng),控制動車組列車安全、高速、平穩(wěn)運(yùn)行。
在某些新建項目中,由于新建鐵路與已經(jīng)開通的客運(yùn)專線或既有提速干線接軌,故需要對既有車站站場及信號系統(tǒng)進(jìn)行改造,包括行車指揮、車站聯(lián)鎖、自動閉塞、列控、集中監(jiān)測等子系統(tǒng)。列控系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)關(guān)系密切,CTC或臨時限速服務(wù)器下達(dá)的臨時限速命令,通過列控系統(tǒng)的列控中心及地面有源應(yīng)答器組,發(fā)送給車載設(shè)備;客運(yùn)專線車站列控中心采集區(qū)間及站內(nèi)軌道電路,并將區(qū)間及站內(nèi)軌道區(qū)段狀態(tài)傳給聯(lián)鎖系統(tǒng),同時又通過有源應(yīng)答器發(fā)送新建進(jìn)路上的軌道區(qū)段名稱、長度、載頻等信息,編制低頻信息碼發(fā)給列車進(jìn)路上的每個軌道區(qū)段。既有線提速車站列控中心功能相對簡單,不負(fù)責(zé)軌道電路的采集和編制低頻信息碼,僅負(fù)責(zé)向有源應(yīng)答器發(fā)送C2進(jìn)路上的軌道區(qū)段長度、載頻、坡度、速度等信息,而控制列車運(yùn)行的低頻信息是通過繼電器編碼電路完成的。
對于CTCS-2級車站列控系統(tǒng)的改造,有C2方式下過渡改造和切換到CTCS-0級(簡稱C0)方式下過渡改造2種方案。工程設(shè)計時,應(yīng)選用既保證安全又相對簡單和節(jié)省費(fèi)用的方案。
對于采用客專型列控中心的車站,一般站內(nèi)正線區(qū)段及股道軌道電路由列控中心采集,低頻信息碼由列控中心編碼。在C0方式下,無論正線區(qū)段或股道的數(shù)量或載頻發(fā)生變化,都要修改列控數(shù)據(jù);僅有區(qū)段長度變化時,不需要修改數(shù)據(jù)。而在C2方式下,上述一切變化均會影響列控中心數(shù)據(jù)。列控中心數(shù)據(jù)修改后,需要做一系列的仿真試驗,開通前還要做聯(lián)鎖試驗,工作量較大。
因此,對于客專型列控中心,只有在正線區(qū)段或股道的數(shù)量、載頻及長度均不變,或站場改變較小、過渡步驟少時,才考慮在C2方式下過渡。
對于采用既有線型列控中心的車站,一般采用繼電器電碼化編碼電路。站型變化時,在C0方式下列控中心數(shù)據(jù)無需修改;在C2方式下,接發(fā)車進(jìn)路長度或載頻發(fā)生變化時,列控數(shù)據(jù)需要修改;接發(fā)車進(jìn)路上的軌道區(qū)段數(shù)量及長度雖有變化,但整個咽喉區(qū)及股道長度不變時,不需要修改列控中心數(shù)據(jù)。
因此,對于既有線型列控中心,無論每個道岔區(qū)段及無岔區(qū)段的長度怎么變化,只要全部的接車進(jìn)路(咽喉區(qū)長度和股道長度)、發(fā)車進(jìn)路的長度(咽喉區(qū)長度)沒有變化,載頻沒有變化,建議在C2方式下過渡;如果接發(fā)車進(jìn)路長度有變化,但只要過渡步驟少,也可以考慮在C2方式下過渡。
按C2方式過渡時,過渡期間站場范圍內(nèi)的線路允許速度可以納入臨時限速管理,也可以將其寫入列控中心報文和應(yīng)答器報文。
按C0方式過渡時,站區(qū)限速采用調(diào)度命令方式下達(dá)。
當(dāng)必須采用C0方式過渡時,需要在車站進(jìn)站外方區(qū)間適當(dāng)位置布置C2→C0、C0→C2等級轉(zhuǎn)換應(yīng)答器組,使動車組進(jìn)站前自動轉(zhuǎn)換C0模式,出站后,自動轉(zhuǎn)為C2模式,如圖1所示。
為了保證區(qū)間應(yīng)答器組報文一次修改之后,能沿用到站場改造工程的結(jié)束,區(qū)間應(yīng)答器組及等級轉(zhuǎn)換應(yīng)答器組的數(shù)據(jù)覆蓋范圍只需達(dá)到進(jìn)站信號機(jī)處,使站內(nèi)站場形狀的任何改變均不會影響到區(qū)間應(yīng)答器組的報文,如圖2所示。
由于LKJ控車最高速度為160 km/h,為了在級間轉(zhuǎn)換時不影響行車效率,科技運(yùn) [2010]136號關(guān)于印發(fā)《CTCS-2級列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則(V2.0)》的通知中第3.5.1.2和3.5.1.1條規(guī)定:“等級轉(zhuǎn)換處線路最高允許速度不得大于160 km/h”,設(shè)計時將等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)內(nèi)方的線路允許速度調(diào)整到160 km/h或160 km/h以下。
科技運(yùn) [2007]45號《既有線CTCS-2級列控系統(tǒng)車載設(shè)備技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定:在切換點(diǎn)之后一定距離內(nèi)應(yīng)為ZPW-2000系列軌道電路,長度應(yīng)大于列車從160 km/h制動到0 km/h所需的制動距離。編制列控數(shù)據(jù)時,應(yīng)提供該制動距離內(nèi)的全部線路數(shù)據(jù),因為C2向C0等級轉(zhuǎn)換失敗后,如果司機(jī)未及時停車進(jìn)行手動切換為C0模式,列車將會繼續(xù)按C2控制模式運(yùn)行至線路數(shù)據(jù)結(jié)束的位置,一般為C0車站的進(jìn)站口。據(jù)此,在確定C2向C0等級轉(zhuǎn)換位置時,需要先計算出等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)處的最大常用制動距離,然后從C0車站進(jìn)站口反向推算出等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)位置。經(jīng)各種動車組綜合測算比較后,采用較大的制動距離值。
圖1 C0/C2等級轉(zhuǎn)換應(yīng)答器組布置示意圖
圖2 C0/C2等級轉(zhuǎn)換應(yīng)答器組數(shù)據(jù)覆蓋范圍示意圖
由于從等級轉(zhuǎn)換執(zhí)行點(diǎn)開始,將線路允許速度調(diào)整到了160 km/h或160 km/h以下值,按照應(yīng)答器組報文冗余覆蓋的規(guī)定,圖2中L1+L2+LZ+LZ0范圍內(nèi)的全部應(yīng)答器組報文需要修改。
C2等級方向進(jìn)站口的有源應(yīng)答器組保留,用作發(fā)送臨時限速報文,必須保留。
出站及進(jìn)路信號機(jī)的有源應(yīng)答器組處理方案是:在過渡期間,列控中心不發(fā)送報文至站內(nèi)側(cè)線股道的出站有源應(yīng)答器組,該應(yīng)答器組將會接收LEU發(fā)送的默認(rèn)報文。如果司機(jī)在股道發(fā)車時錯誤操作切換按鈕,手動切換至C2控車模式,在接收到出站有源應(yīng)答器組的默認(rèn)報文后,由于默認(rèn)報文中包含 [CTCS-5]包會使動車組在C0模式LKJ控車下制動。故應(yīng)拆除站內(nèi)出站及進(jìn)路信號機(jī)的全部有源應(yīng)答器組。
1.既有線型列控中心報文處理。既有線型列控中心按C0方式過渡時,僅向進(jìn)站口有源應(yīng)答器組發(fā)送臨時限速報文,不發(fā)送進(jìn)路信息。所以,不需要修改列控中心數(shù)據(jù)。
2.客專型列控中心報文處理。客專型列控中心按C0方式過渡時,進(jìn)站口有源應(yīng)答器組僅發(fā)送發(fā)車方向臨時限速報文,但由于站內(nèi)軌道電路的采集及編碼是由列控中心完成的,所以,需要編制C0數(shù)據(jù)和報文。隨著站場過渡改造工程的進(jìn)展,列控中心C0報文也需要同步更新。
如果由于車站的改造引起區(qū)間信號點(diǎn)的移動或增加分割點(diǎn)以錯開載頻,區(qū)間信號數(shù)據(jù)也需要同步更新至列控中心。
車站改造完畢時,需拆除C2/C0等級轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器組,將等級轉(zhuǎn)換執(zhí)行應(yīng)答器組改為區(qū)間應(yīng)答器組(Q),恢復(fù)站內(nèi)出站信號機(jī)及進(jìn)路信號機(jī)有源應(yīng)答器組,修改線路允許速度,更新列控中心數(shù)據(jù)至最終正式版本,更新受到影響范圍之內(nèi)的全部區(qū)間及站內(nèi)應(yīng)答器組報文。至此,C2車站過渡改造工程結(jié)束。
需要根據(jù)站場改造具體情況,選擇C2列控系統(tǒng)的過渡方案。以上介紹的列控系統(tǒng)過渡方案的選擇方法及C0方式過渡方案的實現(xiàn)方法,可以作為工程設(shè)計的借鑒。
[1]中華人民共和國鐵道部.鐵建設(shè)【2009】209號.高速鐵路設(shè)計規(guī)范(試行)[S].2009.
[2]中華人民共和國鐵道部.鐵集成【2007】124號.客運(yùn)專線CTCS-2級列控系統(tǒng)車載和地面設(shè)備配置及運(yùn)用技術(shù)原則(暫行)[S].2007.