趙曉東

C2/C3等級轉(zhuǎn)換設(shè)置方案優(yōu)化探討

趙曉東

根據(jù)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)C2/C3等級轉(zhuǎn)換的相關(guān)規(guī)范、RBC和ATP設(shè)備C2/C3級間轉(zhuǎn)換時(shí)的處理過程，對工程實(shí)施過程中存在的C2/C3級間轉(zhuǎn)換設(shè)置問題進(jìn)行了分析研究，并提出相應(yīng)的優(yōu)化措施。

C2/C3等級轉(zhuǎn)換;方案;優(yōu)化

1 問題提出

隨著C3動車組運(yùn)行交路的延長，其跨越C2、C3區(qū)域運(yùn)行不可避免，因此，必須在C2、C3區(qū)域分界處設(shè)置C2→C3/C3→C2等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)。同時(shí)，考慮到C3車載設(shè)備在C3區(qū)段因無線超時(shí)降級后恢復(fù)C3等級運(yùn)行，以及C3動車組在車站采用C2模式發(fā)車，也必須在車站正反向進(jìn)站信號機(jī)處設(shè)置C2→C3等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)。

等級轉(zhuǎn)換位置點(diǎn)的確定，是列控系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)之一，且受轉(zhuǎn)換線路的長度、轉(zhuǎn)換點(diǎn)距RBC移交邊界的距離、轉(zhuǎn)換點(diǎn)處速度變化、轉(zhuǎn)換點(diǎn)距分相區(qū)的距離等因素影響，尤其在樞紐地區(qū)或線路條件受限地區(qū)，常因C2/C3等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)的設(shè)置不合理而引發(fā)動車制動。

2 原因分析

針對上述問題，結(jié)合集成工程中遇到的特殊場景，主要討論以下二類3種場景:第一類是C2→C3等級轉(zhuǎn)換問題。場景1，等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)距RBC移交邊界距離短;場景2，等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)距分相區(qū)距離短。第二類是C3→C2等級轉(zhuǎn)換問題。場景3，RBC發(fā)送C3→C2等級轉(zhuǎn)換命令的問題分析。

2.1 第一類問題分析

C2→C3等級轉(zhuǎn)換過程為:以C2模式運(yùn)行的C3動車組，收到RBC呼叫信息包后建立與RBC的通信會話，當(dāng)RBC判斷C3動車正常駛?cè)隒3區(qū)域時(shí)，向車載設(shè)備發(fā)送行車許可(MA)及等級轉(zhuǎn)換命令，車載收到等級轉(zhuǎn)換命令后在執(zhí)行點(diǎn)處自動轉(zhuǎn)C3等級運(yùn)行，并提示司機(jī)確認(rèn)。等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)設(shè)置要求如下:

1.預(yù)告應(yīng)答器組【YG-2/3】與執(zhí)行應(yīng)答器組【ZX-2/3】設(shè)置如圖1所示。

2.相鄰兩個RBC通信時(shí)，等級轉(zhuǎn)換執(zhí)行點(diǎn)應(yīng)距RBC移交邊界點(diǎn)7個以上閉塞分區(qū)。

2.1.1 等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)距RBC移交邊界距離短

當(dāng)RBC間通信時(shí)，如果C2→C3等級轉(zhuǎn)換執(zhí)行點(diǎn)距RBC移交邊界點(diǎn)間距不滿足上述設(shè)置要求，且不滿足等級轉(zhuǎn)換執(zhí)行點(diǎn)【ZX-2/3】與RBC邊界移交點(diǎn)間距離要求時(shí)，見(1)式，則動車組經(jīng)過C2→C3等級轉(zhuǎn)換執(zhí)行點(diǎn)轉(zhuǎn)入C3等級后，C3等級下MA僅至RBC移交邊界點(diǎn)，較C2等級下MA短，則將觸發(fā)緊急制動。如圖2所示。否則，移交完成后，C3等級下MA與C2等級下MA一致。

其中:Vmax為【ZX-2/3】處線路最高允許速度值;L為常用制動，取【ZX-2/3】處線路最高允許速度的常用制動距離;TRBC為從相鄰RBC交互進(jìn)路信息開始至車載接收到延長MA為止的時(shí)間。

當(dāng)遇到上述場景，規(guī)范規(guī)定可以取消其C2→C3等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)。等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)取消后，必然存在因故無線超時(shí)，列車將在C3區(qū)域內(nèi)長時(shí)間以C2等級運(yùn)行。這樣，在C3與C2等級下允許運(yùn)行速度相差較大的區(qū)段，勢必影響其線路的運(yùn)行效率。

圖1 C2/C3等級轉(zhuǎn)換應(yīng)答器布置示意圖

圖2 C2/C3等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)與RBC移交邊界位置關(guān)系示意圖

2.1.2 等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)距分相區(qū)距離短

在客專車站的接近或離去區(qū)段內(nèi)常常伴有分相區(qū)。C2等級下的分相區(qū)信息由應(yīng)答器發(fā)送，C3等級下的分相區(qū)信息由RBC發(fā)送。當(dāng)C2等級下收到應(yīng)答器發(fā)送的過分相信息斷開主斷路器后，在未閉合主斷路器前，車載又轉(zhuǎn)為C3等級使用RBC發(fā)送的MA控車時(shí)，則存在列車已駛過分相區(qū)，導(dǎo)致主斷路器無法閉合問題，如圖3所示。

圖3 C2/C3等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)與分相區(qū)位置示意圖

2.2 第二類問題分析

C3→C2等級轉(zhuǎn)換:當(dāng)RBC發(fā)送的MA延伸到等級轉(zhuǎn)換邊界時(shí)，向車載發(fā)送等級轉(zhuǎn)換命令。車載設(shè)備C3控制單元收到等級轉(zhuǎn)換信息后，“激活”C2控制單元，并根據(jù)其報(bào)告的轉(zhuǎn)換點(diǎn)目標(biāo)速度重新計(jì)算控車曲線并將車速降至C2允許速度以下，在等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)處自動轉(zhuǎn)換到C2等級運(yùn)行，提示司機(jī)確認(rèn)。

規(guī)范要求:RBC發(fā)送給列車的移動授權(quán)需要向C2區(qū)段延伸至少一個完整的常用制動距離。如區(qū)間長度不滿足距離要求時(shí)，需要C2區(qū)域的車站聯(lián)鎖接入RBC。

在C3等級下，車載收到C3→C2等級轉(zhuǎn)換預(yù)告信息后，C3車載將C2向C3控制單元報(bào)告的等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)速度作為目標(biāo)速度。因RBC發(fā)送的最大MA長度為32 km，故C3等級下車載可預(yù)知運(yùn)行前方32 km范圍內(nèi)的區(qū)段狀態(tài)，并一次形成控車曲線。而C2等級下車載設(shè)備僅可知L5碼至HU碼范圍內(nèi)的區(qū)段狀態(tài)，依據(jù)其獲得的碼序?qū)崟r(shí)計(jì)算控車曲線。這樣，當(dāng)C2行車許可未越過C3→C2等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)時(shí)，因其信息缺失，只能向C3控制單元報(bào)告其等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)速度為零。隨著列車運(yùn)行，C2行車許可越過C3→C2等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)，C2計(jì)算出等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)目標(biāo)速度，重新報(bào)告給C3單元，C3單元重新計(jì)算控車曲線。這樣，勢必引起C3控車提前制動，影響運(yùn)行效率，如圖4所示。

由圖4可以看出，在動車未經(jīng)過BX應(yīng)答器之前，車載C2控制單元無法獲知等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)的目標(biāo)速度。采用RBC提前發(fā)送等級轉(zhuǎn)換命令的方式，會使列車過岔時(shí)速度低于道岔允許速度，影響行車效率。

3 解決措施

3.1 第一類問題

3.1.1 等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)距RBC移交邊界距離短針對該類問題，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，提出如下2種優(yōu)化措施。

圖4 RBC發(fā)送C3→C2轉(zhuǎn)換命令的車載控制曲線示意圖

措施1:在RBC移交邊界后方中繼站增設(shè)C2→C3等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)，以盡早恢復(fù)C3等級運(yùn)行。這樣，可大幅減少列車以C2等級運(yùn)行時(shí)間，從而提高行車效率。

措施2:對于沒有通過列車的始發(fā)車站，可將等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)線路速度降為動車實(shí)際運(yùn)行至該處的速度;或?qū)τ诰€路允許速度低而又必須設(shè)置C2→C3等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)線，可根據(jù)公式(1)計(jì)算，確認(rèn)是否滿足設(shè)置要求。這樣，既不影響行車效率又保證了車站出站口外方仍可設(shè)置C2→C3等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)的要求。

上述兩項(xiàng)優(yōu)化措施已在京廣高鐵廣州南樞紐、鄭州東樞紐、北京西樞紐等得到運(yùn)用，并取得了理想效果。

3.1.2 等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)距分相區(qū)距離短

在C2車載輸出至主斷命令前的范圍內(nèi)，禁止設(shè)置C2→C3等級轉(zhuǎn)換執(zhí)行點(diǎn)。但為提高線路運(yùn)輸效率，可將C2→C3等級轉(zhuǎn)換執(zhí)行點(diǎn)向列車運(yùn)行前方外移一個閉塞分區(qū)。

3.2 第二類問題

針對這類問題可采用如下2種優(yōu)化措施。

措施1:C3→C2等級轉(zhuǎn)換預(yù)告和執(zhí)行信息由RBC發(fā)送改為地面應(yīng)答器發(fā)送。

措施2:在C3→C2等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)前方設(shè)置等級預(yù)告應(yīng)答器組【YG-3/2】，列車向RBC報(bào)等級預(yù)告應(yīng)答器位置后，RBC向車載發(fā)送等級轉(zhuǎn)換命令。等級轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器組【YG-3/2】的設(shè)置應(yīng)滿足以下條件。

1.預(yù)告【YG-3/2】應(yīng)答器組距出站口間距應(yīng)大于一個車尾保持的長度，以避免因離去區(qū)段內(nèi)有低于大號碼側(cè)向允許速度的臨時(shí)限速時(shí)，導(dǎo)致等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)處C2允許速度低于C3允許速度情況，而引起制動。

2.預(yù)告【YG-3/2】應(yīng)答器與執(zhí)行【ZX-3/2】應(yīng)答器組的間距應(yīng)滿足下述公式2。

其中:Vmax為等級轉(zhuǎn)換點(diǎn)處線路允許速度;Lc3-c2為由【YG-3/2】處C3允許速度常用制動至【ZX-3/2】處C2允許速度的距離，當(dāng)預(yù)告點(diǎn)處速度與執(zhí)行點(diǎn)處速度一致時(shí)，該值為0。

RBC不再向車載設(shè)備發(fā)送等級轉(zhuǎn)換預(yù)告信息，列車按C3等級運(yùn)行通過大號碼道岔。當(dāng)列車通過【YG-3/2】應(yīng)答器組時(shí)，車載C3控制單元“激活”C2控制單元，宜將【ZX-3/2】設(shè)置在C3與C2速度一致的區(qū)域，以使車載控車曲線平滑過渡，參見圖5所示。

圖5 基于應(yīng)答器預(yù)告的C3→C2轉(zhuǎn)換示意圖

4 總結(jié)

本文針對在C3工程實(shí)施過程中出現(xiàn)的C2/C3級間轉(zhuǎn)換的設(shè)置問題進(jìn)行分析、歸納總結(jié)，并結(jié)合工程提出C2/C3等級轉(zhuǎn)換的優(yōu)化設(shè)置方案，為工程設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化提供了參考。

［1］中華人民共和國鐵道部．TB10621-2009號．高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)［S］．2009．

［2］中華人民共和國鐵道部．鐵科技［2008］34號．CTCS-3級列控系統(tǒng)總體技術(shù)方案［S］．2008．

［3］中華人民共和國鐵道部．科技運(yùn)［2010］21號．CTCS-3級列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則(V2.0)［S］．2010．

［4］中華人民共和國鐵道部．運(yùn)基信號［2011］170號．CTCS-2/CTCS-3級列控系統(tǒng)等級轉(zhuǎn)換應(yīng)用原則(V1．0)［S］．2011．

According to relevant regulations of C2/C3 level conversion of train operation control system，disposal process between devices C2/C3 level conversion of RBC and ATP devices，the C2/C3 level conversion settings problems during the process of engineering implementation is analyzed and the corresponding optimization measures is presented．

C2/C3 level conversion;Programs;Optimization

趙曉東:北京全路通信信號研究設(shè)計(jì)院有限公司高級工程師100073北京

2014-01-09

(責(zé)任編輯:張利)