邢 毅

（北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070）

ETCS-1級列控系統(tǒng)是一個基于應答器傳輸控制信息的點式控制系統(tǒng)。地面主要包括聯鎖、軌旁電子單元、應答器、計軸或軌道電路等設備。計軸或軌道電路主要是檢查軌道空閑狀態(tài)和列車完整性。聯鎖根據軌道空閑狀態(tài)，依據調度人員行車指揮指令，控制道岔、信號機、軌道鎖閉排列進路，并通過軌旁電子單元控制應答器發(fā)送相應的列車控制信息。地面發(fā)送給列車的控制信息，主要是行車許可[ETCS-12]、線路坡度[ETCS-21]、線路速度[ETCS-27]等線路參數。其中行車許可信息[ETCS-12]包含列車運行的目標距離、列車目標點開口速度、目標點到危險點的距離等信息。因此，在ETCS-1級列控系統(tǒng)中地面每一架信號機處均設置有源應答器，聯鎖通過軌旁電子單元控制有源應答器發(fā)送控制信息。其中道岔側向限速等信息均是通過接近區(qū)段應答器發(fā)送的線路速度信息控制。車載系統(tǒng)僅根據應答器發(fā)送的控制信息控制列車運行。

ETCS-2級列控系統(tǒng)是基于無線通信控制列車運行的控制系統(tǒng)。其與ETCS-1級列控系統(tǒng)相比，增加了無線閉塞中心，通過該系統(tǒng)實現車地實時雙向通信，連續(xù)給列車發(fā)送行車許可信息。地面應答器基本是無源應答器，主要是列車定位作用。該系統(tǒng)無線閉塞中心根據聯鎖進路信息和自身存儲的線路參數，根據列車發(fā)送的位置報告，實時給列車發(fā)送行車許可[ETCS-15]、速度、坡度、分相區(qū)等線路參數。列車控制方式與ETCS-1級基本一致。

ETCS-1級和ETCS-2級列控系統(tǒng)中，車載邏輯相對一致，對于道岔側向速度控制，均是通過地面應答器報文或者RBC發(fā)送的無線消息中線路速度[ETCS-27]確定。對于車載設備不區(qū)分進路是道岔側向還是直股。ETCS-1級列控系統(tǒng)，列車控制曲線雖為開口曲線，但開口速度由地面應答器報文提供。

我國自主創(chuàng)新的CTCS-2級列控系統(tǒng)是一個點式和連續(xù)式結合的系統(tǒng)。CTCS-2級列控系統(tǒng)是在充分考慮結合既有線路升級改造的基礎上設計的。CTCS-2級列控系統(tǒng)在原有的聯鎖系統(tǒng)、行車指揮系統(tǒng)、軌道電路基礎上，地面通過增加應答器和列控中心，給列車發(fā)送線路參數，車載增加ATP超速防護系統(tǒng)，根據地面軌道電路低頻信息和應答器發(fā)送的線路參數控制列車運行。CTCS-2級列控系統(tǒng)與ETCS-1級列控系統(tǒng)相比，通過軌道電路低頻信息可以實時連續(xù)的傳送行車許可。但為了降低投資和實施難度，CTCS-2級列控系統(tǒng)區(qū)間基本不設置有源應答器，均是通過無源應答器發(fā)送正線固定的線路參數。僅在進站、出站等處設置有源應答器，發(fā)送進路參數和臨時限速信息。

在進行車站接發(fā)車作業(yè)時，因區(qū)間沒有設置有源應答器，列車在接近區(qū)段不能獲取前方車站聯鎖排列的進路信息，也無法獲取進路限速、進路長度等控制信息。列車只能通過軌道電路信息U2、U2S、UU和UUS判定列車改變運行方向，前方經道岔側向運行。為實現列車一次連續(xù)模式控制曲線，CTCS-2級列控依靠地面和車載一體化設計思路，在地面軌道電路發(fā)碼確保安全的前提下，車載設備對UU和UUS碼行車許可信息采用開口速度控制的方式，車載按照UU碼目標點開口速度為45 km/h，UUS碼目標點開口速度為80 km/h，在進站/出站信號機處收到有源應答器發(fā)送的進路信息后，生成道岔側向接發(fā)車進路閉口控制曲線，實現CTCS-2級列控系統(tǒng)道岔側向列車運行的控制。

在既有的普速鐵路信號顯示規(guī)范中，對UUS定義只是明確“列車經過18號及以上道岔側向位置，次一架信號開放且該信號防護的進路經道岔的直向位置或18號及以上道岔的側向位置”，列車運行的速度是根據LKJ監(jiān)控裝置存儲的地面數據和司機選擇的運行交路和進路確定。但在高速鐵路中，CTCS-2級列控系統(tǒng)對UUS的開口速度為80 km/h。因此在CTCS-2級列控系統(tǒng)中，UUS定義增加了對線路允許速度的限制，明確“進路允許速度不低于80 km/h”。而為了進一步提高始發(fā)站列車發(fā)車效率和間隔，車載系統(tǒng)在由部分監(jiān)控轉為全監(jiān)控模式后，如果收到UUS碼，則取消部分監(jiān)控模式下45 km/h的車尾保持，因此地面列控系統(tǒng)在發(fā)碼時，必須考慮當列車故障重啟后，沒有線路數據，由部分監(jiān)控模式轉為全監(jiān)控模式時的控制速度，當UUS發(fā)碼區(qū)段內有限速時，需要將UUS碼降級為UU碼。

在CTCS-2和CTCS-3列控系統(tǒng)中，對于車載設備，都明確要求在收到UU和UUS碼后，既有車載接收數據只能應用UU和UUS終點，其余的數據需要在進站口應答器獲取，這是系統(tǒng)一個故障安全的設計。同樣，對于大號碼道岔（1/18以上）進路，CTCS-2級列控系統(tǒng)，增加了號碼道岔應答器，其中關于大號碼道岔應答器設計及報文的發(fā)送規(guī)則，在論文《關于大號碼道岔列控系統(tǒng)設計的分析》中已經進行了詳細的闡述，其中也包括UU和UUS碼發(fā)送的原則，特別是在列車越過

大號碼道岔應答器后，地面信息突變的情況下，地面通過碼續(xù)由UUS降級為UU，控制列車丟棄大號碼道岔信息包，控制列車降速運行。

綜上所述，CTCS-2級列控系統(tǒng)和CTCS-3級列控系統(tǒng)，地面和車載設備在UU和UUS碼的處理邏輯上相對ETCS系統(tǒng)都較為復雜，也是我國鐵路CTCS列車運行控制系統(tǒng)與ETCS列車運行控制系統(tǒng)最大的差異。