方升煒

（中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司，上海 200071）

隨著國內(nèi)高速鐵路新線建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，高速鐵路連線成網(wǎng)并且越織越密，新建高速鐵路引入既有高速鐵路車站、高普并站、跨線運(yùn)行、不同等級(jí)列控系統(tǒng)頻繁切換等情況逐漸增多，信號(hào)系統(tǒng)與系統(tǒng)之間協(xié)同匹配等問題陸續(xù)有所暴露，給高速鐵路運(yùn)營安全帶來威脅。本文以新建CTCS-3模式高鐵引入既有CTCS-2模式高鐵分界口車站集中區(qū)在進(jìn)站口、進(jìn)站外方第一閉塞分區(qū)發(fā)生邏輯檢查報(bào)警（失去分路）問題為例，分析不同信號(hào)系統(tǒng)之間接口匹配問題，提出解決方案并比選方案優(yōu)劣性。

1 站場及信號(hào)系統(tǒng)主要設(shè)備

1.1 線路站場布置

新建高速鐵路L與既有高速鐵路N在地理位置上呈十字交叉，新建高速鐵路L在線路所A分別通過聯(lián)絡(luò)線與既有高速鐵路N在B站、C站貫通，如圖1所示。其中既有高速鐵路N采用CTCS-2列控系統(tǒng)，新建高速鐵路L采用CTCS-3列控系統(tǒng)，在聯(lián)絡(luò)線設(shè)置C2/C3級(jí)間切換點(diǎn)。根據(jù)線路設(shè)計(jì)，聯(lián)絡(luò)線經(jīng)側(cè)線進(jìn)入B站和C站的最高允許速度為 80 km/h 。

圖1 線路車站和級(jí)間切換點(diǎn)布置Fig.1 Layout of line station and level transition point

1.2 列控與軌道電路設(shè)備

列控系統(tǒng)方面，線路所A采用LKD2-YH型列控中心（TCC），B站和C站采用LKD2-JD型TCC；軌道電路方面，B站和C站的站內(nèi)軌道電路為25 Hz軌道電路，聯(lián)絡(luò)線采用ZPW-2000R制式軌道電路，區(qū)間為列控編碼且已實(shí)現(xiàn)列控中心區(qū)間占用邏輯檢查功能。線路所A與B站的集中區(qū)分界點(diǎn)位于B站進(jìn)站信號(hào)機(jī)XL/XLF處，如圖2所示（B站引入A所為外包方式）。

圖2 集中區(qū)分界示意Fig.2 Schematic diagram of centralized boundary

2 問題描述

動(dòng)車組自線路所A經(jīng)聯(lián)絡(luò)線往B站方向運(yùn)行，列車順序出清B站XL信號(hào)機(jī)外方第一個(gè)閉塞分區(qū)（編號(hào)203G，由線路所A管轄）、XL信號(hào)機(jī)內(nèi)方首區(qū)段4BG（設(shè)計(jì)長度50 m）后，203G偶發(fā)失去分路報(bào)警。

根據(jù)觀察，當(dāng)動(dòng)車組以小于70 km/h速度從聯(lián)絡(luò)線進(jìn)入B站并順序出清203G、4BG時(shí)不會(huì)發(fā)生以上問題，大于70 km/h時(shí)則易發(fā)多發(fā)。

3 原因分析

從現(xiàn)象分析，203G偶發(fā)失去分路報(bào)警是由于TCC邏輯判斷4BG早于203G出清所致?；诩夹g(shù)規(guī)范，分別計(jì)算動(dòng)車組在203G、4BG從運(yùn)行出清到區(qū)段狀態(tài)判斷的時(shí)間來分析4BG早于203G出清的原因。

3.1 有關(guān)技術(shù)規(guī)范

根據(jù)《列控中心區(qū)間占用邏輯檢查暫行技術(shù)條件》（鐵總運(yùn)[2015]156號(hào)），區(qū)間占用邏輯檢查有如下技術(shù)規(guī)定：1）軌道區(qū)段設(shè)備狀態(tài)由空閑變?yōu)檎加茫锌貞?yīng)立即判定為占用；軌道區(qū)段設(shè)備狀態(tài)由占用變?yōu)檫B續(xù)3 s空閑，列控判定為空閑；2）對(duì)于在進(jìn)站口劃分集中區(qū)的，接車方向如果接車信號(hào)正常關(guān)閉，則發(fā)送邊界信號(hào)許可狀態(tài)為正常占用，否則，發(fā)送邊界信號(hào)許可狀態(tài)為故障占用；3）邏輯狀態(tài)為正常占用的進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方第一個(gè)閉塞分區(qū)，設(shè)備狀態(tài)由占用變?yōu)榭臻e時(shí)，需同時(shí)滿足列車駛?cè)胝緝?nèi)、進(jìn)站信號(hào)機(jī)正常關(guān)閉和進(jìn)站信號(hào)機(jī)內(nèi)方第一區(qū)段保持占用或由占用變?yōu)榭臻e兩個(gè)條件方可判定為空閑，否則判定為失去分路。

3.2 區(qū)間203G出清邏輯延時(shí)

203G采用ZPW-2000R軌道電路，該制式軌道電路區(qū)段出清有2.8～3.5 s緩吸延時(shí)，加上線路所A的TCC維持 3 s時(shí)間，因此在動(dòng)車組出清203G、尾部完全進(jìn)入站內(nèi)后，203G出清延時(shí)共有5.8 ～ 6.5 s。

3.3 站內(nèi)首區(qū)段4BG占用到出清時(shí)間

動(dòng)車組進(jìn)入B站4BG，XL進(jìn)站信號(hào)正常關(guān)閉后，B站TCC向線路所A的TCC應(yīng)答 SA（信號(hào)許可）正常占用。4BG 長50 m，按動(dòng)車組70 km/h運(yùn)行速度計(jì)算，從動(dòng)車組尾部完全進(jìn)入站內(nèi)起，通過該區(qū)段時(shí)長約為 2.6 s（不計(jì)25 Hz軌道電路延時(shí)）。4BG出清后， B站TCC維持3 s向線路所A發(fā)送SA正常占用確保線路所A接收到 SA 正常占用狀態(tài)，合計(jì)約5.6 s后B站停止向線路所A應(yīng)答邊界SA信息，該時(shí)間小于列車出清203G的邏輯延時(shí)（5.8 s）。

由于集中區(qū)分界在B站進(jìn)站口，在線路所A的TCC未獲取B站進(jìn)站信號(hào)正常關(guān)閉條件下，不能采用前述技術(shù)規(guī)范第三項(xiàng)內(nèi)容，所以采取SA作為閉塞分區(qū)正常出清的判斷依據(jù)。在203G出清時(shí)，線路所A的TCC檢查到前方區(qū)段（B站）已不在同一個(gè)SA，于是將203G邏輯狀態(tài)判斷為失去分路。

4 解決方案及比選

根據(jù)前述分析，針對(duì)以上問題有如下解決方案。

方案一：動(dòng)車組通過B站4BG的速度由80 km/h降為45 km/h，延長4BG占用時(shí)間。

降速后，出清4BG時(shí)間由5.3 s延長至7 s，大于出清203G的延時(shí)，可以避免問題發(fā)生。但是該方案將降低運(yùn)輸效率，可作為應(yīng)急措施，不建議長期運(yùn)用。

方案二：合并進(jìn)站信號(hào)機(jī)內(nèi)方第一、第二個(gè)軌道電路區(qū)段，通過延長區(qū)段長度來延長占用時(shí)間。

合并軌道電路區(qū)段可以使出清4BG時(shí)間由5.3 s延長至大于7 s，大于出清203G的延時(shí)。該方案可以保持線路允許速度80 km/h不變，不影響運(yùn)輸效率，但涉及室內(nèi)外信號(hào)設(shè)備改造以及聯(lián)鎖、列控、CTC等軟件修改，時(shí)間長，營業(yè)線施工安全風(fēng)險(xiǎn)大，適合新線建設(shè)或改造使用。

方案三：縮短203G出清延時(shí)，將2.8～3.5 s的緩吸時(shí)間縮短到2 s左右，加上TCC維持的 3 s時(shí)間后小于列車通過站內(nèi)首區(qū)段的時(shí)間（5.6 s）。

縮短203G出清延時(shí)需要對(duì)ZPW-2000R接收器進(jìn)行改造，涉及采樣頻率、譯碼邏輯等修改，硬件有局限而且涉及安全功能修改，因此不建議采用。

方案四：綜合前述技術(shù)規(guī)范第二、第三項(xiàng)規(guī)定，修改線路所A的 TCC 軟件邏輯，將B站進(jìn)站信號(hào)機(jī)狀態(tài)傳送至線路所A的TCC。

該方案符合技術(shù)規(guī)范，但需將B站進(jìn)站信號(hào)機(jī)狀態(tài)條件傳送至線路所A的TCC，需修改B站聯(lián)鎖、TCC軟件及線路所A的TCC軟件，工作量相對(duì)較大。

方案五：修改B站 TCC 軟件邏輯，延長4BG出清給鄰站發(fā)送邊界SA正常占用狀態(tài)時(shí)間，動(dòng)車組進(jìn)站壓入4BG時(shí)TCC應(yīng)答鄰站SA正常占用，進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方第一閉塞分區(qū)出清或接車進(jìn)路解鎖時(shí)停止應(yīng)答鄰站 SA。

該方案符合技術(shù)規(guī)范，僅修改B站 TCC 軟件，工作量較小。

綜合運(yùn)輸效率、改造工作量、安全風(fēng)險(xiǎn)等因素比較，選擇方案五更合適。

5 安全性分析

按照方案五實(shí)施，考慮以下特殊場景是否存在安全隱患。

場景1：區(qū)間兩列動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)，前車完全進(jìn)入B站內(nèi)，后車在區(qū)間發(fā)生失去分路。該場景下，前車出清203G完全進(jìn)入站內(nèi)后，根據(jù)新版軟件邏輯，B站 TCC 立即停止應(yīng)答鄰站SA，因此后車在區(qū)間“飛車”時(shí)TCC會(huì)進(jìn)行失去分路報(bào)警。

場景2：區(qū)間203G正常占用時(shí)，B站內(nèi)首區(qū)段4BG故障占用，然后203G發(fā)生失去分路。該場景為列控中心區(qū)間邏輯檢查的限制條件。

場景3：區(qū)間兩列動(dòng)車組運(yùn)行，前車完全進(jìn)入B站內(nèi)，后車請(qǐng)求 SA后無應(yīng)答。該場景下，前車出清203G完全進(jìn)入站內(nèi)，根據(jù)新版軟件邏輯，B站TCC停止對(duì)前車應(yīng)答；當(dāng)B站再次排列同一進(jìn)站口接車進(jìn)路后，B站TCC正常應(yīng)答鄰站SA，因此后車能正常進(jìn)站。

場景4：203G出清延時(shí)過長，動(dòng)車組正常進(jìn)入股道，進(jìn)路解鎖后203G才由占用變?yōu)榭臻e（滯后導(dǎo)致遺留紅光帶）。該場景下，B站XL最短接車進(jìn)路長203 m，列車以最大速度80 km/h 進(jìn)站，進(jìn)路解鎖時(shí)間 9.1 s，增加 3 s 延時(shí)合計(jì) 12.1 s，而203G出清最大延時(shí)為6.5 s，小于進(jìn)路完全解鎖時(shí)間，不會(huì)發(fā)生該問題。

基于以上分析，現(xiàn)場選擇方案五實(shí)施，解決分界口車站集中區(qū)在進(jìn)站口、進(jìn)站外方第一閉塞分區(qū)發(fā)生邏輯檢查報(bào)警問題。