適應300～350km/h動車組下線運行既有線C2改造方案研究

袁 娟

*中鐵第一勘察設計院集團有限公司 工程師，710043 西安

2007年，我國鐵路實施第六次大面積提速，在京哈、京滬、京廣、隴海、浙贛、膠濟、武九、廣深線等既有干線的有條件區段，投入使用動車組，運行速度達到200 km/h及以上。對應信號系統也進行了既有線CTCS-2級列控系統改造，滿足動車組ATP以一次曲線模式控制安全運行的要求。本文主要討論在改造工程量最少的前提下，實現300～350 km/h動車組下線運行所需的列控系統改造方案。

1 既有線CTCS-2級適應300～350 km/h動車運行必備的條件

由于300～350 km/h動車組下線運行是在客運專線網絡形成之前的過渡方式，而對于既有線C2的改造必然對運輸產生巨大的影響，所以，沒必要將既有線C2完全升級為客專C2，應分析既有線C2適應300～350 km/h動車組運行所必備的條件，對既有線C2進行簡單改造，使其能適應300～350 km/h動車組下線運行即可。

300～350 km/h動車組的C2車載設備與既有線C2動車組車載設備，在結構、功能、工作模式以及對列控信息的處理邏輯上基本一致，主要不同之處如下。

1．既有線C2動車組由LKJ提供里程信息和車站名信息，300～350 km/h動車組無LKJ設備，運行至既有線C2區段將無法獲得里程信息和車站名信息，影響司機對動車組運行情況的掌握，對司機駕駛有一定影響。

2．既有線C2動車組由磁鋼提供過分相信息，300～350 km/h動車組要求應答器提供過分相信息，運行至既有線C2區段將無法獲得過分相信息，影響動車正常運行。

所以，必須在既有線C2區段適當位置的應答器中，增加 ETCS-72(文本信息包)，ETCS-79(里程信息包)以及ETCS-68(特殊信息包)，以滿足300～350 km/h動車組的下線運行。

2 既有線CTCS-2級列控方案存在的不足

受技術水平、既有線信號設備狀況、工程投資、系統設備開發周期等因素的限制，既有線CTCS-2級列控系統技術方案存在一些不足之處。

為了適應300～350 km/h動車組下線運行，需要對既有列控系統進行改造，如果在改造的過程中，能夠通過增加少量投資和工程量，對臨時限速的設置原則進行修改將是很有意義的。既有線CTCS-2級列控系統列控中心單方向臨時限速管轄范圍如圖1所示。

圖1 既有列控中心臨時限速管轄范圍示意圖

列控中心單方向臨時限速的管轄范圍從本站進站口開始至前方站出站信號機處，每個臨時限速管轄范圍內僅允許設一處臨時限速。當站內正線發車進路或離去區段內有臨時限速時，該臨時限速信息并未發送至運行于區間的動車組，需對應的進站信號機降級點黃燈、接近區段發黃碼，以保證動車組運行安全。但對于普速列車，由于運行速度低，制動距離短，即使離去區段有臨時限速，對應的進站信號機也可不降級。對于既有線動車組、普速列車混合運行的運輸模式，進站信號機的降級顯示降低了普速列車的通過能力。

如果取消進站信號機降級顯示，需延長臨時限速的管轄范圍，按照客專CTCS-2級的要求，管轄范圍應為從本站進站口開始，至前方站出站口第2個有源應答器組再增加1個制動距離延伸100m+100m的45 km/h限速區段，如圖2所示。

圖2 客運專線CTCS-2臨時限速管轄范圍示意圖

但是，管轄范圍延長后又帶來另一個問題，由于既有線車站之間的距離較短，且既有線改造、養護等施工頻繁，經常發生一個臨時限速管轄范圍內同時需要不同級別限速的運輸要求。如果每個臨時限速管轄范圍內僅允許設一處臨時限速，勢必影響既有線的正常運營。所以，在延長臨時限速管轄范圍的同時，必須保證管轄范圍內可設多處限速(目前鐵路客運專線技術管理辦法中規定為3處)。

為了取消降級顯示，減少既有線上動車組運行對普速列車的影響，將臨時限速設置進行升級改造是必要的。

3 既有線CTCS-2級列控系統改造方案

3.1 應答器中增加 ETCS-72，ETCS-79以及ETCS-68報文信息內容

為了盡量減少對既有應答器報文的修改，分相區應答器與區間應答器組或進站應答器組共用，滿足該應答器至分相區的距離為列車按該區段線路允許速度運行大于5s的距離。與分相區相鄰的連續2組應答器組提供過分相信息，正、反向均如此設置。由于過分相信息有方向性，需成對設置，若既有區間應答器為單個設置，為了減少對既有應答器報文的修改，將新增應答器就近設于區間應答器組內，不改變組內第1個應答器的位置，也不改變既有應答器組之間的鏈接關系，如圖3所示。

圖3 組內增加應答器位置示意圖

如按照鐵科技 ［2009］ 143號文的要求，在每個區間應答器組內寫入ETCS-72包和ETCS-79包報文，可能造成所有的既有應答器容量均不足，需要大量增加應答器，改造工程巨大;另一方面，由于ETCS-72，ETCS-79報文信息不參與控車邏輯，僅在DMI上顯示供司機駕駛參考之用，因此可在部分容量滿足要求的應答器中寫入該信息包即可，如在新增的過分相應答器內寫入該報文，減少應答器的修改量，減少行車干擾。

3.2 修改臨時限速設置原則

維持既有臨時限速下發途徑不變，對既有線CTCS-2級列控系統臨時限速設置原則進行升級，臨時限速設置流程、臨時限速管轄范圍、管轄范圍內臨時限速的數量、限速區長度、限速等級等設置原則，均按照客專CTCS-2級列控系統的標準進行改造。

列控中心單方向臨時限速管轄范圍內僅能設一處臨時限速，是受當時有源應答器報文為預存儲方式限制，每增加一處限速，列控中心預存儲的報文就要成指數倍增加。所以，要將臨時限速管轄范圍內的臨時限速數量增加到3處，必須對列控中心的軟件和硬件 (更換個別功能板卡即可)進行升級，使其支持動態組幀算法。

4 結論

既有線 CTCS-2級列控系統增加 ETCS-72，ETCS-79以及ETCS-68報文之后，能夠適應300～350 km/h動車組下線運行。為了提升系統的安全性和運輸效率，同時應對既有線CTCS-2級臨時限速設置原則進行升級，使既有線CTCS-2級列控系統更加完善。

鄭西客運專線于2010年年初開通運營，西寶客運專線將于2013年建成開通，這期間，為了擴大乘客的乘車選擇，提高鐵路運輸的競爭力，將300～350 km/h動車組的運行區間擴大至寶雞，為此對隴海線西寶段列控系統進行改造，于2010年11月完成開通，至今運用良好，證明了本設計方案的正確性，可供類似項目借鑒。

［1］ 石先明．客運專線CTCS-2級列控系統設計方案探討［Z］ ．2007年鐵路通信、信號、信息專業工程設計年會論文集.

［2］ 齊亞娜，聶影．既有線200km/h區段CTCS-2地面配套改造方案研究［J］ ．中國鐵路，2006，5.

［3］ 鄒少文．列控系統臨時限速設計方案探討［J］ ．鐵道工程學報，2008(2).