青藏鐵路那曲物流中心ITCS系統方案研究

王朝存

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，西安 710043)

1 概述

青藏線格拉段那曲站為青藏鐵路有始發終到列車作業的一中間站，本次物流中心引入后，為了滿足物流中心特殊的作業要求，在既有到發線5條(含正線)基礎上，增加3條到發線，增加48組聯鎖道岔;在車站對側橫列布置散堆裝物流區的裝卸線，從車站站房同側北咽喉引出綜合物流區的裝卸線。其中散堆裝區的裝卸線分為2個線束(每束按2個車列縱列式并排布置)，滿足本務機車走行及整列轉線、格爾木方面的整列接發車作業。同時根據車站辦理始發終到貨物列車的需要，設機務折返段，布置在車站南咽喉對側，并與救援列車基地合建。

針對物流中心戰略裝車地的要求，以及盡量組織直達、直通列車及編組成組列車的需要，需結合既有那曲站ITCS系統的應用，優化ITCS系統方案和控制范圍、控車模式，以提高機車、車輛利用效率和貨物送達速度。

2 既有那曲站ITCS系統簡介

既有那曲站(如圖1上半部分所示)設到發線5條(含正線)，16組聯鎖道岔，信號控制采用ITCS系統。ITCS系統是集虛擬自動閉塞、車站聯鎖控制(適合于規模較小車站)和列車運行超速防護控制于一身，基于GSM-R無線通信和GPS衛星定位的信號系統。設置有ITCS系統的無線閉塞中心(RBC)、安全型邏輯控制器(VHLC)以及GPS衛星定位差分站等設備，主要負責采集聯鎖(計算機聯鎖)信息、接收CTC行車命令、管理對相鄰車站的站間閉塞、管理相鄰區間各半個區間內的閉塞分區，以及向列車發送列控信息等任務。其控制模式采用目標距離一次速度曲線控制模式，利用列尾裝置實現列車完整性檢查。站內列車運行以車載顯示作為行車憑證;調車時以地面調車信號機顯示運行，同時列控系統提供限速防護。

3 那曲物流中心ITCS系統方案研究

3.1 ITCS系統控制范圍的確定

根據物流中心的作業特點，對ITCS的控車范圍從以下3個方案進行分析(圖1)。

方案1:對那曲站既有ITCS系統進行改造，將新增的 6G、7G、8G、SH1G、SH2G、SH3G、SH4G、SH5G、SH6G、SH7G、SH8G、SH9G、SH10G 股道和相關列車進路、信號機的開放條件、道岔的狀態信息，以及既有股道和列車進路全部納入ITCS系統控制。

該方案的主要優勢是:維持全線技術標準統一、便于調度員和司機指揮和操作。不足之處在于散堆裝區和既有那曲車站距離較遠(最遠股道相距約300 m)，現有ITCS系統控制困難，此方案的投資較高，且工期不能滿足物流中心工程建設需要;散堆裝區作業性質復雜，不利于ITCS系統控制。

方案2:對那曲站既有ITCS系統進行改造，僅將新增的6G、7G、8G股道及相關列車進路，以及既有股道和列車進路納入ITCS系統控制，其余新增股道及列車進路按地面信號行車。

該方案的主要優勢是:能夠滿足物流中心運輸需求，最大程度維持全線技術標準統一，車站規模符合ITCS系統控制能力。此方案投資適中且工期能夠滿足物流中心工程建設需要，缺點是ITCS系統無法控制散堆裝區股道。

方案3:對那曲站既有ITCS系統進行改造，維持ITCS系統控制范圍，本次工程引入變化后的咽喉區納入ITCS控制，其余新增股道及列車進路按地面信號行車。

該方案對于ITCS系統修改來講，基本沒有變化，雖然節省了投資，但是，新增的6G、7G、8G股道不納入ITCS系統控制，對于進入該兩股道的列車運行將造成諸多不便。

綜合以上分析和比較，推薦方案2作為物流中心ITCS系統設計方案。1G至5G股道按ITCS系統控制模式接發通過或會讓列車;6G、7G、8G股道按ITCS控制模式接車，只接終到那曲站的列車;6G、7G、8G股道發車和散貨區其他股道的接發列車按地面信號顯示接發列車。

圖1 那曲物流中心ITCS系統控制示意

3.2 ITCS系統的修改原則

那曲引入物流中心后，由于其站場規模變化很大，已大于既有那曲站ITCS系統的控制能力、系統容量、范圍。需要對ITCS系統進行修改，其原則是維持既有ITCS系統控制范圍和功能基礎上，僅將新增的6G、7G、8G股道、和相關列車進路，以及既有股道和列車進路全部納入ITCS系統控制范圍，對ITCS系統進行局部修改，最大限度節省工程投資。

3.3 ITCS系統的修改內容

3.3.1 既有ITCS系統的優化

(1)控制范圍內的新增信號機(D9、D11、D13、D15)的開放條件、道岔(7/11、17/19、13/15、25、27、31)的狀態信息輸入至VHLC;對VHLC和RBC的應用軟件進行修改;為了正確的描述新的軌道配置和ITCS系統控制區域界限，需要更新ITCS系統所需的線路圖。

(2)有1個CBI-VHLC接口與每個相鄰站間軌道區間的發車進路設置相關聯。包括1個CBI控制的發車請求繼電器和1個VHLC控制的發車許可繼電器。發車請求繼電器向VHLC提供1個輸入，發車允許繼電器向CBI提供1個輸出。由于持續保持2種同樣的方式出站，因此該物理界面將不會因車站擴展而受到影響，控制發車允許繼電器的VHLC應用軟件也不會受到影響。但是需要進行測試，以確認其沒有受到任何影響。

(3)當列車在車站限界內丟失位置時，CBI控制車站的VHLC應用軟件還將用于LOI區間封鎖傳輸至站間軌道區間。

(4)RBC應用軟件用于向OBC發送(從VHLC接收到的)信號和道岔狀態信息，并向VHLC發送(從OBC接收到的)虛擬區間占用和LOI封鎖狀態信息。RBC應用軟件將進行修改發送附加信號和道岔狀態信息至OBC，并識別OBC報告的區間占用數據的最新配置。

(5)CBI車站控制下ITCS系統的主要功能是當列車在位于車站界限內運行時保持列車位置。當列車駛離干線并進入側線時，ITCS列車位置功能會導致位置誤差。該誤差同干線軌道中心線與側線中心線之間的距離是成比例的。該位置測量誤差的最差情況數值將被加入到ITCS安全緩沖設置中，青藏線應用的數值約為6 m。雖然那曲站的擴展將導致一定數量的側線軌道超出干線中心線和側線中心線之間的最大距離，但采用ITCS局部控制后，存在問題的股道將不會在更新后的ITCS控制區域內。

(6)ITCS系統切入、切出點的定義

①根據控制區域劃分，物流中心需設置3個ITCS系統的切出點。切出點1設在17號道岔前(與綜合物流區的切換)，切出點2設在25號道岔后(與散堆裝物流區的切換)，切出點3設在J10號道岔前(與機務折返段的切換)。當列車到達切出點時，司機將會得到CLD提示，要求切換到“ITCS OUT”模式。

②當列車從非ITCS控制區域進入ITCS控制區域，列車根據地面信號需要運行到ITCS切入點之后，切入“ITCS IN”模式。良好狀態下，每個ITCS切入點盡可能設置在接近進站信號機處，但是這個點需要距離車站足夠遠的距離，以及要求距離正線20 m的范圍內沒有平行軌道。切入點必須在單股道范圍內，否則系統會關閉OBC。ITCS系統的切入點設置在進站信號機外方，區間第一閉塞分區內。

(7)當配置ITCS系統車載設備的機車在股道上，通信故障、車載設備關機、丟失位置時，僅對本股道有影響，并同時產生一個LOI標識;行車指揮系統采集到這個標識后，僅需消除故障即可，不會對全站的信號造成影響。

3.3.2車站設備更改

那曲物流中心ITCS系統改造共需要增加37個VHLC采集點、4個VGPIO模塊、2個端子排，VHLC機柜本身不需要增加。僅需對VHLC和RBC安裝新的應用軟件EPROMS。

3.3.3 ITCS線路圖修改

需要對新增關鍵點進行GPS衛星測繪，并修訂本次工程引起的關鍵點。

4 結語

結合物流中心車站規模大、作業復雜、與救援列車基地工程同期實施等特點，針對青藏線ITCS系統的應用情況，通過方案比選，提出了那曲物流中心信號控制系統的解決方案，即采用ITCS系統局部控制方式，節省了工程投資，又確保了工程實施和建設進度。同時也為ITCS系統控制車站改造工程的方案設計提供了借鑒。

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