C2/C3等級轉換設置方案優化探討

趙曉東

C2/C3等級轉換設置方案優化探討

趙曉東

根據列車運行控制系統C2/C3等級轉換的相關規范、RBC和ATP設備C2/C3級間轉換時的處理過程，對工程實施過程中存在的C2/C3級間轉換設置問題進行了分析研究，并提出相應的優化措施。

C2/C3等級轉換;方案;優化

1 問題提出

隨著C3動車組運行交路的延長，其跨越C2、C3區域運行不可避免，因此，必須在C2、C3區域分界處設置C2→C3/C3→C2等級轉換點。同時，考慮到C3車載設備在C3區段因無線超時降級后恢復C3等級運行，以及C3動車組在車站采用C2模式發車，也必須在車站正反向進站信號機處設置C2→C3等級轉換點。

等級轉換位置點的確定，是列控系統集成設計關鍵技術難點之一，且受轉換線路的長度、轉換點距RBC移交邊界的距離、轉換點處速度變化、轉換點距分相區的距離等因素影響，尤其在樞紐地區或線路條件受限地區，常因C2/C3等級轉換點的設置不合理而引發動車制動。

2 原因分析

針對上述問題，結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等級轉換問題。場景1，等級轉換點距RBC移交邊界距離短;場景2，等級轉換點距分相區距離短。第二類是C3→C2等級轉換問題。場景3，RBC發送C3→C2等級轉換命令的問題分析。

2.1 第一類問題分析

C2→C3等級轉換過程為:以C2模式運行的C3動車組，收到RBC呼叫信息包后建立與RBC的通信會話，當RBC判斷C3動車正常駛入C3區域時，向車載設備發送行車許可(MA)及等級轉換命令，車載收到等級轉換命令后在執行點處自動轉C3等級運行，并提示司機確認。等級轉換點設置要求如下:

1.預告應答器組【YG-2/3】與執行應答器組【ZX-2/3】設置如圖1所示。

2.相鄰兩個RBC通信時，等級轉換執行點應距RBC移交邊界點7個以上閉塞分區。

2.1.1 等級轉換點距RBC移交邊界距離短

當RBC間通信時，如果C2→C3等級轉換執行點距RBC移交邊界點間距不滿足上述設置要求，且不滿足等級轉換執行點【ZX-2/3】與RBC邊界移交點間距離要求時，見(1)式，則動車組經過C2→C3等級轉換執行點轉入C3等級后，C3等級下MA僅至RBC移交邊界點，較C2等級下MA短，則將觸發緊急制動。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交互進路信息開始至車載接收到延長MA為止的時間。

當遇到上述場景，規范規定可以取消其C2→C3等級轉換點。等級轉換點取消后，必然存在因故無線超時，列車將在C3區域內長時間以C2等級運行。這樣，在C3與C2等級下允許運行速度相差較大的區段，勢必影響其線路的運行效率。

圖1 C2/C3等級轉換應答器布置示意圖

圖2 C2/C3等級轉換點與RBC移交邊界位置關系示意圖

2.1.2 等級轉換點距分相區距離短

在客專車站的接近或離去區段內常常伴有分相區。C2等級下的分相區信息由應答器發送，C3等級下的分相區信息由RBC發送。當C2等級下收到應答器發送的過分相信息斷開主斷路器后，在未閉合主斷路器前，車載又轉為C3等級使用RBC發送的MA控車時，則存在列車已駛過分相區，導致主斷路器無法閉合問題，如圖3所示。

圖3 C2/C3等級轉換點與分相區位置示意圖

2.2 第二類問題分析

C3→C2等級轉換:當RBC發送的MA延伸到等級轉換邊界時，向車載發送等級轉換命令。車載設備C3控制單元收到等級轉換信息后，“激活”C2控制單元，并根據其報告的轉換點目標速度重新計算控車曲線并將車速降至C2允許速度以下，在等級轉換點處自動轉換到C2等級運行，提示司機確認。

規范要求:RBC發送給列車的移動授權需要向C2區段延伸至少一個完整的常用制動距離。如區間長度不滿足距離要求時，需要C2區域的車站聯鎖接入RBC。

在C3等級下，車載收到C3→C2等級轉換預告信息后，C3車載將C2向C3控制單元報告的等級轉換點速度作為目標速度。因RBC發送的最大MA長度為32 km，故C3等級下車載可預知運行前方32 km范圍內的區段狀態，并一次形成控車曲線。而C2等級下車載設備僅可知L5碼至HU碼范圍內的區段狀態，依據其獲得的碼序實時計算控車曲線。這樣，當C2行車許可未越過C3→C2等級轉換點時，因其信息缺失，只能向C3控制單元報告其等級轉換點速度為零。隨著列車運行，C2行車許可越過C3→C2等級轉換點，C2計算出等級轉換點目標速度，重新報告給C3單元，C3單元重新計算控車曲線。這樣，勢必引起C3控車提前制動，影響運行效率，如圖4所示。

由圖4可以看出，在動車未經過BX應答器之前，車載C2控制單元無法獲知等級轉換點的目標速度。采用RBC提前發送等級轉換命令的方式，會使列車過岔時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 等級轉換點距RBC移交邊界距離短針對該類問題，結合現場實際情況，提出如下2種優化措施。

圖4 RBC發送C3→C2轉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C2→C3等級轉換點，以盡早恢復C3等級運行。這樣，可大幅減少列車以C2等級運行時間，從而提高行車效率。

措施2:對于沒有通過列車的始發車站，可將等級轉換點線路速度降為動車實際運行至該處的速度;或對于線路允許速度低而又必須設置C2→C3等級轉換點的聯絡線，可根據公式(1)計算，確認是否滿足設置要求。這樣，既不影響行車效率又保證了車站出站口外方仍可設置C2→C3等級轉換點的要求。

上述兩項優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用，并取得了理想效果。

3.1.2 等級轉換點距分相區距離短

在C2車載輸出至主斷命令前的范圍內，禁止設置C2→C3等級轉換執行點。但為提高線路運輸效率，可將C2→C3等級轉換執行點向列車運行前方外移一個閉塞分區。

3.2 第二類問題

針對這類問題可采用如下2種優化措施。

措施1:C3→C2等級轉換預告和執行信息由RBC發送改為地面應答器發送。

措施2:在C3→C2等級轉換點前方設置等級預告應答器組【YG-3/2】，列車向RBC報等級預告應答器位置后，RBC向車載發送等級轉換命令。等級轉換預告應答器組【YG-3/2】的設置應滿足以下條件。

1.預告【YG-3/2】應答器組距出站口間距應大于一個車尾保持的長度，以避免因離去區段內有低于大號碼側向允許速度的臨時限速時，導致等級轉換點處C2允許速度低于C3允許速度情況，而引起制動。

2.預告【YG-3/2】應答器與執行【ZX-3/2】應答器組的間距應滿足下述公式2。

其中:Vmax為等級轉換點處線路允許速度;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，當預告點處速度與執行點處速度一致時，該值為0。

RBC不再向車載設備發送等級轉換預告信息，列車按C3等級運行通過大號碼道岔。當列車通過【YG-3/2】應答器組時，車載C3控制單元“激活”C2控制單元，宜將【ZX-3/2】設置在C3與C2速度一致的區域，以使車載控車曲線平滑過渡，參見圖5所示。

圖5 基于應答器預告的C3→C2轉換示意圖

4 總結

本文針對在C3工程實施過程中出現的C2/C3級間轉換的設置問題進行分析、歸納總結，并結合工程提出C2/C3等級轉換的優化設置方案，為工程設計和標準優化提供了參考。

［1］中華人民共和國鐵道部．TB10621-2009號．高速鐵路設計規范(試行)［S］．2009．

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

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

［4］中華人民共和國鐵道部．運基信號［2011］170號．CTCS-2/CTCS-3級列控系統等級轉換應用原則(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計院有限公司高級工程師100073北京

2014-01-09

(責任編輯:張利)