區域性城際鐵路信號系統中心設備的規劃設計

習 博

“珠三角”、“長三角”和京津冀環渤海地區等已形成區域性城際鐵路交通網，作為快速客運交通工具，城際鐵路可以為區域內城市間旅客運輸提供1～2h交通圈，縮短城市之間的時空距離。

雖然城際鐵路得到了迅速發展，但對應的列車控制系統尚未建立統一的技術標準。根據線路條件、供電制式等工程條件，其信號系統各有不同的解決方案。例如廣州到佛山城際軌道交通，采用城市軌道交通形式的直流供電，地鐵車型、站間距較密，與國鐵沒有互聯互通要求，信號系統采用了基于通信的列車自動控制系統 （CBTC）；廣珠城際鐵路、京津城際、滬寧城際則采用國鐵客運專線制式，交流供電，動車組與國鐵存在互聯互通要求，信號系統采用國鐵CTCS－2／3列控系統。

1 兩種不同標準的城軌信號系統

1．城際鐵路采用城市軌道交通標準時，其信號系統一般采用CBTC，各線通常由各個不同的信號系統集成商集成提供地面和車載設備系統。系統結構圖如圖1所示。不同系統集成商提供的列車自動監控系統 （ATS）設備互不兼容，沒有一套統一的ATS可以控制各類供貨商的列車自動控制系統 （ATC）、計算機聯鎖系統 （CBI）等設備，要做到一套ATS中心設備管理全網很困難。采用CBTC系統的城際鐵路，不能實現互聯互通，各線需獨立建設各自的信號系統中心設備，設置在各條線路上或者集中放置在調度中心大樓。

圖1 采用城市軌道交通標準的城際鐵路信號設備系統結構

2．城際鐵路采用國鐵標準時，信號系統采用CTCS－2／CTCS－3列控系統，其行車調度采用調度集中系統 （CTC）或者列車調度指揮系統（TDCS），一般每個鐵路局都建設有一套獨立的CTC／TDCS中心系統，用以實現本路局管轄范圍內的實施計劃接收、人工和自動列車運行計劃調整、列車運行監視、列車運行調整計劃下達、人工和自動進路控制、實績運行圖描繪、調度命令傳送、列車跟蹤及車次號校核等功能。信號系統結構如圖2所示。

圖2 采用國鐵標準的城際鐵路信號系統結構

城際鐵路所采用的技術標準和信號系統制式，決定了其中心設備的設計方案。采用城市軌道交通標準的城際鐵路，需獨立建設各自的信號系統中心設備；采用國鐵標準的城際鐵路CTC／TDCS中心系統，支持對整個區域范圍內所有線路進行管理，各城際線路在建設時不需裝備CTC／TDCS中心系統設備，僅考慮接入CTC／TDCS中心所需的調度臺、通信服務器和應用服務器等設備即可。

城際鐵路信號系統中心設備的規劃、建設應遵循 “統一規劃、統一標準、統一建設、統一運營”的建設原則，實現統一調度指揮和一體化管理，最大程度地實現線網的資源共享。同時應兼顧線網內不同線路的建設時序，合理統籌規劃，盡量減少后期線路對前期投產線路的影響。從目前發展的城際鐵路線路規劃、列車運營等方面來看，與國鐵交通線網存在互聯互通需求的城際鐵路適用范圍較廣。現以正在建設中的某城際鐵路網為例，對采用國鐵信號系統制式的城際鐵路中心設備規劃方案進行論述。

2 城際鐵路網中心設備

區域性城際鐵路網從線路規劃、列車運營等方面，一般要求與國鐵互聯互通，同時又具有 “區域自成網絡，公交化服務，客流量大”的實際要求。信號系統設備主要包括CTC、列控中心 （TCC）、臨時限速服務器 （TSRS）、CBI、信號集中監測（CSM）等。采用國鐵標準的城際鐵路信號系統主要設備如圖3所示。

CTC、CSM包括中心設備和車站設備：CTC中心設備一般集中設置在調度中心，CTC車站設備設置在沿線各車站，調度中心和車站間通過2Mb／s雙通道組網方式通信；CSM中心設備一般設置在電務段或維修車間，也可設置在調度中心，CSM車站設備設置在各車站，以實現對信號其他基礎設備的實時監測，并通過集中維護專用廣域網（2Mb／s通道）將有關信息傳遞至電務段、車間及綜合工區。

TCC、TSRS、CBI沒有中心設備，TCC車站設備設置在沿線各車站 （有岔站及中繼站），CBI設備僅設置在沿線各有岔車站。列控系統中的臨時限速命令由TSRS實現統一集中管理，一般設置于沿線車站，同時采用統一的通信接口協議與TCC、CTC等通信。TSRS設備受工程條件限制（安全數據網無法一次建成），不可能做到也沒有必要全部集中設置于同一處，需要結合項目建設規劃和工程條件以及設備容量進行合理規劃布置，設置地點為車站信號機房內。

圖3 采用國鐵標準的城際鐵路信號系統主要設備

根據以上分析，需要考慮集中設置的信號中心設備有CTC中心設備以及CSM中心設備。

3 城際鐵路中心設備設置地點

城際鐵路中心設備的設置地點有3種方案。

方案1：在路局既有調度所擴展場地，包括調度臺和機房設備用房，中心設備利用既有路局已投運的主機設備，城際鐵路按接入考慮。

方案2：在路局既有調度所內擴展場地，但城際中心設備單獨配置。

方案3：獨立新建城際調度大樓，可將城際調度中心與公司管理機構共設于同一建筑內。

方案1在配套調度大廳、設備機房以及供電等設施費用方面較為節省，但接入時影響已運營線路，適合由鐵路局代管模式，不適合城際鐵路公司獨立運營管理。方案2較方案1適應性上較靈活，不影響前期運營線路，方便人員調度、運營維護等，較適合城際鐵路委托路局運維的模式。方案1、2實施的前提是既有調度所的機房面積和供電負荷要確保有余量。方案3在工程造價方面最高，且調度大樓的具體設置地點取決于具體工程條件，但較方便今后城際軌道交通線網的獨立成網運營，適合規模成網且完全獨立運營的城際鐵路模式。

4 城際鐵路中心設備設置原則

城際鐵路單獨配置中心設備時，CTC中心設備以及CSM主機設備設置有2個方案可供選擇：各線中心設備集中設置和分別獨立設置。2個方案優缺點綜合分析見表1。

集中設置方案較分散設置方案更有利于城際軌道交通網發展，具有線網運輸協調性好、應急指揮能力強、工程及運營投資省、與未來路網發展適應性強等優勢。

5 建設實施方案

城際鐵路中心設備容量應按管理整個線網考慮，設備配置應結合建設時機采取一次規劃分步配套的原則，先期實施的項目應預留后期項目接入條件，同時建設方案應盡量與前期各線建設同步，最好與首批開通的線路同步投入使用，以減少過渡過程和運營干擾。

若不能與前期各線同期建成投入使用時，應考慮過渡方案。由首批開通線路提供1套過渡中心設備，設備的性能標準可適當降低，以滿足先期建設線路行車調度為原則。待后期新調度大樓所有中心設備安裝調試就位后，一次倒接到新中心，同時拆除原過渡設備。

對于城際線網后期建成各線，對CTC中心設備、CSM主機設備按接入修改設計，若該線路屬于已建調度臺管轄，則需對既有CTC調度臺進行修改，若屬于本調度臺第一條新線，則按新建CTC調度臺考慮。

6 結束語

城際鐵路交通網是一種節約型交通系統，大規模建設城際鐵路交通網，與中國經濟、社會發展水平相適應。城際鐵路信號系統中心設備與列車運行和調度息息相關，中心設備的規劃及實施，關系到整個城際線網的建設、運營、管理。研究中心設備的規劃方案，根據實際情況制定實施方案，有利于綜合考慮旅客流量、線路狀況、設備狀況、環境因素及各種復雜的特殊情況，確保線網的運輸效率；有利于適應統一規劃、分步實施的需要，靈活地進行變更和擴展；有利于降低建設成本，避免各線重復建設以及差錯、漏項等問題；有利于指導城際鐵路線網各線設計，避免工程實施的盲目性，提高設計質量和設計效率。

表1 中心設置方案綜合比較

［1］ 中鐵第四勘察設計院集團有限公司．珠江三角洲地區城際軌道交通規劃總體實施方案［Z］．武漢：中鐵第四勘察設計院集團有限公司，2009．

［2］ 石先明，習博．城際鐵路運營特點及列車運行控制系統功能定位研究［J］．鐵道標準設計，2011（4）：112－116．

［3］ 唐淼，施辰平．城際鐵路在城市交通中的定位與適應性研究［J］．城市道橋與防洪，2014（2）：17－19．

［4］ 林瑜筠．城市軌道交通信號［M］．北京：中國鐵道出版社，2008．