西安站改CTCS-2級列控系統方案研究

劉淑敏

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司，工程師，陜西 西安 710043）

西安站改CTCS-2級列控系統方案研究

劉淑敏

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司，工程師，陜西 西安 710043）

針對樞紐內多條干線引入的大型客運站改造項目中，常規CTCS-2級列控系統方案很難實施的問題，詳細闡述了西安站改CTCS-2級列控系統方案，重點介紹列控系統的臨時限速命令控制方式、列控中心、軌道電路、應答器及LEU的設置原則。

樞紐；列控系統；限速控制；列控中心；應答器

10.13572/j.cnki.tdyy.2015.01.003

近年來，隨著我國鐵路的不斷提速，CTCS-2級列控系統得到了廣泛應用，主要面向于客運專線、城際鐵路和提速干線。但針對樞紐內多條干線引入的大型客運站改造項目，常規CTCS-2級列控系統方案很難實施，需結合具體項目適應性改造以滿足功能需求，提高行車效率。以下結合西安樞紐內列控系統的設置現狀，具體研究西安站改列控系統設置方案。

1 樞紐內列控系統的設置現狀

根據路網建設規劃，鄭西、西寶、西成、大西等客運專線引入西安樞紐新建西安北客運站，同時修建聯絡線引入既有西安站；樞紐內近期將形成西安和西安北兩處主要客運站。樞紐內列控系統的設置如圖1所示，其中與西安站、新建灞橋至西安三四線直接相關的為既有隴海線列控系統的設置情況。2009 年10月鄭西客專引入西安站新建臨潼東至窯村聯絡線按照CTCS-2級列控設計，并在既有隴海線窯村至西安段增設了CTCS-2級列控設備，包括西安站、西安東站、灞橋站車站列控中心及上下行進站口應答器、區間應答器、臨潼東至窯村站間的C3/C2區段級間轉換應答器和LEU等設備。2010年，西寶客專相關工程在三橋至西安北間按照CTCS-2級列控標準增設動車走行線，并在既有隴海線西安站至咸陽西段增設了CTCS-2級列控設備。

圖1 樞紐內列控系統設置示意圖

2 列控系統方案

2.1 列控方案及設置原則新建灞橋至西安三四線在灞橋東與隴海線貫通，改建既有隴海線在灞橋東與西康線貫通。為實現互聯互通，新建三四線與既有隴海線技術標準一致，改建西安至灞橋既有隴海線與西康線技術標準一致。

根據西安鐵路局規劃西安將開行至華山的動車組，大西客專開通后和鄭西客專將開行少部分動車組從臨潼東下線運行至西安站，西安站改后西安至灞橋動車組均調整到新建三四線運行，既有隴海線僅開行普速列車。灞橋至西安三、四線采用CTCS-2級列控系統。

新建灞橋至西安三四線按照CTCS-2級列控設計，西安至灞橋隴海線不再設置CTCS-2級列控設備。

2.2 CTCS-2級列控系統構成CTCS-2級列控系統由臨時限速服務器（TSRS）、列控中心（TCC）、ZPW-2000（UM）系列軌道電路、應答器和地面電子單元（LEU）以及相關的網絡設備等地面設備和車載設備組成。地面設備和車載設備間的信息采用軌道電路加應答器的傳輸方式。

2.2.1 灞橋至西安三四線臨時限速命令控制方式

已建成的鄭西客專在西安北站設有臨時限速服務器，其管轄范圍至窯村站前一個閉塞分區。窯村至西安站方向的各車站臨時限速命令由既有TDCS網絡下達至各站列控中心。新設灞橋至西安三四線臨時限速命令控制方式經研究設計了以下3個方案并進行了利弊對比。

方案1：將西安站、灞橋站納入鄭西臨時限速服務器管轄。根據臨時限速服務器管轄與調度臺范圍一致性的原則，結合《關于印發臨時限速服務器技術規范暫行的通知》（鐵運〔2012〕213號）文臨時限速服務器系統設置要求，“每臺TSRS連接一個CTC-TSRS接口服務器”，因此該方案需將西安站、灞橋站行車調度指揮完全納入鄭西線調度臺管轄，隴海三四線與鄭西客專在臨潼東站實現安全數據網互聯，同時在西安至西安西之間選擇臨時限速服務器與原TDCS的管轄范圍分界點。由于西安站為既有隴海線大型客站，調度指揮屬于西安調度所樞紐臺管轄，根據西安樞紐調度臺劃分要求、結合西安樞紐鐵路、城際鐵路引入的調度區規劃，將西安站納入鄭西客專調度臺的方案不便于西安樞紐行車組織和調度管理。

方案2：在西安站新設一臺樞紐地區臨時限速服務器（TSRS），與既有樞紐調度臺管轄范圍一致。

西安既有樞紐調度臺管轄車站有：窯村、灞橋、西安東、西安、西安西、三民村、三橋、黃家寨、咸陽，以上車站均設有CTCS-2級列控系統，其臨時限速命令均由既有TDCS網絡下達。新設樞紐地區臨時限速服務器后，以上車站的臨時限速命令由TDCS網絡下達改為臨時限速服務器下達，同時樞紐地區TSRS與鄭西客專TSRS需互聯互通，并在咸陽至咸陽西之間選擇臨時限速服務器與原TDCS的管轄范圍分界點。本方案方便運輸管理，但對既有隴海線改動量較大，且投資較高。

方案3：西安站、灞橋站臨時限速命令由CTC系統下達。該方案西安站、灞橋站臨時限速命令的下達方式維持既有模式，由CTC調度中心直接下達給車站CTC分機，由CTC車站分機通過RS422接口傳遞給列控中心。由列控中心根據聯鎖提供的車站進路狀態，生成用戶報文，再通過LEU通信單元控制LEU向有源應答器發送臨時限速命令。本方案不涉及對鄭西客專臨時限速服務器的修改，也不需修改西安樞紐調度臺管轄范圍。此方案不改變既有運輸組織管理模式，且工程量改動較少，投資最省。

設計推薦采用方案3，維持既有臨時限速命令下達方式。

2.2.2 列控中心（TCC） 列控中心（TCC）是CTCS-2級列控系統的核心，根據車站規模，西安站擬設置2套TCC、灞橋站設置1套TCC，其系統采用二乘二取二安全計算機平臺作為主邏輯運算單元，符合高安全、高可靠的要求。列控中心主要用于接收CTC下達的限速命令，根據臨時限速設置和列車進路開通情況，實現有源應答器報文的實時組幀、編碼、校驗和向LEU發送的功能；根據列車進路和軌道區段狀態等信息，通過信號安全數據網完成軌道電路發送設備低頻編碼、載頻的控制、發送/接收端方向的控制；實現灞橋至西安三四線區間信號點燈控制及站間安全信息傳輸功能；具備自診斷與維護功能，將監測狀態信息和報警信息發送給集中監測設備。

2.2.3 軌道電路 西安至灞橋新建三四線區間采用ZPW-2000（UM）系列電氣絕緣軌道電路，用于列車占用檢查和向列車提供前方閉塞分區空閑信息。西安站內正線及側向股道采用ZPW-2000（UM）系列機械絕緣軌道電路，用以完成列車對軌道區段的占用檢查，同時作為CTCS-2級列控系統連續信息傳輸媒介，其余區段采用97型25 Hz軌道電路。ZPW-2000（UM）軌道區段編碼采用列控中心電子編碼，發送設備采用1+1熱備冗余方式，接收設備采用雙機并聯運用冗余方式。

本項目區間路基區段軌道電路設計長度不超過1 400 m，橋梁區段軌道電路設計長度一般情況不超過1 000 m。軌道電路傳輸電纜長度一般不超過7.5 km，特殊地段可延長至10 km。區間、車站軌道電路載頻統一排列，絕緣節兩側采用不同載頻。其中，上行正線、上行側到發線采用2 000 Hz、2 600 Hz，下行正線、下行側到發線采用1 700 Hz、2 300 Hz。

列控中心通過CAN總線與軌道電路通信單元接口，軌道電路通信單元與軌道電路設備通信，向軌道電路設備發送載頻和低頻編碼命令，并接收軌道電路設備發送的軌道區段狀態信息和設備狀態信息。當列控中心與軌道電路通信中斷后，軌道電路發送27.9 Hz的檢測碼，不影響列車軌道占用檢查。

2.2.4 應答器及地面電子單元（LEU） 應答器用于向CTCS-2級列控系統車載設備傳輸定位信息、進路參數、線路參數、限速、停車等信息。西安站、灞橋站在正向及反向進站信號機處設置由1個有源、2個無源應答器組成的應答器組，正向及反向進站信號機外方（250±0.5）m處設置由單個應答器構成的定位應答器組；西安站、灞橋站到發線和西安站有圖定轉線作業的隴海三四線正線出站信號機外方設置由1個有源、1個無源應答器組成的應答器組；區間每隔一個閉塞分區入口處設置由2個無源應答器組成的區間無源應答器組；灞橋站距18號道岔外方，在發送U2S閉塞分區入口處（200±0.5）m設置由1個有源、2個無源應答器組成的應答器組。

LEU負責接收從列控中心傳送的應答器報文信息，并傳送給有源應答器。LEU應具備應答器電纜短路、斷路監測功能。LEU集中設置于信號機械室內，1個LEU可控制4個有源應答器。控制進站信號機、線路所通過信號機有源應答器的LEU設備按1+ 1冗余設置，控制出站信號機、調車信號機、大號碼道岔處有源應答器的LEU設備按N+1備用方式。LEU與有源應答器間采用LEU專用應答器數據傳輸電纜進行連接，最遠電纜長度為2 500 m。若電纜長度超過2 500 m，采用將LEU放置在室外有源應答器附近。地面列控中心采用遠距離安全控制。

2.2.5 安全數據網 TCC與車站聯鎖電子設備通過信號安全數據網傳輸站間信息。其網絡應采用工業以太網網絡設備構成的冗余雙環網，網絡設備間采用專用單模光纖連接，由通信專業在新建的西安至灞橋三四線兩側預留專用主備光纖各6芯。

3 結束語

西安鐵路樞紐是西北地區最大的鐵路樞紐，也是西北地區主要的客、貨集散地和中轉中心。西安站作為樞紐內主要的客運站，主要承擔普速客車的始發終到及通過作業，隨著周邊高速鐵路的發展，目前西安站能力嚴重不足，限制了樞紐進一步增開始發終到客車及少量動車組，無法滿足客運量日益增長的需求。為滿足動車組運行，其中西安站改列控系統的配置尤為重要。

U284.48

A

1006-8686（2014）0006-03