鄭徐客運專線引入徐州樞紐臨時限速服務器設置方案研究

池春玲

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司通號處，武漢　430063)

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鄭徐客運專線引入徐州樞紐臨時限速服務器設置方案研究

池春玲

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司通號處，武漢430063)

徐州樞紐線路復雜、調度區劃及調度指揮系統中心設備選型不一。在目前臨時限速服務器(TSRS)技術標準，調度指揮(CTC/TDCS)、TSRS等設備接口及控制能力的情況下，研究鄭徐客運專線引入徐州樞紐TSRS設置存在的問題，在充分考慮運輸、調度需求、設備產品的控制能力等各方面問題后提出可實施方案。

鄭徐客運專線；臨時限速；樞紐；調度區劃；方案

1　工程概述

鄭徐客運專線引入徐州樞紐，新建徐州東聯絡線接入徐州東站京滬高速場；新建銅山聯絡線并行既有隴海線北側繞過銅山站，在銅山站東端(與徐州西站間)與既有隴海線接軌，利舊既有隴海線路經徐州西站至徐州站，新建徐州—大湖客車聯絡線外繞大湖站后，在大湖站東端經西北聯絡線接入徐州東站，經隴海客車聯絡線與隴海線連云港方面貫通。

鄭徐客運專線正線及徐州東聯絡線按CTCS-3級(簡稱C3級)列控系統[1-2]設計，設鄭徐TSRS2進行臨時限速命令管理；京滬高鐵徐州東站為C3級列控系統，由京滬高鐵TSRS4進行臨時限速命令管理；既有隴海線銅山以西為既有線CTCS-2級(簡稱C2級)列控系統，已停用；徐州站、徐州西站、大湖站為CTCS-0級(簡稱C0級)列控系統車站，鄭徐客運專線引入徐州樞紐后，銅山聯絡線經銅山—徐州西站—徐州站—大湖站—徐州東站按 C2級列控系統設計[2]。

鄭徐客運專線引入徐州樞紐后，既有京滬線、既有隴海線(東隴海、西隴海)、京滬高鐵和鄭徐客運專線在徐州樞紐交匯，線路如圖1所示。

徐州樞紐調度區劃分布復雜，CTC/TDCS調度中心采用了不同廠家設備，其中銅山、徐州西站歸西隴海CTC臺管轄，CTC中心采用了卡斯柯產品；徐州站歸既有京滬一臺TDCS臺管轄，TDCS中心采用了卡斯柯產品；大湖站歸東隴海TDCS臺管轄，TDCS中心采用了通號公司產品；鄭徐客運專線正線(上海局管內)、徐州東聯絡線和徐州東站、西北聯絡線均納入京滬高鐵一臺，CTC中心采用了卡斯柯產品。如圖2所示。

圖1　徐州樞紐線路示意

圖2　鄭徐客運專線引入后徐州樞紐調度區劃

2　臨時限速服務器設置方案研究

2.1臨時限速下達方式

為實現鄭徐客運專線引入徐州樞紐C2級列控系統貫通后，可根據調度員的臨時限速操作命令，對各TCC臨時限速指令的分配和集中管理，保證施工限速計劃的順利實施，鄭徐客運專線設置徐州樞紐臨時限速服務器(TSRS)對徐州樞紐(自銅山線路所，經銅山站、徐州西站、徐州站、大湖站至徐州東站)臨時限速進行集中管理。

2.2TSRS設置及存在問題分析

2.2.1按規范要求設置

根據《臨時限速服務器技術規范(暫行)》([2012]213號)[3]“每臺TSRS宜對應1個行調臺”的原則，結合目前的調度區劃(圖2)，徐州樞紐需增加3套TSRS(以下簡稱西隴海TSRS、東隴海TSRS及京滬一臺TSRS)。

2.2.2存在問題

根據臨時限速管轄范圍相關技術條件[4-5]，列控中心單方向臨時限速管轄范圍應從本站進站口開始至前方站出站口(中繼站)第二個有源應答器組再增加一個制動距離，制動距離應涵蓋從線路最高允許低頻碼降至 HU 碼的所有閉塞分區并延伸100 m[6]。徐州站列控中心往徐州東方向列控中心臨時限速管轄范圍為大湖站出站口第二個有源應答器加一個制動距離，此段線路速度為80 km/h， 有1個閉塞分區，經計算，徐州站管轄的臨時限速覆蓋至徐州東站所屬的京滬高鐵臺TSRS4的管轄區域，跨越東隴海TSRS，為此，京滬一臺TSRS與西隴海TSRS、東隴海TSRS、京滬高鐵TSRS4均需連接交互信息，無法滿足[2012]213號 “TSRS處理能力指標 每臺TSRS至少可連接4個相鄰TSRS，且同一正線上不能超過連接2個相鄰TSRS”的要求。徐州樞紐各站臨時限速管轄范圍如圖3所示。

從圖3分析得出，根據徐州樞紐的線路及各站所屬調度區劃的現狀，要使鄭徐客運專線引入徐州樞紐新增的TSRS能滿足目前臨時限速相關的技術規范要求，不能按照“每臺TSRS宜對應1個行調臺”的原則新設3套TSRS，必須減少TSRS數量才能滿足“每臺TSRS同一正線上不能超過連接2個相鄰TSRS”的要求。根據我國列控限速的現行管理辦法，即“列控限速由列車調度員通過CTC進行設置或取消，并采用雙重口令，由列控系統執行”的要求，減少TSRS數量可以通過減少臨時限速的設置機構即調度臺數量，也可以通過臨時限速設置機構CTC設備與管理機構TSRS設備間將臨時限速信息進行整合，以滿足減少TSRS數量。

圖3　徐州站臨時限速管轄范圍

下面從上述對鄭徐客運專線引入徐州樞紐臨時限速的問題的分析結果，提出調度臺調整[7-8]、調度區劃[9-10]不變由設備整合以及開發新的軟件等方案對徐州樞紐TSRS設置方案[11]進行研究。

2.3TSRS設置方案

2.3.1調度臺調整方案(圖4)

方案1：銅山、徐州西、大湖、窯場納入京滬一臺。

銅山、徐州西站為隴海鐵路所在的西隴海的端頭站，徐州站、徐州南站為京滬鐵路中間站，窯場、大湖站隴海鐵路所在的東隴海的端頭站。初步分析以上幾個站所在位置，將銅山、徐州西站、窯場、大湖站納入與徐州、徐州南站所在的京滬一臺。新設1臺TSRS，集中管理銅山、徐州西、徐州、大湖站的臨時限速。

圖4　銅山站、徐州西站、大湖站、窯場調整歸京滬一臺管理 (不同設備廠家調度臺整合)

此方案調度臺整合后，僅新設1臺TSRS，可節約投資。但京滬一臺的調度管轄范圍擴大了，運輸組織需配套進行調整，京滬一臺調度人員的工作強度加大。

方案2：僅窯場、大湖納入京滬一臺。

窯場站、大湖站納入京滬一臺，銅山、徐州西站維持西隴海臺，新設京滬一臺TSRS，管轄徐州站和大湖站臨時限速；新設西隴海站TSRS，管轄銅山站和徐州西站臨時限速。

方案2在方案1的基礎上減少京滬一臺的管轄范圍，可適當減輕京滬一臺調度人員的工作強度，以及縮小對運輸組織的影響。

方案3：大湖站納入京滬高鐵臺。

大湖站為客運貨運并存車站，京滬高鐵為純客運的高速鐵路，大湖站納入京滬高鐵一臺管轄后，京滬高鐵一臺運輸組織需進行配套調整。

2.3.2整合關鍵接口設備方案

根據《臨時限速服務器技術規范(暫行)》(鐵運[2012]213號)“1臺TSRS連接1個CTC-TSRS接口服務器(CTC中心設備)”的要求，要減少臨時限速管理機構TSRS數量，實質就是要減少CTC-TSRS接口服務器數量，為此可以通過調度臺間共用CTC-TSRS接口服務器來解決[12-13]。

據了解，同設備選型的TDCS/CTC中心的各設備所用的程序、協議等一致，不同設備選型廠家CTC/TDCS調度中心應用、數據庫服務器程序、協議不同，臨時限速調度命令無法跨不同設備選型的調度臺，調度臺設置的臨時限速調度命令通過設置在調度中心的TSRS接口服務器采用專用數字通道與TSRS連接[14]，臨時限速流程如圖5所示。

圖5　臨時限速流程

既有西隴海CTC、京滬一臺TDCS設備是卡斯柯產品，東隴海TDCS設備是通號公司產品。根據目前“臨時限速調度命令無法跨不同設備選型的調度臺”原則，同為卡斯柯設備的西隴海CTC、京滬一臺TDCS可共用1臺TSRS接口服務器，對應新設1臺TSRS管理西隴海管轄的銅山站、徐州西站以及京滬一臺管轄的徐州站的臨時限速；而調度中心為通號的東隴海TDCS臺設置單臺CTC-TSR接口服務器，對應新設1臺TSRS管理東隴海管轄的大湖站的臨時限速共新設2臺TSRS，可以滿足“每臺TSRS同一正線上不能超過連接2個相鄰TSRS”的要求。同CTC/TDCS設備廠家共用CTC-TSR接口服務器后徐州樞紐臨時限速管轄示意如圖6所示。

圖6　同設備廠家不同調度臺共用CTC-TSR接口服務器

2.3.3設備產品進一步開發方案

從上述2.3.1及2.3.2提到的方案可得知，造成徐州樞紐TSRS設置方案復雜的原因是TSRS及CTC/TDCS設備的技術條件受限，若允許TSRS同一正線上超過連接2個以上，或者1臺TSRS可以與2個及以上的調度臺接口交互信息，或不同設備選型的CTC/TDCS可共用CTC-TSRS接口服務器與TSRS接口，均可簡化徐州樞紐TSRS設置方案，這些方案需要TSRS和CTC/TDCS設備廠商對設備的控制能力進行調整，對產品進一步開發[15]。

2.4TSRS設置方案比較分析

調度臺調整方案：調度臺調整方案需要運輸組織進行調整，對運輸造成較大的影響。由于徐州樞紐的相關車站均為運營車站，已根據始發、終到或通過作業進行了合理的調度臺劃分及調度人員安排。根據上海局運輸、調度的意見，調度臺調整后不對調度人員進行增減，其中京滬臺和東隴海臺均為TDCS臺，調度人員工作強度較大，不宜整個樞紐整合到京滬臺。經與路局調度所充分溝通、了解調度人員的工作量后，推薦將大湖、窯場站兩個東隴海端站調整至京滬臺，即調度臺調整方案宜采用方案2。

整合關鍵接口設備方案：整合關鍵接口設備、調度區劃維持不變方案缺點是大湖站單設1套TSRS，1套TSRS僅管理1個站的臨時限速，設備資源利用低，投資較高。

設備產品進一步開發方案：此方案需要設備廠家對設備進行研究升級，需要較長的一段時間，而且需得到充分的論證及驗證后才能使用，目前鄭徐客運專線開通時間所剩不多，新產品解決這個問題比較困難。

實施方案：根據目前工期安排，鄭徐客運專線計劃于2016年7月開通運營，而目前的TSRS以及CTC/TDCS設備的技術條件仍然無法滿足1臺TSRS可以與2個及以上的調度臺接口交互信息，或不同設備選型的CTC/TDCS可共用CTC-TSRS接口服務器與TSRS接口。綜上所述設備產品進一步開發方案在本工程中基本不可行，而通過調度臺調整方案以及整合關鍵接口設備方案兩種因素中單個方案的調整也不能設計出合理的臨時限速設置方案，因此，需要綜合考慮鐵路局各部門實際運營需求、結合設備產品現狀等，鄭徐客運專線引入徐州樞紐臨時限速方案的最優實施方案為通過調整調度臺同時整合關鍵接口設備方案來實現，即大湖站及窯場站改納入京滬一臺TDCS臺，大湖和窯場站調整至京滬一臺后，銅山、徐州西站以及徐州站、大湖站運輸調度指揮設備均為卡斯柯設備，可共用1臺CTC/TDCS-TSR接口服務器與徐州樞紐TSRS接口，以此實現新建徐州樞紐服務器(TSRS)管轄銅山線路所(不含)—銅山—徐州西站—徐州站—大湖站—徐州東站(不含)段臨時限速，即綜合采取了本文調度臺整合的方案2和同設備廠家不同調度臺共用CTC-TSR接口服務器的方案，最終徐州樞紐TSRS設置及調度臺下限速方案如圖7所示。

圖7　徐州樞紐TSRS最終設置方案示意

3　結語

通過對鄭徐客運專線引入徐州樞紐臨時限速方案研究，可以總結出對于樞紐臨時限速服務器的設置方案一般需要從以下方面或因素進行分析研究。

(1) TSRS以及CTC-TSR接口服務器等關鍵設備技術能力的影響

TSRS以及CTC-TSRS接口服務器設備的處理能力直接影響樞紐的TSRS設置方案，首先需充分了解現行國內各設備廠商提供的TSRS以及與TSRS接口的關鍵設備CTC-TSR接口服務器的處理能力和約束條件，比如，本文研究時的情況是每臺TSRS同一正線上不能超過連接2個相鄰TSRS、每臺TSRS連接的CTC接口服務器為1個等約束條件對樞紐TSRS設置方案有了限制。

(2)樞紐調度區劃對TSRS設置方案的影響

不同路局對各樞紐地區的運營、維護要求不同，導致調度臺的劃分原則不盡相同。有的樞紐設置統一的1個調度臺，有的樞紐按照不同的線路設置多個調度臺。受線路引入的先后工期不同，樞紐往往難以做到調度區劃統籌一次到位。調度區劃不同也可導致臨時限速設置機構CTC/TDCS設備選型不同，而受產品適應能力的限制，不同廠家的CTC/TDCS不能接入對方的中心，從而影響臨時限速服務器設置方案。

對樞紐工程TSRS的設置方案進行分析，需要研究樞紐TSRS設置方案與調度臺設置的相互影響關系、不同設備供應商產品適應能力及接口瓶頸問題(如本文中通號TDCS/CTC與卡斯柯TDCS/CTC不能共用TSR接口服務器)，進而提出樞紐TSRS設置原則及對樞紐調度區劃調整的建議措施，從而既能滿足運輸需求又可合理設置樞紐內的TSRS。

(3)樞紐站場布局的影響

樞紐內由于運輸能力需要存在有超大規模站場或短區間緊相鄰車站，短距離范圍內信號系統配置、所屬調度權限不同的車站等多種情況，均可能導致TSRS控制范圍與其他系統不協調匹配的問題。為此，研究樞紐站場布局和線路走向特點是研究列控系統和TSRS設置的重要因素，若為新線，需要充分分析線路運輸需求，配套提出線路、站場等設置的優化措施，若站前線路已定(特別是既有線)，則需要結合不同信號系統間接口或兼容能力、不同產品的適應能力、調度區劃等與信號系統設備配置之間的相互關聯性問題，對樞紐內TSRS設置方案進行綜合分析。

(4)上述(1)～(3)因素在樞紐一般是同時出現，需統籌兼顧各個互相制約的關鍵技術，與樞紐本身的站場布局、運輸需求等問題聯系在一起、統籌兼顧，對樞紐TSRS的設置方案才能合理并到達最優。

徐州樞紐線路情況特殊、調度區劃及調度指揮系統中心設備選型復雜，基本上包括了各大型樞紐設置臨時限速服務器可能出現的特殊情況，本文的研究成果對今后類似場景的工程設計具有較好參考和借鑒意義。

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Research on Temporary Speed Restriction Server Setting of Zhengzhou-Xuzhou Dedicated Passenger Line Introduced To Xuzhou Hub

CHI Chun-ling

(Communication and Signal Department， China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.， Ltd.， Wuhan 430063， China)

The Xuzhou hub is characterized by complicated line arrangement and the big difference in the model of equipments between dispatching divisions and the control center. In view of the temporary speed restriction server (TSRS) related specifications， and the interface and control capability of dispatching control system (CTC/TDCS) and TSRS equipment， this paper analyzes the TSRS settings problems of Zhengzhou-Xuzhou dedicated passenger line introduced to Xuzhou hub and proposes feasible solutions in full consideration of transportation， dispatching requirement and control capability of equipments．

Zhengzhou-Xuzhou dedicated passenger line; TSR; Hub; Dispatching division; Solution

2016-05-05

中國鐵路總公司科技研究開發計劃課題(2015X004-E)

池春玲(1977—)，女，高級工程師， 2001年畢業于同濟大學自動控制專業，從事鐵路信號的設計、研究工作，E-mail：tsyccl@163.com。

1004-2954(2016)08-0134-05

U284.48

ADOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2016.08.028