中川機(jī)場(chǎng)站股道應(yīng)答器設(shè)置問題分析及對(duì)策

楊軍

（蘭州鐵路局電務(wù)處，甘肅 蘭州 730000）

中川機(jī)場(chǎng)站股道應(yīng)答器設(shè)置問題分析及對(duì)策

楊軍

（蘭州鐵路局電務(wù)處，甘肅 蘭州 730000）

應(yīng)答器是CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)的重要組成部分，用于向CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)車載設(shè)備傳輸定位信息、線路參數(shù)、臨時(shí)限速等信息。針對(duì)中川鐵路中川機(jī)場(chǎng)站B點(diǎn)應(yīng)答器設(shè)置位置及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中存在的問題進(jìn)行了研究分析，提出了解決方案。

盡頭式應(yīng)答器；存在問題；整治方案

新建蘭州至中川機(jī)場(chǎng)鐵路是蘭州至張掖快速客運(yùn)通道的重要組成部分，是為貫徹落實(shí)西部大開發(fā)戰(zhàn)略、加快甘肅經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、拓展蘭州城市發(fā)展空間、滿足中川機(jī)場(chǎng)快速集疏需要而確定建設(shè)的重大鐵路項(xiàng)目。這條鐵路從蘭州西客站引出，蘭州西至福利區(qū)利用既有蘭新線，動(dòng)車組按既有線線路允許速度運(yùn)行。中川鐵路自福利區(qū)站與蘭新線接軌，動(dòng)車組須經(jīng)過(guò)福利區(qū)站道岔側(cè)向進(jìn)入中川鐵路。全線設(shè)陳官營(yíng)、福利區(qū)、西固、蘭州新區(qū)、中川機(jī)場(chǎng)5個(gè)車站，黃羊頭線路所1處。中川鐵路全線采用CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)，區(qū)間設(shè)計(jì)算機(jī)編碼控制ZPW-2000系列軌道電路及地面通過(guò)信號(hào)機(jī)，采用分散自律調(diào)度集中CTC系統(tǒng)，聯(lián)鎖設(shè)備采用二乘二取二硬件安全冗余結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，各新建車站正線及列車進(jìn)路采用與區(qū)間同制式的計(jì)算機(jī)編碼控制的ZPW-2000機(jī)械絕緣節(jié)軌道電路。全線各站設(shè)智能電源屏、信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、綜合防雷系統(tǒng)等。

CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)為車地一體化的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，是基于軌道電路和點(diǎn)式設(shè)備傳輸信息，并采用目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式監(jiān)控列車安全運(yùn)行的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。主要由軌道電路、應(yīng)答器、列控中心、ATP等設(shè)備組成。其中，應(yīng)答器用于向CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)車載設(shè)備傳輸定位信息、線路參數(shù)、臨時(shí)限速等信息。由于傳送信息量較大，應(yīng)答器經(jīng)常成組運(yùn)用，構(gòu)成應(yīng)答器組。從應(yīng)答器工作性質(zhì)分有源和無(wú)源應(yīng)答器兩種。從功能上分區(qū)間應(yīng)答器組、中繼站應(yīng)答器組、等級(jí)轉(zhuǎn)換應(yīng)答器組、車站應(yīng)答器組和盡頭線應(yīng)答器組等類型。

1 中川機(jī)場(chǎng)站應(yīng)答器設(shè)置情況

中川機(jī)場(chǎng)站作為中川鐵路的盡頭站，依據(jù)《CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則 （V2.0）》（科技運(yùn)〔2010〕136號(hào)），設(shè)置了A、B、C點(diǎn)應(yīng)答器。動(dòng)車組采用CTCS-2級(jí)完全監(jiān)控模式駛?cè)胫写C(jī)場(chǎng)站IG、IIG股道，股道有效長(zhǎng)組成如圖1所示，其中IG、IIG股道有效長(zhǎng)均為350m，同時(shí)滑動(dòng)擋車器距終端信號(hào)機(jī)為100m，各股道均能滿足動(dòng)車組安全停車要求，停車標(biāo)設(shè)置在距終端信號(hào)機(jī)70m處。

圖1 中川機(jī)場(chǎng)應(yīng)答器布置示意

2 盡頭車站應(yīng)答器設(shè)置原則及原有

2.1 盡頭車站A、B、C點(diǎn)應(yīng)答器設(shè)置原則

《CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V2.0）》（科技運(yùn)〔2010〕136號(hào)）關(guān)于盡頭車站應(yīng)答器設(shè)置規(guī)定如下：

1）A點(diǎn)應(yīng)答器組按進(jìn)站信號(hào)機(jī)處有源應(yīng)答器組的設(shè)置要求、報(bào)文定義和線路數(shù)據(jù)進(jìn)行描述，并將其ETCS-5包中對(duì)C點(diǎn)應(yīng)答器的鏈接反應(yīng)設(shè)置為緊急制動(dòng)。

2）在股道中間適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置B點(diǎn)無(wú)源應(yīng)答器，該應(yīng)答器組設(shè)置及數(shù)據(jù)描述可使列車能越原A點(diǎn)應(yīng)答器組獲得的控制停車點(diǎn)，在B點(diǎn)以不超過(guò)20km/h的速度繼續(xù)前行并到達(dá)停車點(diǎn)，且應(yīng)保證列車正常情況下不得越過(guò)C點(diǎn)。

3）在股道末端適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置C點(diǎn)絕對(duì)停車應(yīng)答器組，該應(yīng)答器組包含目視行車危險(xiǎn)信息、絕對(duì)停車信息包和調(diào)車危險(xiǎn)信息包。C點(diǎn)距滑動(dòng)擋車器應(yīng)滿足-5‰坡道時(shí)20km/h到0的緊急制動(dòng)距離。”

2.2 盡頭車站A、B、C點(diǎn)應(yīng)答器設(shè)置原由

隨著高鐵和城際鐵路建設(shè)，出現(xiàn)了盡頭車站設(shè)置的問題，成都至都江堰鐵路項(xiàng)目青城山和公園站盡頭式車站由于受到城市地域、拆遷、工程造價(jià)等條件限制，車站到發(fā)線較短，停車標(biāo)設(shè)于線路的端頭，列控制動(dòng)的安全保護(hù)距離按60m設(shè)定，在該情況下難以停靠在停車標(biāo)位置，影響旅客乘降。為此，經(jīng)原鐵道部運(yùn)輸局和列控設(shè)備專家研究，在確保列車安全的前提下，列控系統(tǒng)采取特殊措施與之適應(yīng)，在盡頭式車站設(shè)置了A、B、C應(yīng)答器：

1）A點(diǎn)應(yīng)答器組按進(jìn)站信號(hào)機(jī)處有源應(yīng)答器組的設(shè)置要求、報(bào)文定義和線路數(shù)據(jù)進(jìn)行描述。

2）在股道中間適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置B點(diǎn)無(wú)源應(yīng)答器。其作用是提高列車精度，并虛擬一定范圍的線路數(shù)據(jù)，保證列車能越原A點(diǎn)應(yīng)答器組獲得的控制停車點(diǎn)，在B點(diǎn)以不超過(guò)20km/h的速度繼續(xù)前行并到達(dá)停車點(diǎn)，且應(yīng)保證列車正常情況下不得越過(guò)C點(diǎn)。

3）在股道末端適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置C點(diǎn)絕對(duì)停車應(yīng)答器組，該應(yīng)答器組包含目視行車危險(xiǎn)信息、絕對(duì)停車信息包和調(diào)車危險(xiǎn)信息包。C點(diǎn)距滑動(dòng)擋車器應(yīng)滿足-5‰坡道時(shí)20km/h到0的緊急制動(dòng)距離。

其中B、C點(diǎn)應(yīng)答器的作用為：提高列車定位精度；虛擬一定范圍的線路數(shù)據(jù)，挑開按盡頭車站進(jìn)站信號(hào)機(jī)外A點(diǎn)應(yīng)答器數(shù)據(jù)控車的模式曲線，使列車能夠繼續(xù)前行至設(shè)定的停車點(diǎn)。為防止動(dòng)車組前行的非正常冒進(jìn)信號(hào)，B點(diǎn)限定了20km/h速度，并在距離各股道盡頭信號(hào)機(jī)30m處設(shè)置C點(diǎn)應(yīng)答器組，以保證該情況下的行車安全。設(shè)置B、C點(diǎn)應(yīng)答器后的制動(dòng)效果如圖2所示。

圖2 盡頭式車站列控系統(tǒng)示意

以上規(guī)定解決了當(dāng)站場(chǎng)股道常規(guī)布置不符合停車要求的盡頭車站，動(dòng)車難以停靠在停車標(biāo)位置的問題。

3 中川機(jī)場(chǎng)站股道應(yīng)答器設(shè)置存在問題及原因分析

在中川鐵路動(dòng)態(tài)試驗(yàn)及聯(lián)調(diào)聯(lián)試過(guò)程中，動(dòng)車組在中川機(jī)場(chǎng)站IG、IIG下行進(jìn)站停車，列車經(jīng)過(guò)股道B點(diǎn)應(yīng)答器組時(shí)速度高于20km/h，存在以下問題：一是與 《CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V2.0）》（科技運(yùn)〔2010〕136號(hào)）中3.9.1.2條規(guī)范不符；二是由于動(dòng)車組速度過(guò)高，動(dòng)車組司機(jī)對(duì)標(biāo)停車時(shí)，動(dòng)車組減速過(guò)快，甚至有緊急制動(dòng)情況的發(fā)生，造成乘客感覺不適，不符合“以人為本、旅客至上”的服務(wù)宗旨。三是可能存在動(dòng)車組無(wú)法對(duì)標(biāo)停車，影響旅客乘降。

由于中川機(jī)場(chǎng)站的股道滿足正常停車要求，B點(diǎn)應(yīng)答器未虛擬一定范圍任何數(shù)據(jù)，僅僅提供線路里程等輔助信息，實(shí)際上中川機(jī)場(chǎng)站的股道B點(diǎn)應(yīng)答器現(xiàn)作為定位應(yīng)答器使用，因此，動(dòng)車組通過(guò)B點(diǎn)應(yīng)答器時(shí)速度大于20km/h。

4 整治方案及對(duì)比分析

按 《CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V2.0）》（科技運(yùn)〔2010〕136號(hào)）第3.9.1.2條“在B點(diǎn)以不超過(guò)20km/h繼續(xù)前行并到達(dá)停車點(diǎn)”的規(guī)定整改研究方案如下：

方案一：原B點(diǎn)應(yīng)答器位置不變，設(shè)置限速。目前中川機(jī)場(chǎng)站B點(diǎn)應(yīng)答器設(shè)置在股道中間距終端信號(hào)機(jī)為175m，保持原B點(diǎn)應(yīng)答器位置不變，根據(jù)《CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V2.0）》（科技運(yùn)〔2010〕136號(hào)）第3.9.1.2條“在B點(diǎn)以不超過(guò)20km/h的速度繼續(xù)前行并到達(dá)停車點(diǎn)”要求設(shè)置限速。

優(yōu)點(diǎn)：站場(chǎng)設(shè)備及原有應(yīng)答器位置保持不變，通過(guò)設(shè)置限速，保證在通過(guò)B點(diǎn)應(yīng)答器時(shí)速度小于臨時(shí)限速。這樣即節(jié)約了成本，又減少了施工改造對(duì)既有設(shè)備和運(yùn)輸安全生產(chǎn)的影響。

缺點(diǎn)：一是若從管理制度上進(jìn)行卡控，需人為設(shè)置臨時(shí)限速。《CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)臨時(shí)限速服務(wù)器技術(shù)規(guī)范》和《鐵路技術(shù)管理規(guī)程（高速鐵路部分》規(guī)定，列控限速按檔分為不同的限速等級(jí)，最低為45km/h。由于該限速較低，臨時(shí)限速無(wú)法通過(guò)臨時(shí)限速服務(wù)器下達(dá)，需要調(diào)度所通過(guò)下發(fā)調(diào)度命令進(jìn)行限速，這樣會(huì)造成動(dòng)車組在股道運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，影響運(yùn)輸效率。二是若由設(shè)備進(jìn)行卡控，需修改應(yīng)答器數(shù)據(jù)設(shè)置限速。動(dòng)車組的制動(dòng)曲線將被分成2段，一方面不利于動(dòng)車組司機(jī)的操作，可能存在動(dòng)車組緊急制動(dòng)的安全風(fēng)險(xiǎn)；另一方面不利于動(dòng)車組平穩(wěn)運(yùn)行，影響乘客的舒適度，不符合鐵路安全優(yōu)質(zhì)的服務(wù)理念。

方案二：移動(dòng)B點(diǎn)應(yīng)答器位置。為滿足《CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V2.0）》（科技運(yùn)〔2010〕136號(hào)）第3.9.1.2條“在B點(diǎn)以不超過(guò)20km/h的速度繼續(xù)前行并到達(dá)停車點(diǎn)”的要求，由于股道有效長(zhǎng)度滿足動(dòng)車組停車要求，可將B點(diǎn)應(yīng)答器的位置移至動(dòng)車組運(yùn)行速度20km/h及以下的區(qū)域內(nèi)。經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，動(dòng)車組采用CTCS-2級(jí)完全監(jiān)控模式駛?cè)胫写C(jī)場(chǎng)站IG、IIG股道，200H型動(dòng)車組在距終端信號(hào)機(jī)99米的位置速度為20km/h左右，200C型動(dòng)車組在距終端信號(hào)機(jī)150m的位置速度為20km/h左右。為保證動(dòng)車組行車安全，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可知，將B點(diǎn)應(yīng)答器設(shè)置在終端信號(hào)機(jī)99m～70m （停車標(biāo)位置）內(nèi)均可滿足 “在B點(diǎn)以不超過(guò)20km/h的速度繼續(xù)前行并到達(dá)停車點(diǎn)，且能保證列車正常情況下不越過(guò)C點(diǎn)絕對(duì)停車應(yīng)答器組”的規(guī)范要求。

優(yōu)點(diǎn)：一是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施后，動(dòng)車組經(jīng)過(guò)B點(diǎn)應(yīng)答器時(shí)，運(yùn)行速度符合應(yīng)答器應(yīng)用原則中“在B點(diǎn)以不超過(guò)20km/h的速度繼續(xù)前行并到達(dá)停車點(diǎn)”的要求，行車速度控制曲線不變，不影響運(yùn)輸效率。二是由于行車速度控制曲線不變，動(dòng)車組勻速減速穩(wěn)定運(yùn)行，不會(huì)造成動(dòng)車組緊急減速，會(huì)保證旅客乘車的舒適度，符合鐵路以人為本的運(yùn)輸服務(wù)理念。

缺點(diǎn)：一是本方案需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)答器組進(jìn)行移設(shè)，同步對(duì)列控軟件及數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，不僅需要大量的人力和資金投入，組織做好設(shè)計(jì)變更、施工監(jiān)管配合、施工驗(yàn)收、聯(lián)鎖試驗(yàn)、仿真試驗(yàn)及聯(lián)調(diào)聯(lián)試等工作，而且還存在既有線施工安全風(fēng)險(xiǎn)，干擾正常的運(yùn)輸生產(chǎn)秩序。二是由于中川機(jī)場(chǎng)站C點(diǎn)應(yīng)答器已經(jīng)預(yù)防列車冒進(jìn)等問題，因此B點(diǎn)應(yīng)答器對(duì)制動(dòng)曲線及動(dòng)車停車沒有任何作用，僅有提高停車精度的作用，若按該方案移設(shè)B點(diǎn)應(yīng)答器，由于設(shè)置B點(diǎn)應(yīng)答器距離停車點(diǎn)較近，提高停車精度的定位作用將會(huì)大大削弱。

5 方案研究建議

綜上所述，方案一符合規(guī)范要求，但使動(dòng)車的制動(dòng)曲線分成2段，相當(dāng)于人為設(shè)置限速，行車速度突降，不利于行車控制，會(huì)降低旅客乘坐舒適度，另外該限速較低，B點(diǎn)應(yīng)答器距停車標(biāo)為105m，造成停車制動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，影響行車效率；方案二符合規(guī)范要求，將B點(diǎn)應(yīng)答器應(yīng)設(shè)置在距終端信號(hào)機(jī)99m至70m（停車標(biāo)位置）范圍內(nèi)，距停車標(biāo)較近，僅有的定位作用不太明顯，對(duì)行車效率、行車控制不受影響。結(jié)合中川鐵路運(yùn)營(yíng)實(shí)際，宜采用方案二，移設(shè)B點(diǎn)應(yīng)答器位置，在滿足規(guī)范的情況下，更符合運(yùn)營(yíng)需求。

［1］ 林瑜筠，譚麗，涂序躍，魏艷.高速鐵路信號(hào)技術(shù)［M］.北京：中國(guó)鐵路出版社，2012.4.

［2］ 中國(guó)鐵路總公司.CTCS-2級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社,2013.12.

［3］ CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則（V2.0）（科技運(yùn)〔2010〕136號(hào)）.

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