CTCS—2級列控中心臨時限速管轄范圍的研讀

楊維平

【摘要】從數據冗余和故障導向安全的角度出發，解讀了CTCS-2級列控中心臨時限速管轄范圍設置原則。在確保安全等級不變、數據冗余的基礎上，分析了特定環境下縮短列控中心臨時限速管轄范圍的可行性，為后樞紐地區CTCS-2級站場改造設計提供參考依據。

【關鍵詞】列控中心 臨時限速 管轄范圍

在進行樞紐地區CTC8-2級（以下簡稱C2）站改工程中，存在因局部線路基礎數據變化，引起列控基礎數據變化的情況。又因樞紐地區的站間距小于動車組的制動距離，進而引起多數列控中心（以下簡稱TCC）的軟件變化，其主要原因是臨時限速（以下簡稱TSR）管轄范圍內的數據變化，即TCC的TSR管轄范圍中，制動距離范圍確定過于嚴苛，超出了設置原則。

一、列控中心TSR管轄范圍

（一）現行規范

TCC的TSR管轄范圍執行《客專列控系統臨時限速技術規范（V1.0）》（科技運（2008）151號）第4.1.1.1條之規定：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2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100m，且管轄范圍的末端內方固定設置100m長的45km/h限速區。列控中心臨時限速管轄范圍示意如圖1所示。

（二）規范中制動距離的確定

我國現行的高速鐵路c2區段行車檢算按3分鐘追蹤，地面以最高碼序L5->HU碼8個閉塞分區進行布點，并綜合考慮線路情況和動車組制動力，按初速度300km/h到Okm/h所需的距離設置制動距離。從圖1可知，A站的TCC單方向TSR管轄范圍的制動距離并延伸100m的范圍內，全部是區間設備且不存在有源應答器組。規范圖例中可知制動距離范圍內是不含有源應答器組，且c2區段最高碼序為L5碼。

（三）列控中心臨時限速管轄范圍設置的原則

列控中心臨時限速管轄范圍基于丟一組有源應答器時不停車，且在第2個更新點時不降速的原則進行設計。車站/中繼站TCC作為c2級臨時限速的更新點，考慮到TSR數據的冗余。故TCC單方向TSR管轄范圍應從本站進站口開始至前方站出站口（中繼站）第2個有源應答器組。按此設計原則確保了丟一組有源應答器時，動車組不會停車。以圖1中A站正線TSR管轄范圍為例，只要不是連續丟失3組有源應答器TSR數據時，則不會影響到動車組接收到TSR報文；反之，若不考慮TSR數據的冗余，按一組應答器發送TSR報文設置。若動車組未能解析出TSR，則動車組會以高于限速值的速度越過限速點，存在安全隱患。

至于考慮增加一個制動距離，主要是滿足動車組在第2個更新點時不降速而設計的。其中制動距離內多含100m的距離和制動距離內方增加固定45km/h的限速區，主要考慮不同的C2車載設備對于TSR數據的處理方式不同，而帶來的規避風險措施，以及ATP的安全防護距離的要求。

綜合上述，TCC單方向TSR管轄范圍的規定屬于故障導向安全的設計思路。

二、制動距離設置的原則

制動距離是當前運行的動車組采用最大常用制動，以線路允許最高且不突破動車組最高運行速度降到0km/h所駛過的距離。在排除動車組的制動力、線路坡度和司機反應時間外，制動距離的長度主要與采取制動時的初速度有關。從目前高鐵營業和動車組配置情況看，在C2區段動車組規定運行速度不超過300km/h。因此若線路允許速度大于動車組規定的速度時，取速度小的300km/h作為制動的初速度。而樞紐地區的線路受地形限制，線路允許速度遠遠低于300km/h速度，此時應該取線路允許速度作為動車組制動的初速度。

我國C-2區段最高允許低頻碼序按照L5碼設置，樞紐地區應根據線路允許速度、行車追蹤間隔、制動距離等因素牽引計算出樞紐地區的最高碼序。由于樞紐地區線路允許速度遠遠低于動車組規定的最高300km/h速度，若教條式一味追求最高L5碼的設置，只會增加施工圖設計、實施的難度以及運行前的試驗工作量，不會提高運輸效率和安全可靠性。因此對于C-2區段樞紐地區，因按照線路允許速度和動車制動距離，合理設置最高允許低頻碼序。目前運營的樞紐地區最高碼序不會突破L3碼。

三、優化特定環境下列控中心臨時限速管轄范圍

（一）特殊的站間布置

受線路等特定環境要求，部分站間距或站與中繼站之間的距離小于從L5碼降至HU碼的所有閉塞分區（8個閉塞分區）。在此環境下TCC的TSR管轄范圍如圖2中注解1和注解2所示。

如圖2所示，在某種特定環境下，A站在TCC的TSR管轄范圍可能存在注解1和注解2所描述的場景。A站TCC的TSR管轄范圍制動距離內含有源應答器組。注解1描述的A站TCC的TSR管轄范圍內存在中繼站，且常態空閑下防護中繼站碼序不存在HU碼；注解2描述的A站TCC的TSR管轄范圍內存在站場或線路所，且常態下防護站場或線路所進站外方碼序為HU碼。

（二）現行列控中心臨時限速管轄范圍存在的問題

當站場出現圖2中的布置，若要實施標準的制動距離范圍站場改造（或線路變化）時，因基礎數據發生變化，需對A、B站和本站的TCC的軟件進行修改，還需對多處TCC軟件進行仿真、現場連掛以及動車驗證。由于此類站場布置多數存在站間距短，且處于樞紐地區，受車流密度、站間特有聯鎖的關聯等因素，存在現場施工難度大，試驗的影響范圍廣等困難。而從TCC的TSR管轄范圍設置的因素和故障導向安全的角度看，完全可以縮短部分TCC的TSR管轄范圍。從而減少對運輸的干擾，提高現場實施的可行性。

（三）優化列控中心臨時限速管轄范圍

基于列控中心單方向臨時限速管轄范圍設置的原則不變，優化后的列控中心臨時限速管轄范圍應為制動距離后延伸100m，以及線路最高允許低頻碼降至HU碼的所有閉塞分區長度，即保留了數據冗余和過第2個更新點不降速。TCC單方向臨時限速管轄范圍內，仍保留允許設置3處限速和制動距離末端順延設置100m的固定45km/h限速值，取消制動距離后延伸100m距離。按照TCC單方向TSR管轄范圍設置原則，在充分考慮特定環境動車實際運行的最高速度，并結合站場布局，建議優化后的TCC單方向TSR管轄范圍應從本站進站口開始至前方站出站口（中繼站）第2個有源應答器組再增加1個保護距離，且保護距離應滿足至少以下條件之一。

（1）保護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100m的固定45km/h限速區或動車組以線路允許最高速度（以下簡稱為：當前初速度）到Okm/h所需的距離，并延伸100m的固定45km/h限速區。且不含JZ或ZJ性質的有源應答器組。此場景符合現行規范。如圖3所示。

（2）保護距離應涵蓋制動距離（動車組當前初速度到Okm/h所需的距離）并延伸100m的固定45km/h限速區，且不含JZ性質的有源應答器組。此場景符合現行規范設置原則。如圖4所示。

（3）當兩站間間距小于從線路最高允許低頻碼降至HU碼的所有閉塞分區，或小于動車組當前初速度到0km/h所需的距離，且含有JZ性質的有源應答器組時，保護距離應縮短到前方常態為HU碼的所有閉塞分區，并延伸100m的固定45km/h限速區。如圖5所示。此場景符合現行規范設置的安全原則。

圖5場景主要考慮到JZ性質的有源應答器組外方設有HU碼，當動車組以C-2級運行至HU碼入口時的初速度應為45km/h，該速度值是一種安全速度值。此種方案缺陷是在某種特定環境下降低了運輸效率，即當B站出站口有源應答器丟失時，且C站辦理正線接車或通過進路后，動車組只能在C站進站口更新TSR信息，動車組將在B站出站后，按C站進站口為終點生成末端為45Km/h的控車曲線，導致B站至C站的運行速度低于正常運行速度，影響的運輸效率。同理在此場景下，C站辦理側線接車或側通進路時，影響動車組的C站進站速度。對于此種特定環境保證安全前提下，用犧牲少量的運輸效率換了大量成本投資是值得的。

四、結束語

通過研讀TCC單方向TSR管轄范圍設置的原則，在確保安全等級不變，數據冗余的基礎上，縮短TCC的TSR管轄范圍，降低了投資成本，減少了對行車的干擾，提高了現場實施的可行性，為后樞紐地區C2站場改造設計提供參考依據。