客運專線鐵路大號碼道岔應答器組設置方案探析

王 杰

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，西安 710043)

1 概述

客運專線為實現不同線路間列車跨線運行，需設置跨線聯絡線。聯絡線與正線接軌一般設置1/18號及以上道岔，為提高跨線動車組運輸效率，經常選用1/42號道岔。選用大號碼道岔后，需在大號碼道岔外方設置應答器組[1-2]，用于向列控系統車載設備提前預告前方大號碼道岔的側向允許速度，列控系統車載設備收到預告信息后，根據接受到的允許速度控制動車組運行。

在工程實踐中可能遇到的問題是，聯絡線的設置及接軌道岔選用僅考慮了運輸組織、接軌站引入方案、征地拆遷等因素，并未考慮列控系統對大號碼應答器組的設置要求[1]。這樣就使得動車組通過1/42號大號碼道岔時，列控中心不具備發送大號碼道岔數據包的條件，僅發送通過報文，當TCC和CBI設備通信中斷后，向大號碼道岔應答器發送默認報文。這會造成動車組僅能以80 km/h的側向速度運行，影響運輸效率[3]。

2 大號碼應答器組設置及報文發送原則

2.1 大號碼應答器組的設置原則

采用CTCS-2/3級列控系統客運專線，動車組以車載設備ATP[4]作為行車憑證。在距大號碼道岔外方，發送U2S或UUS碼的閉塞分區入口處設置由一個有源應答器和兩個無源應答器構成的應答器組[5-6]，用于向動車組提供大號碼道岔數據包，大號碼應答器組的設置示意見圖1。

圖1 大號碼應答器組設置示意

2.2 大號碼應答器組的報文發送原則

大號碼應答器組的報文由列控中心(TCC)控制發送。符合大號碼道岔報文發送條件時，列控中心向應答器組發送大號碼道岔應答器數據包；不符合報文發送條件時，發送允許通過報文[3，8]。

3 大號碼應答器組的設置條件

對于具備大號碼道岔的側向進路，當側向接車時進站信號機開放USU，機車信號顯示一個雙半黃色閃光[7]，且同時滿足進路行車許可長度超過制動距離檢查范圍，側向進路范圍內以及離去區段制動距離內無低于大號碼道岔側向允許速度的臨時限速兩個條件時，列控中心才發送大號碼道岔數據包[8-9]。

3.1 進路行車許可長度

進路行車許可長度可按公式(1)計算

L行>L制動+V側向×2.5+L防護

(1)

式中L行——行車許可長度，m，計算的起點為防護該大號碼道岔的進站信號機，終點為動車組運行前方車站(場)進站信號機；

L制動——動車組由160 km/h的速度制動到0 km/h的距離，m，該距離應按制動距離最長的車型、實際坡道等計算；

V側向——大號碼道岔側向允許速度，m/s，1/42號道岔側向速度為160 km/h，約為45 m/s；

L防護——列車安全防護距離，m，區間按110 m考慮[12-13]。

3.2 離去區段制動距離

離去區段制動距離為動車組在離去口以線路最高允許速度制動到45 km/h的距離(m)。

如果工程條件不滿足大號碼應答器組的設置要求，動車組通過1/42號大號碼道岔時，列控中心僅發送通過報文，動車組只能降速以80 km/h的側向速度運行。

4 大號碼應答器組設置特殊場景說明

在工程條件滿足進路行車許可長度超過制動距離檢查范圍，側向進路范圍內以及離去區段制動距離內無低于大號碼道岔側向允許速度的臨時限速兩個條件，才可在該道岔外方設置大號碼應答器組。但由于線路條件及固定設備設施的限制，聯絡線的線路允許速度在大號碼道岔出站口外方設置有120 km/h的固定限速，造成離去區段制動距離范圍內存在固定限速小于大號碼道岔的側向允許速度的特殊場景存在，具體場景見圖2。

圖2 特殊場景大號碼應答器組設置示意

5 特殊運行場景理論分析

針對上述場景，離去區段制動距離范圍內設置的固定限速(120 km/h)小于大號碼道岔的側向允許速度，大號碼應答器組發送的大號碼道岔[CTCS-4]數據包中描述的側向允許速度為160 km/h，動車組存在超速的風險。

對該特殊場景下動車組是否超速詳細分析如下。

(1)大號碼道岔應答器組(B0232)中發送的大號碼道岔[CTCS-4]數據包[5-6]速度為160 km/h。

(2)進站信號機(S)建立正線接車進路，進站應答器組(BS)中的有源應答器發送應答器鏈接[ETCS-5]、臨時限速[CTCS-2]包，無源應答器發送線路坡道[ETCS-21]包[5-6]。

(3)反向出站應答器組(BXII)中的有源應答器發送應答器鏈接[ETCS-5]、線路速度[ETCS-27](出站信號機SII外方7285 m)、軌道區段[CTCS-1](出站信號機SII外方6104 m)包[5-6]。

(4)出站信號機(SII)建立側向發車進路，出站應答器組(BSII)中的有源應答器發送應答器鏈接[ETCS-5]、線路速度[ETCS-27](數據范圍至出站口XLF外方6 385 m)、軌道區段[CTCS-1](數據范圍至出站口XLF外方3 379 m)、臨時限速[CTCS-2]包[5-6]。

動車組由上行正向經舉例B站IIG正線接車，并向聯絡線上行正向發車時，動車組車載設備將先后接收到地面應答器組BXII、BSII中有源應答器提供的線路速度[ETCS-27]包，并據此及時更新了前方線路速度，且提供的線路速度覆蓋范圍包含離去區段設置的120 km/h固定限速[12-13]。車載設備將綜合分析接收到的大號碼道岔[CTCS-4]數據包和線路速度[ETCS-27]包，實時計算并更新目標距離連續速度控制模式曲線，動車組ATP將按更新后的速度曲線對列車超速進行自動防護[14]。

聯絡線XLF離去區段120 km/h的固定限速速度變化點距離大號碼道岔111號道岔岔尖的距離為1 554 m，滿足動車組由160 km/h降速至120 km/h的制動距離要求[15]，故動車組可以160 km/h的速度通過大號碼道岔，不存在超速的可能。

6 結語

通過對大號碼應答器設置原則及大號碼道岔數據包發送條件的分析，結合特殊場景下大號碼應答器的設置情況，對運營場景進行了理論分析，明確了大號碼應答器組設置的條件以及條件不滿足時的處理措施，并得出離去區段設置的固定限速不對大號碼應答器組的設置及大號碼道岔數據包的發送構成影響的結論。