京包客專呼臺段CTCS-2貫通方案研究

劉 宏

(中國鐵路呼和浩特局集團有限公司電務部，呼和浩特 010057)

1 概述

京包客專呼和局管內由新建張呼客專、呼包線（呼和浩特東-臺閣牧段）、集包線（臺閣牧—包頭段）組成。集包線臺閣牧（不含）至包頭段為CTCS-2（簡稱C2）級列控系統，2015年1月開始運營動車組列車，目前動車組和普速客車混跑；呼包線（呼和浩特東—臺閣牧段）為CTCS-0（簡稱C0）級列控系統，僅運行動車組列車；臺閣牧至6號中繼站間設置C0/C2級間轉換點；新建張呼客專為C2級列控系統。列控系統設置情況如圖1所示。

新建張呼客專呼和浩特東至烏蘭察布段為C2級列控系統，2017年8月3日開通運營。為實現全線列控系統制式統一，避免動車組控車模式頻繁切換，滿足新建張呼客專烏蘭察布至呼和浩特東開通時同步實現京包客專全線C2級列控系統貫通，需要在張呼客專呼和浩特東至烏蘭察布段開通前將臺閣牧至呼和浩特東段C0級列控系統改造為C2級列控系統，同時拆除臺閣牧至6號中繼站間的級間轉換點。

2 主要工作量及難點

2.1 主要工作量

圖1 京包客專列控系統設置情況Fig.1 The layout of the Train Control System of Jing-Bao passenger dedicated line

更換臺閣牧、6號中繼站列控中心（簡稱TCC）軟件，更換臨時限速服務器（簡稱TSRS）軟件，拆除應答器18臺，新設應答器6臺，調整應答器位置2臺。

2.2 聯調聯試主要內容

運用一組動車組進行呼和浩特東至察素齊II場4站間48個序列和6類場景的驗證。

2.3 主要難點

由于是既有線，沒有足夠的時間一次性完成聯調聯試，需要在每次聯調聯試結束后將相關軟件及應答器恢復為既有狀態。呼和浩特東至臺閣牧段每天有8對動車組運行，臺閣牧至包頭段每天有8對動車和30對普速客車運行，施工“天窗”只有3 h，如果在每個天窗內更換軟件、應答器，再恢復軟件、應答器，則有效的聯調聯試時間不足90 min，需要較多的施工天窗進行聯調聯試，且頻繁更換軟件及應答器風險較大。

3 方案研究

3.1 方案研究

方案一：在施工天窗點內更換軟件、數據進行聯調聯試。

連續申請多個施工天窗，在施工天窗內更換臺閣牧站、6號中繼站TCC軟件和TSRS軟件，臺閣牧至6號中繼站區間更換應答器，更換完成后進行信號系統聯調聯試，每次施工天窗點畢前將軟件、數據、應答器恢復為既有狀態。

該方案優點：不影響正常運輸秩序。

該方案缺點：每個施工天窗內均需更換TCC軟件、TSRS軟件及應答器2次，頻繁更換軟件、應答器存在較大的安全風險，且縮短了聯調聯試試驗時間。因此，需多個天窗進行試驗，這樣又反過來造成軟件、數據的多次更換，增大施工安全風險。

方案二：運營動車組在察素齊站停車，人工轉換控車模式。

第一個施工天窗內更換臺閣牧站、6號中繼站的TCC軟件和TSRS軟件，臺閣牧至6號中繼站區間更換應答器，聯調聯試結束時的最后一個施工天窗內點畢前將軟件、應答器恢復為既有狀態，這期間需調整動車組控車方式。上、下行動車組列車在察素齊站停車后，調度所下達調度命令，由司機人工切換控車模式，完成C2/C0、C0/C2切換。

該方案優點：聯調聯試期間只需要更換TCC、TSRS軟件和應答器2次，更換次數少、施工安全風險較小。

該方案缺點：對運輸組織影響較大，聯調聯試期間需要所有動車組列車在察素齊站停車進行人工轉換控車模式，并且每次轉換模式均需調度人員發布調度命令，同時還會造成所有運行動車組列車晚點近10 min。

方案三：動車組全線采用LKJ模式控車。

第一個施工天窗內更換臺閣牧站、6號中繼站的TCC軟件和TSRS軟件，臺閣牧至6號中繼站區間更換應答器，聯調聯試結束時的最后一個施工天窗內點畢前將軟件、數據、應答器恢復為既有狀態。聯調聯試期間調整動車組控車方式，動車組全線按LKJ模式控車。

該方案優點：聯調聯試期間只需要更換TCC、TSRS軟件和應答器2次，更換次數少、施工安全風險較小，同時司機不需頻繁切換動車組控車模式，調度所無需頻繁下令，安全風險較小。

該方案缺點：對運輸組織影響最大，聯調聯試期間所有動車組列車都會晚點近20 min。

方案四：軟件一次更換到位，聯調聯試施工天窗點內只更換部分應答器數據。

在聯調聯試前進行一次封鎖，將臺閣牧、6號中繼站TCC軟件以及TSRS軟件更換為C2貫通后的新版軟件。臺閣牧至6號中繼站區間應答器按照C2貫通后的情形布置，上行拆除B5090、B5092、B5094、B5096、B5182應答器組，增設B5104、B5128應答器組；下行拆除B5091、B5097、B5099應答器組，增設B5119應答器組，調整B5093應答器組位置，如圖2、3所示。日常行車時，將等級轉換報文寫入特定的3組連續區間應答器中，以滿足正常運營C0/C2級間轉換需要；聯調聯試時只需將寫有等級轉換報文的應答器更換報文即可，上下行共需更換6臺應答器。

圖2 C2貫通前臺閣牧至中繼6區間應答器布置Fig.2 Schematic diagram of balises layout from Taigemu to relay 6 section before CTCS-2 through

圖3 C2貫通后臺閣牧至中繼6區間應答器修改布置Fig.3 Schematic diagram of modified layout of balises from Taigemu to relay 6 section after CTCS-2 through

該方案優點：軟件和應答器一次更換到位，每次聯調聯試只需要更換6臺應答器報文，極大地降低了更換軟件、數據過程中錯換、漏換的風險，同時該方案不需調整動車組列車控車模式。

該方案缺點：由于設置臨時C0/C2級間轉換點的位置向包頭方向（高速方向）移動2 km，對動車組運行時分有小于1 min的影響。

3.2 方案確定

通過對上述4個方案的優缺點進行比較，方案四雖然對動車組運行時分有小于1 min的影響，但在動車組實際運行中可以忽略，最終確定采用方案四。

4 方案實施

日常行車時，上行在B5104、B5118、B5128應答器報文中增加級間轉換報文（ETCS-41包），下行在B5093、B5105、B5119應答器報文中增加級間轉換報文（ETCS-41包），以滿足日常的動車組運營需求。聯調聯試時，將上述6組不含級間轉換功能的應答器報文提前寫入備用應答器中，在聯調聯試施工天窗給點后安排6組人員更換上述6組應答器，點畢前恢復。

方案實施過程中，每次更換應答器組僅需10 min，48個測試序列僅用5個施工“天窗”完成，期間未發生數據錯誤或施工延點問題。

5 結束語

地面列控系統的各組成部分相互聯系、相互影響，所以涉及既有線列控系統改造的工程需要對方案進行反復的研究、細化，以達到兼顧安全、運輸與工程的目的。