重疊設(shè)置正線臨時限速方案探討

焦萬立

(1．北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100070；2．北京市高速鐵路運行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070)

1 概述

臨時限速（TSR）是列控系統(tǒng)的重要功能，由調(diào)度集中系統(tǒng)（CTC）、臨時限速服務(wù)器（TSRS）、列控中心（TCC）、無線閉塞設(shè)備（RBC）、列車自動防護系統(tǒng)（ATP）共同完成。

CTC提供臨時限速命令的擬寫、設(shè)置、取消、顯示及臨時限速初始確認等操作界面。CTC通過冗余的專用2 M及以上數(shù)字通道向TSRS發(fā)送臨時限速命令和臨時限速初始化確認命令，接收TSRS反饋的臨時限速初始化狀態(tài)、臨時限速命令執(zhí)行結(jié)果及狀態(tài)。TSRS負責統(tǒng)一集中管理臨時限速命令，提供臨時限速命令的存儲、校驗、拆分、刪除、設(shè)置、取消及列控限速狀態(tài)初始化等管理功能。TSRS通過信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)與TCC、RBC和相鄰TSRS連接，TSRS向TCC、RBC發(fā)送臨時限速命令和臨時限速初始化確認命令，接收TCC、RBC反饋的臨時限速初始化狀態(tài)、臨時限速命令執(zhí)行結(jié)果及狀態(tài)。相鄰TSRS間需要相互傳輸跨TSRS邊界的臨時限速命令和狀態(tài)。TCC根據(jù)進路狀態(tài)、臨時限速等信息實時編碼生成應(yīng)答器報文，經(jīng)LEU傳輸至有源應(yīng)答器。RBC根據(jù)行車許可、臨時限速等信息實時生成相應(yīng)的無線消息，經(jīng)GSM-R網(wǎng)絡(luò)傳輸至ATP。ATP接受臨時限速信息后納入最限制速度曲線（MRSP）的計算，保證行車安全。

區(qū)間及站內(nèi)正線臨時限速按里程設(shè)置，側(cè)線臨時限速以上、下行側(cè)線分別（不含正線）按區(qū)設(shè)置。臨時限速命令參數(shù)包括命令號、線路號、限速起點、限速終點、限速值信息，對于側(cè)線臨時限速命令，還包括車站編號信息。

臨時限速命令的起、終點位置應(yīng)按線路正向運行方向設(shè)置。對于兩條正線臨時限速命令TSR1和TSR2，不失一般性，假設(shè)TSR2的起點在TSR1起點前方或與TSR1起點相同，二者的空間位置關(guān)系可以分為以下3種情況：

1）無重疊：TSR2的起點和TSR1終點相同或在TSR1終點前方；

2）完全重疊：TSR2的起點和TSR1起點相同，且TSR2的終點和TSR1終點相同；

3）部分重疊：TSR2的起點在TSR1起點和終點之間，或TSR2的起點與TSR1起點相同且終點與TSR1終點不同。

《列控系統(tǒng)臨時限速技術(shù)規(guī)范》（Q/CR 662—2018 ）規(guī)定，正線不允許設(shè)置區(qū)域重疊的臨時限速，臨時限速取消命令應(yīng)與要取消的臨時限速設(shè)置命令的位置參數(shù)一致，不可對某一限速區(qū)進行分段取消或覆蓋取消。

2 場景與需求分析

在實際運用和試驗驗收過程中，由于不允許設(shè)置重疊的正線臨時限速，調(diào)度員經(jīng)常需要反復設(shè)置、取消、拆分限速命令，常見的部分重疊場景是全線限速，完全重疊的場景為逐級提速。為便于描述，使用TSRm(Vn)表示限速值為Vn的TSR命令m。

2.1 全線限速

1）場景1，已設(shè)置全線限速TSR1(V1)，需設(shè)置區(qū)域限速TSR2(V2)，V2＜V1。

如果線路需要按不高于特定速度運營，一般會設(shè)置全線限速。已設(shè)置全線限速TSR1后，如果線路上某一區(qū)域需要設(shè)置區(qū)域限速TSR2，應(yīng)先取消TSR1，再設(shè)置TSR2，并在TSR2前后方設(shè)置TSR3（V1）和TSR4（V1）。恢復全線限速TSR1時，應(yīng)先取消TSR2、TSR3、TSR4，再重新設(shè)置TSR1，或者先取消TSR2，并在TSR2區(qū)域設(shè)置TSR5（V1）。

2）場景2，已設(shè)置區(qū)域限速TSR1(V1)，需設(shè)置全線限速TSR2(V2)，V2≤V1。

如果線路某一區(qū)域已設(shè)置一條限速TSR1，在發(fā)生風雨雪或其他特殊情況時，一般需要設(shè)置全線限速TSR2。V2小于或等于V1時，應(yīng)先取消TSR1，再設(shè)置TSR2，恢復區(qū)域限速TSR1時，應(yīng)先取消TSR2，再設(shè)置TSR1。

3）場景3，已設(shè)置區(qū)域限速TSR1(V1)，需設(shè)置全線限速TSR2(V2)，V2＞V1。

如果線路某一區(qū)域已設(shè)置一條限速TSR1，在發(fā)生風雨雪或其他特殊情況時，一般需要設(shè)置全線限速TSR2。V2大于V1時，應(yīng)在TSR1前后分別設(shè)置TSR3(V2)和TSR4(V2)，恢復區(qū)域限速TSR1時，應(yīng)取消TSR3、TSR4。

2.2 逐級提速

現(xiàn)場試驗或驗收時，可能需要在同一區(qū)域設(shè)置完全重疊的限速，由低到高逐級提高速度限制。如果不允許重疊設(shè)置，必須先取消原有限速，再設(shè)置新限速。

不允許重疊設(shè)置正線臨時限速時，各場景限速操作如表1所示。

2.3 功能需求

為減少對既有設(shè)備的影響，僅允許設(shè)置重疊的正線臨時限速，仍要求取消命令與原設(shè)置命令的位置參數(shù)一致，不可對某一限速區(qū)進行分段取消或覆蓋取消。

對于部分重疊的兩條臨時限速TSR1、TSR2，CTC、TSRS、TCC、RBC均應(yīng)認為重疊區(qū)域同時存在兩條臨時限速，向車載設(shè)備發(fā)送限速報文時，重疊區(qū)域按照較低限速組建限速信息包。異常情況下，TSR1或TSR2的狀態(tài)由執(zhí)行成功變?yōu)槲粗獱顟B(tài)，即僅部分設(shè)備執(zhí)行該限速時，TSRS可以自動補發(fā)限速命令，不需要人工操作。

表1 不允許重疊設(shè)置正線臨時限速時各場景限速操作Tab.1 Operation for each scene when overlapping mainline temporary speed restrictions is not allowed

對于完全重疊的兩條限速TSR1、TSR2，方案一是執(zhí)行較低限速值，CTC、TSRS、TCC、RBC均應(yīng)認為兩條臨時限速同時存在，向車載設(shè)備發(fā)送限速報文時，重疊區(qū)域按照較低限速組建限速信息包。異常情況下，TSR1或TSR2的狀態(tài)由執(zhí)行成功變?yōu)槲粗獱顟B(tài)，即僅部分設(shè)備執(zhí)行該限速時，TSRS可以自動補發(fā)限速命令。方案二是執(zhí)行后設(shè)置的臨時限速，CTC、TSRS、TCC、RBC均應(yīng)認為只有一條臨時限速，隨著后設(shè)置的臨時限速設(shè)置成功，先設(shè)置的臨時限速自動取消。方案一部分重疊和完全重疊的原則統(tǒng)一，易于操作維護人員理解。方案二更能滿足逐級提速場景的需求，但在異常情況下，如果TSR1、TSR2均有部分設(shè)備執(zhí)行，可能出現(xiàn)TSRS無法判斷應(yīng)該補發(fā)哪一條限速的情況，必須人工處理。

綜上所述，重疊區(qū)域執(zhí)行較低限速值、允許完全重疊的限速命令同時存在更符合既有原則，易于實施。

允許重疊設(shè)置正線臨時限速時，各場景限速操作如表2所示，該方案能大大減少全線限速場景限速操作。為滿足逐級提速需求，可以采用變通的方式，即預先設(shè)置全部限速，再從低到高逐級取消。

表2 允許重疊設(shè)置正線臨時限速時各場景限速操作Tab.2 Operation for each scene when overlapping mainline temporary speed restrictions is allowed

3 修改方案

3.1 限速操作與顯示

限速設(shè)置和取消流程保持不變，均分為擬定、驗證和執(zhí)行3個步驟。在設(shè)置限速命令時，允許設(shè)置與既有臨時限速部分重疊或完全重疊的臨時限速，對于完全重疊的臨時限速，要求限速值不能相同。

根據(jù)現(xiàn)行TSRS接口規(guī)范，取消命令的限速值固定為0xff，無限速值含義。為支持取消完全重疊限速，取消命令必須明確原設(shè)置命令的限速值。一種可選的方式是，采用0x80+限速值（單位：5 km/h）表示原設(shè)置命令的限速值。相應(yīng)地，CTC操作終端也需要提供限速值選擇或輸入界面。

當限速命令參數(shù)非法時，例如，設(shè)置命令時檢測到存在完全重疊且限速值也相同的命令，或取消命令時限速值未采用新格式，CTC和TSRM應(yīng)能明確顯示限速命令下達失敗的原因。

3.2 TSR編號

TSRS-TCC接口、TSRS-RBC接口的驗證命令和執(zhí)行命令包含“TSR編號”信息。TSRS設(shè)備應(yīng)保證，若限速命令的位置參數(shù)與TCC（或RBC）內(nèi)正執(zhí)行的某限速命令位置參數(shù)完全一致、限速值也一致時，則該限速命令的TSR編號應(yīng)與TCC（或RBC）一致。取消命令的TSR編號應(yīng)與原設(shè)置命令的TSR編號一致。對于完全重疊、限速值不同的限速，TSRS應(yīng)分配不同的TSR編號。

3.3 限速報文與限速容量

TCC和RBC對多處限速信息包的描述方式如圖1、2所示。由于TCC和RBC的限速報文中參考位置到臨時限速區(qū)起點的距離（D_TSR）含義不同，重疊限速的處理方式也不同。在不超過報文容量的前提下，RBC可以不做特殊處理，直接描述部分重疊或完全重疊的限速區(qū)。

圖1 TCC對多處限速信息包的描述方式Fig.1 Description of multiple TSR packets by TCC

圖2 RBC對多處限速信息包的描述方式Fig.2 Description of multiple TSR packets by RBC

TCC采用有源應(yīng)答器位置作為應(yīng)答器管轄范圍內(nèi)首個限速區(qū)起點的參考位置，采用前一限速區(qū)的末端作為后續(xù)限速區(qū)起點的參考位置。因此，即使不超過報文容量，TCC也無法直接描述部分重疊或完全重疊的限速區(qū)，應(yīng)對重疊的限速合并處理后再組建限速報文。同時，有源應(yīng)答器正線單方向臨時限速管轄范圍內(nèi)允許設(shè)置不多于3處臨時限速，增加重疊設(shè)置正線臨時限速功能后，應(yīng)根據(jù)需要適當提高最大限速條數(shù)。當報文范圍內(nèi)限速條數(shù)超過TCC限速報文容量后，即使沒有部分重疊或完全重疊的限速區(qū)，TCC也需要對原始限速信息進行處理后再組建限速報文。

4 總結(jié)

通過分析重疊設(shè)置正線臨時限速場景，提出功能需求和具體的修改方案，可以在保證行車安全的前提下減少現(xiàn)場限速操作，本方案對既有設(shè)備影響較小，具有可行性。