武廣高鐵RBC 改造方案研究

易承龍

武廣高鐵是國內(nèi)第一條時(shí)速350 km 并采用CTCS-3 級(jí)列控系統(tǒng)的高速鐵路，于2009 年12 月26 日開通，至今已運(yùn)營10 余年。其中，無線閉塞中心（RBC） 等設(shè)備從采購、施工安裝、調(diào)試、系統(tǒng)試驗(yàn)算起，已使用近12 年。RBC 設(shè)備是高速鐵路中的重要技術(shù)裝備，是保證高速列車運(yùn)行安全、可靠、高效的關(guān)鍵設(shè)備［1］。一方面，由于武廣高鐵建設(shè)較早，目前在用的RBC 設(shè)備已出現(xiàn)老化現(xiàn)象，硬件故障率逐年升高，以前儲(chǔ)存的RBC 日常維護(hù)、應(yīng)急處理所需的備品備件將要消耗殆盡，但由于既有武廣RBC 采用的硬件平臺(tái)已停產(chǎn)，導(dǎo)致RBC 備品備件無法補(bǔ)充，運(yùn)營維護(hù)壓力較大；另一方面，隨著我國高速鐵路不斷發(fā)展和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，武廣高鐵在用的RBC 設(shè)備已不能完全滿足現(xiàn)行的《無線閉塞中心技術(shù)規(guī)范》（TB/T 3330-2015）的規(guī)定［2］。因此為保證武廣高鐵的正常運(yùn)營，有必要對(duì)既有RBC 設(shè)備進(jìn)行更新改造。

1 武廣高鐵RBC 設(shè)置現(xiàn)狀

武廣高鐵起于武漢樞紐的武漢站，途經(jīng)咸寧、岳陽、長沙、株洲、衡陽、郴州、韶關(guān)、清遠(yuǎn)、廣州北等地，終止于廣州樞紐內(nèi)的廣州南站，正線全長968.57 km。全線正線設(shè)置車站18 個(gè)，線路所2 個(gè)，中繼站53 個(gè)。全線采用CTCS-3 級(jí)列控系統(tǒng)，滿足設(shè)計(jì)速度350 km/h、正向最小追蹤間隔3 min 的要求。

武廣高鐵（武漢局管內(nèi)）武漢站（含）至中繼站8（不含）之間共有4 個(gè)車站和7 個(gè)中繼站，具體為：武漢高速場、烏龍泉東、咸寧北、赤壁北、武廣中繼站1～武廣中繼站7［3］。車站設(shè)置及信號(hào)設(shè)備管轄情況見圖1。

圖1 中，中繼站1 屬于武漢高速場列控中心管轄，中繼站2～4 屬于烏龍泉東管轄，中繼站5～6屬于咸寧北管轄，中繼站7 屬于赤壁北管轄，中繼站8～9 歸屬廣州局岳陽東站管轄。

武廣高鐵CTCS-3 級(jí)列控系統(tǒng)采用基于龐巴迪平臺(tái)的RBC 設(shè)備，全線9 套R(shí)BC 設(shè)備均設(shè)置于武漢站RBC 機(jī)房。RBC1、RBC2 管轄武廣高鐵武漢局管段，RBC3～RBC9 管轄武廣高鐵廣州局管段。

目前，除武廣RBC1 與京石武RBC10、武廣RBC9 與廣深港RBC1、武廣RBC4 與滬昆RBC9已采用直接通信的接口方式外， 其余武廣RBC1～RBC9 設(shè)備間均不直接通信。這9 個(gè)RBC間移交時(shí)，均通過列控中心-聯(lián)鎖-RBC 的信息傳遞方式獲取移交區(qū)內(nèi)相鄰RBC 管轄范圍的區(qū)段信息，實(shí)現(xiàn)列車在2 個(gè)RBC 間行車許可控制的安全切換。由于單站聯(lián)鎖只與1 套R(shí)BC 通信連接［4］，當(dāng)RBC 移交需要運(yùn)行前方鄰站聯(lián)鎖信息時(shí)，目前采用的技術(shù)措施是：將與接收RBC 連接的運(yùn)行前方鄰站聯(lián)鎖信息通過列控中心站間通信，傳送至與移交RBC 連接的聯(lián)鎖設(shè)備，再由該聯(lián)鎖設(shè)備傳送至移交RBC。RBC 切換區(qū)域信息流向示意圖見圖2，目前武廣RBC1和RBC2管轄范圍見圖3［5］。

圖2 武廣高鐵RBC 切換區(qū)域信息流向示意圖

2 改造方案比選

結(jié)合目前武廣高鐵RBC 設(shè)備現(xiàn)狀及現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，本次武廣高鐵武漢局管段RBC 設(shè)備更新改造有2 種方案。一種是根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范按RBC直接通信方案進(jìn)行設(shè)備更新改造，另一種是維持既有RBC 不直接通信方案進(jìn)行設(shè)備更新改造［6］。

方案一：RBC 直接通信更新改造方案。將武廣高鐵武漢局管段RBC1、RBC2 更換為滿足TB/T 3330-2015的設(shè)備，RBC間采用直接通信方式，配套修改RBC 管轄邊界車站聯(lián)鎖設(shè)備、TSRS 設(shè)備軟件及數(shù)據(jù)配置，并調(diào)整RBC切換應(yīng)答器的設(shè)置［7］。

圖3 武廣RBC1 和RBC2 管轄范圍示意圖

按照方案一更新改造后，武廣高鐵武漢局管段RBC1、RBC2 能滿足TB/T 3330-2015 的規(guī)定，以及運(yùn)營維護(hù)需求。但是，本方案除了更換RBC1、RBC2 硬件外，還需對(duì)每臺(tái)RBC 管轄邊界的車站聯(lián)鎖設(shè)備、武漢局TSRS 軟件及數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，并調(diào)整RBC 切換應(yīng)答器設(shè)置，工程實(shí)施難度較大。

方案二：RBC 不直接通信更新改造方案。武廣高鐵武漢局管段RBC1、RBC2 維持既有RBC 間不直接通信的設(shè)置方案。

按照方案二更新改造后，武廣高鐵武漢局管段RBC1、RBC2 能滿足運(yùn)營維護(hù)需求，僅需更換RBC1、RBC2 設(shè)備，不涉及其他信號(hào)設(shè)備軟件及數(shù)據(jù)修改，改造及實(shí)施難度較方案一小。但是，更新后的RBC 設(shè)備仍不能滿足TB/T 3330-2015 中“5.6.1 RBC 應(yīng)采用RBC 與RBC 直接通信的方式實(shí)現(xiàn)RBC-RBC 移交功能”的規(guī)定。

通過對(duì)上述2 種改造方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析比較，且考慮到RBC 設(shè)備的合規(guī)性，建議采用方案一，即RBC 間采用直接通信方式。

3 改造內(nèi)容

3.1 RBC 改造原則

1）武廣高鐵武漢局管段RBC1、RBC2 更換為滿足TB/T 3330-2015 要求的設(shè)備，RBC 與RBC采用直接通信的方式實(shí)現(xiàn)RBC-RBC 移交功能。

2）在武廣高鐵武漢局與廣州局管段RBC 不同步更新改造時(shí)，RBC2 與RBC3 間采用既有不直接通信方案進(jìn)行過渡。

3） RBC1、RBC2 更新 改 造 時(shí)，對(duì)RBC 管 轄范圍進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，RBC 切換點(diǎn)設(shè)置盡量與聯(lián)鎖邊界一致，并重新配置RBC 設(shè)備軟件及數(shù)據(jù)。

4）結(jié)合RBC 更新改造，配套修改相關(guān)聯(lián)鎖、TSRS 設(shè)備軟件及數(shù)據(jù)，以及相關(guān)RBC 切換應(yīng)答器設(shè)置。

5）本次更換的2 套R(shí)BC 考慮放置于武漢站既有RBC 機(jī)房，電源屏利用既有RBC 電源屏，電務(wù)機(jī)構(gòu)設(shè)置不變，不增加定員。

3.2 RBC 管轄范圍及RBC 切換應(yīng)答器調(diào)整方案

武廣高鐵（湖北段）既有RBC 切換點(diǎn)見表1。

表1 武廣高鐵（湖北段）既有RBC 切換點(diǎn)

如果RBC 切換點(diǎn)不在聯(lián)鎖邊界將導(dǎo)致1 個(gè)聯(lián)鎖與2 個(gè)RBC 存在信息交互，增加聯(lián)鎖及RBC 軟件的復(fù)雜性。結(jié)合RBC 設(shè)備更換情況，將RBC1與RBC2 的切換點(diǎn)移設(shè)至武漢與烏龍泉的聯(lián)鎖邊界K1243+443 處。

圖4 既有非直接通信的RBC 切換應(yīng)答器布置示意圖

既有非直接通信的RBC 切換應(yīng)答器布置示意圖如圖4 所示，每個(gè)RBC 正向切換點(diǎn)由3 組預(yù)告應(yīng)答器、反向切換點(diǎn)由2 組預(yù)告應(yīng)答器組成，ZX 與FZX 設(shè)置在閉塞分區(qū)前、后方各30 m 處。這種設(shè)置與《列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則》（TB 3484-2017） 的要求“RBC 切換執(zhí)行應(yīng)答器組ZX-R 和FZX-R 應(yīng)合并設(shè)置，RBC 切換執(zhí)行應(yīng)答器組應(yīng)設(shè)置在距絕緣節(jié)1 m 處”不一致［8］。為此需在RBC切換點(diǎn)新增2 個(gè)無源應(yīng)答器，修改正反向應(yīng)答器鏈接信息（正向2 組、反向1 組），同時(shí)刪除原YG（3 組）、ZX、FZX、FYG（2 組）共7 組應(yīng)答器中的［ETCS-131］包（RBC 切換命令包）。

武漢局RBC 更新改造時(shí)，考慮到廣州局管段內(nèi)RBC 存在與武漢局不同步實(shí)施的可能性，提出以下2 種方案。

1）在武廣高鐵廣州局管段不同步進(jìn)行RBC 設(shè)備更新改造的情況下，RBC2 與RBC3 切換點(diǎn)維持既有位置，RBC2 與RBC3 間維持既有不直接通信方式進(jìn)行過渡。

2）若武廣高鐵廣州局管段同步進(jìn)行RBC 設(shè)備更新改造，考慮到RBC 切換點(diǎn)應(yīng)盡量與聯(lián)鎖邊界一致，需將RBC2 與RBC3 的切換邊界改為赤壁北與中繼站8 的邊界（下行K1360+989、 上行K1362+167）。調(diào)整后因RBC 切換點(diǎn)距赤壁北站反向進(jìn)站口（SF）外方C2→C3 等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)距離不滿足最大速度制動(dòng)到0 km/h 的制動(dòng)距離要求，需將該等級(jí)轉(zhuǎn)換點(diǎn)移至K1374+624 處，調(diào)整后的RBC1、RBC2 管轄范圍如圖5 所示。

圖5 廣州局RBC 同步更新改造方案

3.3 聯(lián)鎖軟件修改

RBC 設(shè)備間采用直接通信后，需對(duì)RBC 邊界車站（武漢高速場、烏龍泉東站）聯(lián)鎖設(shè)備的軟件及數(shù)據(jù)進(jìn)行配套修改，取消聯(lián)鎖為RBC 切換重疊區(qū)代傳信息［9］。

在武廣高鐵廣州局管段不同步進(jìn)行RBC 設(shè)備更新改造過渡期間，赤壁北站聯(lián)鎖設(shè)備維持既有軟件，待武廣高鐵廣州局管段進(jìn)行RBC 設(shè)備更換時(shí)，對(duì)赤壁北站聯(lián)鎖設(shè)備軟件及數(shù)據(jù)進(jìn)行配套修改，取消聯(lián)鎖為RBC 切換重疊區(qū)代傳信息。

3.4 TSRS 數(shù)據(jù)修改

RBC 設(shè)備間采用直接通信后，RBC 設(shè)備管轄范圍發(fā)生了變化［10］，因此需相應(yīng)修改武廣TSRS1 與RBC1和RBC2的對(duì)應(yīng)管轄范圍，待武廣高鐵廣州局RBC搬遷實(shí)施時(shí)，對(duì)武廣TSRS1再次進(jìn)行數(shù)據(jù)修改。

4 總結(jié)

針對(duì)武廣高鐵無線閉塞中心（RBC）的改造，提出2 種方案：改為直接通信方式和維持既有非直接通信方式。通過兩種方案的對(duì)比分析，最終選擇RBC 間直接通信的方式，并對(duì)RBC 切換點(diǎn)的改造方案進(jìn)行了重點(diǎn)研究，對(duì)非直接通信RBC 改為標(biāo)準(zhǔn)的直接通信具有較大的參考意義。