鐵路信號工程中UUS碼若干問題研究

崔 超

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司，武漢 430063）

目前國內普速鐵路普遍采用CTCS-0（以下簡稱C0）級列控系統，裝備連續式機車信號和列車運行監控記錄裝置，車載設備會根據地面軌道電路發送的低頻信息控制機車信號顯示，輔助司機駕駛。高速鐵路設計時速250 km 以下的線路通常采用CTCS-2 級列控系統（以下簡稱C2），C2 級列控系統是點-連式系統，是通過地面應答器發送線路參數，軌道電路發送低頻信息行車許可，車載裝備ATP 超速防護系統共同控制列車運行。

在C2 線路中，當列車進行車站接發車作業時，因區間一般不設置有源應答器，列車在接近區段無法獲取車站聯鎖排列的進路信息，只能依據收到的低頻信息U2S、UUS、U2、UU 來確定列車接車方向。目前側向接發車也是現場列車運行故障點最多以及可能存在超速風險的地方，因此在工程設計中應綜合考慮各方面因素，確保UUS 碼的合理設計。

1 規范定義

《鐵路技術管理規程(普速鐵路部分)》、《鐵路技術管理規程(高速鐵路部分)》和《機車信號信息定義及分配》中均對UUS 碼進行了定義，定義內容主要如下。

在普速鐵路中，UUS 碼表示列車接近的地面信號機開放經18 號及以上道岔側向位置進路，且次一架信號機開通直向進路或開放經18 號及以上道岔側向位置進路；或表示列車接近的地面信號機開放經18 號及以上道岔側向位置進路，并開往站間無顯示聯系的區間。

在高速鐵路中，UUS 碼表示在高速鐵路及僅運行動車組的區段，列車接近的地面信號機開通經18號及以上道岔側向位置進路，且進路允許速度不低于80 km/h。對于非列控車載設備控車的列車在高速鐵路運行時，當車載和地面顯示USU 燈時，均表示列車按限速要求（最高不超過45 km/h）通過接近的地面信號機。

對比上述定義發現，高鐵中UUS 碼對次一架信號機的開放未作要求，普速鐵路的UUS 碼檢查更嚴格。其次高鐵UUS 碼明確了速度含義，普速鐵路則未進行描述。

2 案例分析1

2.1 車站概況

圖1 所示車站為兩條線路接軌站，車站設列控中心，站內共設置4 組18 號及以上道岔。本站UUS 碼設計參照普速鐵路標準，以SQ 口為例，當辦理SQ 經4G 側向通過進路時，SQ 外方接近區段最高碼序為UU。在進行本站列控數據編制時按照SQ 經10#道岔側向至4G 全進路限速為80 km/h，S 經18#道岔反位至4G 全進路限速為45 km/h。因兩條進路中重合區段股道區域限速不一致，設備廠家將BX4 應答器中的股道限速報文按照45 km/h 進行描述。

圖1 案例一車站信號設備平面布置示意Fig.1 Layout of station signal equipment in case 1

2.2 問題描述

本站在進行軟件模擬實驗時出現停車制動，即當辦理SQ 經10#道岔定位至4G 的長編組列車通過進路時，無問題；辦理短編組列車通過進路時，列車越過BX4 應答器處時觸發B7 最大常用制動。

2.3 原因分析

《CTCS-2 級列控車載設備暫行技術條件》規范中6.4.3.6 規定，“在進行側線接發車時應采用特殊控制邏輯：1) 在接收UU 或UUS 碼后，列車進入道岔區段，車載設備接收的軌道電路信息轉為無信號時，將本閉塞分區的終點作為停車目標點，計算MA。2）列車進入到發線時，來自到發線軌道電路的信息如果為HU，則應保持在股道停車的制動模式曲線。如果在到發線接收允許碼，則應根據該信息重新計算MA。3）當列車頭部通過道岔區段后，但列車尾部還未出清道岔區段前，車載設備應具有車尾限速保持功能”。

長編組列車總長415 m，當列車在SQ 外方收UU 碼、進站應答器中道岔區段限速80 km/h 的數據包后，列車會以不高于45 km/h 的速度越過SQ 信號機，進入道岔區段后因無信號，故將本閉塞分區終點S4 作為停車目標點計算MA，但因車尾保持緣故，此時一次模式控車曲線的頂棚速度為45 km/h，故當列車越過BX4 應答器時速度仍為45 km/h，與股道限速一致，列車運行正常。

短編組列車總長201 m，MA 計算過程與長編組列車一致，但因車長較短，故列車尾通過10#道岔后至BX4 應答器間仍有約140 m 區段長可進行提速。當列車越過BX4 應答器時列車實際速度約為50 km/h，與應答器中描述的股道限速45 km/h 不符，觸發B7 最大常用制動。

2.4 解決方案

經過上述分析，出現制動的主要原因是BX4 應答器的股道限速報文按照45 km/h 進行設計，修改方案主要有兩種。

方案1：將不同進路上股道區域限速統一按照80 km/h 進行描述。

方案2：將SQ 經10#道岔側向至4G 全進路按照限速為45 km/h 進行描述。

上述兩種方案均可以解決列車制動問題，但方案1 可在一定程度上提高列車通過效率，發揮18#道岔的設置意義。但若本站股道限速為45 km/h，根據《列控系統應答器應用原則》（TB/T 3484-2017）中“7.2.3.3 側線股道線路速度應與其銜接的道岔中號碼最大的道岔側向允許速度保持一致，且不應高于站臺限速。”要求，則應按照方案2 進行修改，并且需將咽喉區18 號道岔區段亦按照45 km/h 進行限速描述。否則仍可能會出現上文描述的短編車制動停車場景。

3 案例分析2

3.1 車站概況

圖2 所示為某線兩站信號設備平面布置示意。兩站均設置列控中心，B 站全站均為18 號及以上道岔，A 站為既有接軌站，部分道岔為12 號，兩站上下行區間僅設置一個閉塞分區。

圖2 案例二站間僅設置1個閉塞分區信號設備平面布置示意Fig.2 Layout of only one block section signal between stations in case 2

3.2 問題描述

B 站側向接車時，接近區段UUS 碼始終降級為UU 碼，運維過程中主要有以下弊端：

B 站X、XF 進行側向接車時，聯鎖界面始終顯示降級燈，對電務維護不利；

列車在兩站區間運行速度較低，對行車效率具有一定影響；

B 站的18 號道岔未完全發揮設置意義。

3.3 原因分析

《列控系統相關規范補充規定》(鐵總運[2016]222 號)中規定，當辦理側向接車進路(含設置有源應答器的接車進路信號機以及兩站站間僅一個閉塞分區的情況)后，若進站信號機外方第一閉塞分區有低于80 km/h 的臨時限速或固定限速時，相關的車站列控中心應向聯鎖設備輸出進站信號機降級信息并控制接車進路的接近閉塞區段降級發UU 碼。兩站間僅設置一個閉塞分區時，若后方站XI 信號機至SF 信號機距離小于一個車長（按450 m 計），前方站限速檢查區段應適當延長至后方股道。檢查范圍包括后方站至區間的任一發車進路范圍內是否存在低于80 km/h 限速。

在設計中B 站側向接車通常按照正常UUS 碼、點USU 燈進行設計，但因A 站3G 和4G 往B 站側向發車進路中經過12 號道岔，發車進路中道岔區段固定限速45 km/h，根據鐵總運[2016]222 號中有關規定，B 站列控中心需向聯鎖發送降級信息，X、XF 接近區段始終降級為UU。

3.4 解決方案

在設計階段就應注意站間僅設置一個閉塞分區、站內設置12 號道岔的車站處UUS 碼的降級問題，對于上述的問題主要有以下解決方案。

1）設計中將X、XF 側向接車直接按照降級UU 處理，但該處理方式應事先征得運維單位同意。

2）圖2 中因A 站存在側向發車進路固定限速45 km/h 的情況，使得相鄰B 站X、XF 側向接車始終降級為UU。其主要原因是B 站列控中心無法獲取A 站所排列發車進路類型和限速類型，因此未來可對相鄰列控中心間接口信息進行補充，增加進路類型標識互傳，優化A 站直向發車、B 站側向接車不降級的情況，提高站間行車效率。

3）設計階段應論證B 站18 號道岔設置或A 站12 號道岔換鋪18 號道岔的必要性，在行車效率和工程投資上取得平衡。

4 案例分析3

4.1 車站概況

京滬線某車站平面布置如圖3 所示，車站內設置有4 組18 號及以上道岔，該站原為C0 車站，站內電碼化采用繼電編碼。為滿足C3 動車組下線開行需要，將本線列控系統升級改造為C2。其中電碼化維持既有，線路新設TSRS，車站增加列控中心。列控中心負責應答器報文管理和發車口對應方向的FJ 采集。

圖3 案例三既有京滬線某車站信號設備平面布置示意Fig.3 Layout of signals at a station of existing Beijing-Shanghai line in case 3

4.2 問題描述

鐵總運[2016]222 號中規定當辦理側向發車進路時，股道或總出站信號機外方區段有低于80 km/h 臨時或固定限速時，車站列控中心應控制股道或進路接近區段降級發送UU 碼。

因本站電碼化采用繼電編碼方式，關鍵繼電器均由聯鎖驅動，聯鎖無法實現上述側向發車UUS碼降級功能。

4.3 原因分析

因本站列控中心不負責站內編碼，同時根據《高鐵列控中心接口暫行技術條件》（鐵總運[2015]75 號）第二部分中列控中心與計算機聯鎖接口規范，TCC 向聯鎖發送的數據塊包中未包含出站UUS 降級碼位。

4.4 解決方案

為滿足鐵總運[2016]222 號中關于側向發車UUS 碼的降級要求，本站修改方案主要有兩種。

方案1：側向出站UUS 關鍵繼電器改由列控驅動。

方案2：聯鎖和列控中心廠家利用鐵總運[2015]75 號中的預留信息區，約定側向出站UUS降級碼位，UUS 關鍵繼電器維持聯鎖驅動。

在既有線車站C0 升級改造C2 過程中，上述兩種方案均可滿足鐵總運[2016]222 號中關于側向發車UUS 碼降級的要求，但方案1 會涉及部分既有電路配線修改；方案2 因直接在軟件層面進行修改，不需對現場電路配線進行修改。因此在實際工程中應根據情況進行適當選擇。

5 結束語

本文主要分析了在裝備CTCS-2 級列控系統工程中UUS 碼設計的注意事項，結合3 個實際工程案例分析UUS 碼設計中容易出現的問題和解決方案，為將來類似的工程應用提供參考。