高鐵集中區進站口分界列控區間邏輯檢查處理方案

方升煒

（中國鐵路上海局集團有限公司，上海 200071）

隨著國內高速鐵路新線建設的持續推進，高速鐵路連線成網并且越織越密，新建高速鐵路引入既有高速鐵路車站、高普并站、跨線運行、不同等級列控系統頻繁切換等情況逐漸增多，信號系統與系統之間協同匹配等問題陸續有所暴露，給高速鐵路運營安全帶來威脅。本文以新建CTCS-3模式高鐵引入既有CTCS-2模式高鐵分界口車站集中區在進站口、進站外方第一閉塞分區發生邏輯檢查報警（失去分路）問題為例，分析不同信號系統之間接口匹配問題，提出解決方案并比選方案優劣性。

1 站場及信號系統主要設備

1.1 線路站場布置

新建高速鐵路L與既有高速鐵路N在地理位置上呈十字交叉，新建高速鐵路L在線路所A分別通過聯絡線與既有高速鐵路N在B站、C站貫通，如圖1所示。其中既有高速鐵路N采用CTCS-2列控系統，新建高速鐵路L采用CTCS-3列控系統，在聯絡線設置C2/C3級間切換點。根據線路設計，聯絡線經側線進入B站和C站的最高允許速度為 80 km/h 。

圖1 線路車站和級間切換點布置Fig.1 Layout of line station and level transition point

1.2 列控與軌道電路設備

列控系統方面，線路所A采用LKD2-YH型列控中心（TCC），B站和C站采用LKD2-JD型TCC；軌道電路方面，B站和C站的站內軌道電路為25 Hz軌道電路，聯絡線采用ZPW-2000R制式軌道電路，區間為列控編碼且已實現列控中心區間占用邏輯檢查功能。線路所A與B站的集中區分界點位于B站進站信號機XL/XLF處，如圖2所示（B站引入A所為外包方式）。

圖2 集中區分界示意Fig.2 Schematic diagram of centralized boundary

2 問題描述

動車組自線路所A經聯絡線往B站方向運行，列車順序出清B站XL信號機外方第一個閉塞分區（編號203G，由線路所A管轄）、XL信號機內方首區段4BG（設計長度50 m）后，203G偶發失去分路報警。

根據觀察，當動車組以小于70 km/h速度從聯絡線進入B站并順序出清203G、4BG時不會發生以上問題，大于70 km/h時則易發多發。

3 原因分析

從現象分析，203G偶發失去分路報警是由于TCC邏輯判斷4BG早于203G出清所致。基于技術規范，分別計算動車組在203G、4BG從運行出清到區段狀態判斷的時間來分析4BG早于203G出清的原因。

3.1 有關技術規范

根據《列控中心區間占用邏輯檢查暫行技術條件》（鐵總運[2015]156號），區間占用邏輯檢查有如下技術規定：1）軌道區段設備狀態由空閑變為占用，列控應立即判定為占用；軌道區段設備狀態由占用變為連續3 s空閑，列控判定為空閑；2）對于在進站口劃分集中區的，接車方向如果接車信號正常關閉，則發送邊界信號許可狀態為正常占用，否則，發送邊界信號許可狀態為故障占用；3）邏輯狀態為正常占用的進站信號機外方第一個閉塞分區，設備狀態由占用變為空閑時，需同時滿足列車駛入站內、進站信號機正常關閉和進站信號機內方第一區段保持占用或由占用變為空閑兩個條件方可判定為空閑，否則判定為失去分路。

3.2 區間203G出清邏輯延時

203G采用ZPW-2000R軌道電路，該制式軌道電路區段出清有2.8～3.5 s緩吸延時，加上線路所A的TCC維持 3 s時間，因此在動車組出清203G、尾部完全進入站內后，203G出清延時共有5.8 ～ 6.5 s。

3.3 站內首區段4BG占用到出清時間

動車組進入B站4BG，XL進站信號正常關閉后，B站TCC向線路所A的TCC應答 SA（信號許可）正常占用。4BG 長50 m，按動車組70 km/h運行速度計算，從動車組尾部完全進入站內起，通過該區段時長約為 2.6 s（不計25 Hz軌道電路延時）。4BG出清后， B站TCC維持3 s向線路所A發送SA正常占用確保線路所A接收到 SA 正常占用狀態，合計約5.6 s后B站停止向線路所A應答邊界SA信息，該時間小于列車出清203G的邏輯延時（5.8 s）。

由于集中區分界在B站進站口，在線路所A的TCC未獲取B站進站信號正常關閉條件下，不能采用前述技術規范第三項內容，所以采取SA作為閉塞分區正常出清的判斷依據。在203G出清時，線路所A的TCC檢查到前方區段（B站）已不在同一個SA，于是將203G邏輯狀態判斷為失去分路。

4 解決方案及比選

根據前述分析，針對以上問題有如下解決方案。

方案一：動車組通過B站4BG的速度由80 km/h降為45 km/h，延長4BG占用時間。

降速后，出清4BG時間由5.3 s延長至7 s，大于出清203G的延時，可以避免問題發生。但是該方案將降低運輸效率，可作為應急措施，不建議長期運用。

方案二：合并進站信號機內方第一、第二個軌道電路區段，通過延長區段長度來延長占用時間。

合并軌道電路區段可以使出清4BG時間由5.3 s延長至大于7 s，大于出清203G的延時。該方案可以保持線路允許速度80 km/h不變，不影響運輸效率，但涉及室內外信號設備改造以及聯鎖、列控、CTC等軟件修改，時間長，營業線施工安全風險大，適合新線建設或改造使用。

方案三：縮短203G出清延時，將2.8～3.5 s的緩吸時間縮短到2 s左右，加上TCC維持的 3 s時間后小于列車通過站內首區段的時間（5.6 s）。

縮短203G出清延時需要對ZPW-2000R接收器進行改造，涉及采樣頻率、譯碼邏輯等修改，硬件有局限而且涉及安全功能修改，因此不建議采用。

方案四：綜合前述技術規范第二、第三項規定，修改線路所A的 TCC 軟件邏輯，將B站進站信號機狀態傳送至線路所A的TCC。

該方案符合技術規范，但需將B站進站信號機狀態條件傳送至線路所A的TCC，需修改B站聯鎖、TCC軟件及線路所A的TCC軟件，工作量相對較大。

方案五：修改B站 TCC 軟件邏輯，延長4BG出清給鄰站發送邊界SA正常占用狀態時間，動車組進站壓入4BG時TCC應答鄰站SA正常占用，進站信號機外方第一閉塞分區出清或接車進路解鎖時停止應答鄰站 SA。

該方案符合技術規范，僅修改B站 TCC 軟件，工作量較小。

綜合運輸效率、改造工作量、安全風險等因素比較，選擇方案五更合適。

5 安全性分析

按照方案五實施，考慮以下特殊場景是否存在安全隱患。

場景1：區間兩列動車組運行時，前車完全進入B站內，后車在區間發生失去分路。該場景下，前車出清203G完全進入站內后，根據新版軟件邏輯，B站 TCC 立即停止應答鄰站SA，因此后車在區間“飛車”時TCC會進行失去分路報警。

場景2：區間203G正常占用時，B站內首區段4BG故障占用，然后203G發生失去分路。該場景為列控中心區間邏輯檢查的限制條件。

場景3：區間兩列動車組運行，前車完全進入B站內，后車請求 SA后無應答。該場景下，前車出清203G完全進入站內，根據新版軟件邏輯，B站TCC停止對前車應答；當B站再次排列同一進站口接車進路后，B站TCC正常應答鄰站SA，因此后車能正常進站。

場景4：203G出清延時過長，動車組正常進入股道，進路解鎖后203G才由占用變為空閑（滯后導致遺留紅光帶）。該場景下，B站XL最短接車進路長203 m，列車以最大速度80 km/h 進站，進路解鎖時間 9.1 s，增加 3 s 延時合計 12.1 s，而203G出清最大延時為6.5 s，小于進路完全解鎖時間，不會發生該問題。

基于以上分析，現場選擇方案五實施，解決分界口車站集中區在進站口、進站外方第一閉塞分區發生邏輯檢查報警問題。