高鐵短聯絡線列控系統方案舉例研究

張 偉

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司，武漢 430063）

為提高高鐵路網運營規模效應，相鄰高鐵線路間一般會設置聯絡線進行疏解。由于列控系統方案與聯絡線的長度及區間閉塞分區布點直接相關，兩者相協調時，地面CTCS-3（簡稱C3）列控系統控制可實現無縫切換；但當聯絡線長度較短時，信號需綜合RBC切換、大號碼道岔、臨時限速等因素對列控系統進行適應性分析，研究提出與聯絡線長度相匹配的列控系統的技術解決方案及運營管理措施。本文以某項目為例，對列控系統方案配置進行探討，希望對其他類似的高鐵線路間短聯絡線設計提供參考。

1 工程建設場景

X線和Y線為已開通高鐵線路，采用C3列控系統，獨立設置RBC控制；Y線區間設有大號碼道岔出岔（C線路所）引出聯絡線與X線實現互聯互通，轉線作業的列車可在聯絡線上自動實現RBC切換，聯絡線最高允許速度為160 km/h。

Z線為新建工程，從Y線的車站B場引出，區間設有D線路所出岔接入C線路所間接接入X線，C線線路設計速度250 km/h，線路主體采用CTCS-2（簡稱C2）列控系統；由于新工程對C線路所改造，原X線和Y線間聯絡線長度變短，根據牽引計算結果，聯絡線既有閉塞分區取消。項目建設場景如圖1示。

圖1 高鐵短聯絡線工程場景示意Fig.1 Scenario schematic of high-speed railway short-distance liaison line project

2 列控系統配套問題分析

根據《高速鐵路設計規范》（TB 10321-2014）第14.4.11的規定，RBC切換應設置在閉塞分區分界點。Z線項目的實施，導致原依托于X-Y之間聯絡線閉塞分區分界點的RBC切換方案不再成立，需重新研究聯絡線無閉塞分區分界點的RBC切換，或參照場間聯絡線方式降級為C2模式的方案。

3 列控系統配套方案研究

由于RBC范圍調整將導致RBC、TSRS、聯鎖、列控中心等一系列地面設備軟件修改和試驗驗證工作，因此，本項目不考慮對X線或Y線RBC范圍調整，將聯絡線統一劃歸到某一RBC控制的方案。

參照各標準對RBC切換的規定要求及高鐵場間轉線的列控系統方案，本工程建設場景中聯絡線理論上存在3種配套列控系統解決方案。

方案一：聯絡線設置虛擬信號機RBC切換方案。聯絡線設置虛擬閉塞分區并對應設置RBC切換應答器組，聯鎖分界設置在線路所通過信號機處（或A場進站信號機）。以下行聯絡線為例，邏輯上RBC切換設置閉塞分區分界處，符合規范的要求，可實現C3列控系統無縫切換；但由于RBC與聯鎖分界不一致，信號系統設備還需進行適配：A場聯鎖設備將AG條件傳遞給C線路所聯鎖，A場所屬的X-TSRS將AG范圍的限速信息傳遞給C線路所所屬的Y-TSRS，Y-RBC再根據C線路所聯鎖和Y-TSRS的信息生成覆蓋AG的移動授權指令，如圖2所示。

圖2 聯絡線設置虛擬信號機的RBC切換方案Fig.2 RBC switching scheme for setting virtual signal on liaison line

方案二：線路所通過信號機（進站信號機）處RBC切換方案。線路所通過信號機是信號機接近方向的閉塞分界點，理論上可以設置RBC切換。以下行聯絡線為例，X-RBC和Y-RBC的切換點設置在TXJ1處，考慮應答器組的安裝間距要求，進站應答器與RBC切換應答器組不得同時設置，TXJ1的進站應答器兼做RBC切換應答器，如圖3所示。

圖3 線路所通過信號機（進站信號機）處RBC切換方案Fig.3 RBC switching scheme for block signal (home signal) located at block post

根據《列控系統應答器運用原則》（TB 3484-2017）規定，RBC切換應答器組要求設置在距離絕緣節1 m處，但TXJ3處的RBC切換應答器實際距離絕緣節30 m，RBC數據需進行特殊處理：若將應答器組位置統一到TXJ1處，則RBC數據與實際數據相差30 m，當列車存在測距誤差時，A→C方向，列車經過應答器但車載可能判定位于窗口外而丟失數據，或反方向運行車載窗口內列車可能收不到應答器數據，從而導致列車輸出制動的風險；若將TXJ3位置統一到應答器處，應答器至TXJ3間的30 m區域由X-RBC實際檢查，而非Y-RBC檢查，RBC的數據管界與實際配置不一致，A→C方向，前行列車占用30 m區域時，X-RBC可對后續列車運行進行安全防護。但反方向運行時，Y-RBC可能生成越過前行列車抵達RBC切換應答器的MA，存在對后續列車不能有效防護的安全風險。

綜上分析，短聯絡線利用線路所通過信號機或車站進站信號機作為RBC切換方案不再考慮。

方案三：聯絡線列控系統降級為C2方案。聯絡線設置C3→C2的單方向級間轉換執行點， A場進站信號機TSG2、TSGF2和C線路所通過信號機TXJ1、TXJF1的進站應答器組兼作C3→C2級間轉換預告應答器組，且預告預執行應答器間距大于線路速度制動至45 km/h距離，C線路所4#對應的大號碼道岔應答器設置于聯絡線預告與執行應答器組間。無論是A→C還是C→A的行車方向，C3的列車均在聯絡線上降級為C2控車模式并接入A場或C線路所，出站后在正線自動恢復為C3控車模式，如圖4所示。

圖4 聯絡線列控系統降級為CTCS-2方案Fig.4 Train control system for liaison line being degraded to CTCS-2 scheme

上述方案中，方案一和方案三在理論上具有可實施性，但鑒于方案一突破現有的技術規章且目前無實施的案例，本文暫不推薦采用方案一，僅對方案三的實施進行分析。

4 聯絡線降級C2列控系統實施方案分析

車載設備在進行C3→C2切換時，越過級間切換預告應答器，車載設備將C2模式下C3/C2執行點速度或當下速度作為執行點目標速度重新生成新的C3系統控車曲線，雖然C3與C2模式控車曲線的計算機制不同，一般情況下，新舊控車曲線沒有差異；但在個別場景下新舊曲線存在不一致的可能從而導致超速制動，此類場景的特征可歸納為兩點：一是級間切換預告應答器運行前方進路含有大號碼道岔。二是預告應答器運行后方存在45 km/h限速導致預告應答器運行前方信號機降級UU碼。

因此，工程方案還需綜合大號碼道岔、臨時限速、碼序等因素對聯絡線C3→C2切換的應用場景進行分析，提出方案的配套措施，保證聯絡線降級C2列控系統方案的可用性。

4.1 聯絡線降級C2列控系統不利因素分析

經分析，針對本項目站前工程的具體情況及C3→C2的設置處所，以下運營場景可能導致C3與C2模式控車曲線的不同，進一步引起列車制動。

1）根據《列控系統相關規范補充規定》（鐵總運[2016]222號），聯絡線的C線路所TXJ1、TXJF1，A場TSG2、TSGF2信號機UUS碼發送需檢查其接近區段是否存在低于80 km/h限速。若上述4架信號機對應的運行方向閉塞分區入口至級間預告點范圍內存在低于80 km/h限速，TXJ1、TXJF1、TSG2（側向）或TSGF2（側向）只能發送UU碼，尤其“直進彎出”進路最為可能導致C3、C2在級間轉換執行點處控車速度不一致，觸發制動。以A→C方向為例，A場的直向發車進路至下行聯絡線C3→C2級間預告點范圍內有45 km/h限速時，前方TXJ1發送UU碼，而C3按照全速通過線路所大號碼道岔下達移動授權，列車越過限速區域后提速運行，可能導致列車越過級間轉換預告點時制動，如圖5所示。

圖5 聯絡線45 km/h臨時限速對級間切換的影響Fig.5 Influence of 45 km/h temporary speed restriction

2）聯絡線上行線反向即A→C方向（如圖4所示），線路所C 信號機TXJF1內方的2#為42號道岔，但無對應的大號碼道岔信息，C2模式在TXJF1處的速度為80 km/h，與C3模式的160 km/h不一致，控車曲線反推可能導致兩者在級間轉換預告點處控車速度不一致，觸發制動。

3）聯絡線下行線正向即A→C方向（如圖4所示），雖然線路所C 信號機TXJ1內方的4#設有對應的大號碼道岔應答器，但當4#大號碼道岔信息行車許可范圍有車占用或限速檢查范圍有低于160 km/h的限速時，大號碼道岔信息停止發送，與上述的聯絡上行線A→C方向運行類似，此場景也可能引起列車在級間轉換時制動。

由于聯絡線接入A場無大號碼道岔，C→A方向不存在因大號碼道岔引起列車進行C3→C2級間切換時制動。

4.2 聯絡線降級C2列控系統實施對策

根據上文4.1分析，為保證列車正常進行級間切換，線路開通運營需配套相應限制措施，具體要求如下。

1）聯絡線A→C方向，A場至線路所C方向直向發車進路任意地點存在低于80 km/h的臨時限速時，聯絡線全區間同步、同等進行限速（與4.1中場景1）對應）。

2）聯絡線上行線A→C方向，RBC對C3列控系統限速80 km/h（與4.1中場景2）對應）。

3）聯絡線A→C方向，線路所C的4#道岔大號碼道岔行車許可檢查范圍有車占用時，信號機TXJ1信號不允許開放；臨時限速檢查范圍低于160 km/h 的限速只能保留 80 km/h、45 km/h兩檔，限速起點統一標定于TXJ1處（與4.1中場景3）對應）。

5 總結

站前工程設計、正線的信號系統配置均會影響短聯絡線的列控系統方案的選擇，本文推薦的列控系統降級方案只是眾多方案中的一種，因級間切換觸發的制動場景只做了定性分析。如果類似項目也采取同樣的列控方案，工程設計者要抓住C3與C2模式控車曲線可能不一致這個關鍵點，綜合大號碼道岔、臨時限速、碼序等因素全面進行運營場景分析，必要時應聯系各車載廠商進行仿真確認，最終方案尤其是運營配套管理措施還需報鐵路運營單位批準，做到技術方案可行、配套管理到位，全面保證高鐵轉線作業的安全、可靠。