泰國三機場高鐵列控系統方案研究

全宏宇

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司，武漢 430063）

泰國三機場高鐵為泰國東部經濟走廊（EEC）連接廊曼機場、素萬那普機場和烏塔堡機場3大國際機場的高鐵項目，實現三個國際機場的無縫銜接，從廊曼機場到烏塔堡機場僅需1 h。泰國三機場高鐵工程概況如圖1所示。

泰國三機場高鐵項目分為3個部分。

機場延伸線：從既有機場線延伸的新建線路，線路全長21.553 km，新設站2座。

既有機場線：既有線路，線路全長28.81 km。既有線設有車站8座，存車場1座。

高鐵線：與既有機場線接軌的新建線路，線路正線全長165.51 km，新設車站5座，存車場1座。

泰國三機場高鐵項目主要運營需求如下。

1）既有機場線、機場延長線最高運營速度為160 km/h；高鐵線最高運營速度為250 km/h。

2）城市線車輛僅在既有機場線、機場延長線運行，初期運營追蹤間隔時間為13 min；高鐵線車輛在高鐵線、機場線運行，初期運營追蹤間隔時間為20 min。

為滿足高速鐵路車輛兼容城市軌道線路運行，需要根據項目的要求提出合理可行的列控系統方案，以滿足項目運營需求。首先通過分析泰國三機場高鐵項目的列控系統選擇要求，提出可行的列控系統方案，然后進行方案比較提出建議方案。

1 泰國三機場高鐵列控系統類型選擇要求

泰國三機場高鐵項目對列控系統類型選擇要求如下。

1）既有機場線目前采用西門子LZB 700M列控系統。既有機場線、新建機場延長線可采用ETCS-1或ETCS-2級、CTCS-2或CTCS-3級、Digital ATC列控系統，也可維持既有LZB系統。

2）新建高鐵線可采用CTCS-3級、ETCS-2級或Digital ATC列控系統。高鐵線列控系統需與既有機場線信號系統兼容運行。

泰國三機場高鐵項目相關列控系統如表1所示。其中LZB 700M為城市軌道交通列控系統，ETCS、CTCS、Digital ATC為3個主流的干線鐵路列控系統; LZB 700M采用FTGS軌道電路傳輸行車許可，ETCS-1采用應答器傳輸行車許可，CTCS-2采用軌道電路和應答器傳輸行車許可，ETCS-2和CTCS-3采用無線傳輸行車許可。

表1 相關的列控系統Tab. 1 Relevant train control systems

2 列控系統方案

2.1 方案提出

根據項目對列控系統選擇的要求，由于Digital ATC為采用數字軌道電路傳輸行車許可的列控系統，與基于無線傳輸行車許可的CTCS-3或ETCS-2列控系統相比，其軌旁設備較多，不便于施工和維護，因此本次暫不考慮采用Digital ATC。

按照城市線（含既有機場線和機場延長線）車輛和高鐵線車輛的運營場景，泰國三機場高鐵可選的列控系統方案如表2所示。

表2 泰國三機場高鐵可選的列控系統方案Tab.2 Optional train control system schemes of three airports high speed railway project in Thailand

2.2 方案說明

下面對本文2.1中提出的4種方案的內容分別做簡要說明。

1）方案1：城市線LZB+高鐵線CTCS-3或ETCS-2

方案1如圖2所示，主要內容如下。

圖2 城市線LZB+高鐵線CTCS-3或ETCS-2Fig.2 City line LZB + high speed line CTCS-3 or ETCS-2

既有機場線LZB系統利舊改造；新建機場線延長線采用既有的LZB 700M列控系統；新建高鐵線采用ETCS-2或CTCS-3列控系統。

城市線既有車輛車載設備利舊，城市線新增車輛裝備LZB車載。

高鐵線車輛同時裝備ETCS-2/CTCS-3車載和LZB車載，在高鐵線運行時采用ETCS-2/CTCS-3車載，在城市線運行時采用LZB車載。

既有機場線LZB地面設備利舊改造，機場延長線新建LZB地面設備，高鐵線新建ETCS-2/CTCS-3地面設備。

在既有機場線和新建高鐵線之間設置LZB列控系統與ETCS-2/CTCS-3列控系統的系統切換點，實現高鐵線跨線運行時LZB車載和ETCS-2/CTCS-3車載切換，同時LZB地面設備和ETCS-2/CTCS-3地面設備進行分界處的信息交互。

2）方案2：全線統一的CTCS-3或ETCS-2

方案2如圖3所示，主要內容如下。

圖3 全線統一的CTCS-3或ETCS-2Fig.3 Unified CTCS-3 or ETCS-2 on the whole line

既有機場線LZB系統拆除并更換為ETCS-2/ CTCS-3列控系統；新建機場線延長線和新建高鐵線采用ETCS-2/ CTCS-3列控系統。

城市線既有車輛車載拆除并更換為ETCS-2/CTCS-3車載，城市線新增車輛裝備ETCS-2/CTCS-3車載。

高鐵線車輛裝備ETCS-2/CTCS-3車載，在高鐵線和城市線運行時統一采用ETCS-2/CTCS-3車載，在高鐵線和城市線之間無需進行列控系統等級切換。

3）方案3：城市線ETCS-1+高鐵線ETCS-2

方案3如圖4所示，主要內容如下。

圖4 城市線ETCS-1+高鐵線ETCS-2Fig.4 City line ETCS-1 + high speed line ETCS-2

既有機場線LZB系統拆除并更換為ETCS-1列控系統；新建機場線延長線采用ETCS-1列控系統；新建高鐵線采用ETCS-2列控系統。

城市線既有車輛車載拆除更換為ETCS車載，城市線新增車輛裝備ETCS車載。

高鐵線車輛裝備ETCS車載，在高鐵線運行時采用ETCS-2，在城市線運行時采用ETCS-1。

在既有機場線和新建高鐵線之間設置ETCS-2與ETCS-1列控系統等級切換點，實現高鐵線跨線運行時ETCS-2與ETCS-1等級切換。

4）方案4：城市線CTCS-2+高鐵線CTCS-3

方案4如圖5所示，主要內容如下。

圖5 城市線CTCS-2+高鐵線CTCS-3Fig.5 City line CTCS-2 + high speed line CTCS-3

既有機場線LZB系統拆除并更換為CTCS-2列控系統；新建機場線延長線采用CTCS-2列控系統；新建高鐵線采用CTCS-3列控系統。

城市線既有車輛車載拆除更換為CTCS-2車載，城市線新增車輛裝備CTCS-2車載。

高鐵線車輛裝備CTCS-3車載（含CTCS-2主控單元），在高鐵線正常運行時采用CTCS-3主控單元，降級時采用CTCS-2主控單元，在城市線運行時采用CTCS-2主控單元。

在既有機場線和新建高鐵線之間設置CTCS-3與CTCS-2列控系統等級切換點，實現高鐵線跨線運行時CTCS-3與CTCS-2等級切換。

3 列控系統方案比較

3.1 比較因素選擇

本次列控系統方案的綜合比較，可以考慮以下因素進行定性分析。

1）是否符合項目的要求：列控系統方案應滿足項目的運營要求和列控系統類型選擇的要求。

2）對既有城市線和新的列控車載設備和地面設備的影響：既有城市線列控系統設備是否拆除，新的列控系統設備是否需要進行新的接口開發等。

3）對既有機場線的空間要求及干擾的影響，包含車載設備、軌旁設備以及室內設備的安裝空間要求及設備之間的干擾。

4）改造期間對既有機場線運營的影響以及改造完成后對全線運營的影響。

5）維護影響：若列控系統減少軌旁等設備以及線纜的使用，有利于后期的維護。

6）與既有設備供應商的關系：既有機場線采用西門子設備，如果需要既有機場線信號系統進行修改，則需依賴于既有設備供應商。

7）項目成本影響：項目的成本不僅考慮購置成本，更要考慮項目的設備購置、施工、運營維護等生命周期成本，以及項目成本是否可控。由于缺乏具體數據，僅進行定性分析。

3.2 比較結果

通過本文3.1中列出的比較因素對泰國三機場高鐵4種列控系統方案進行比較，得到的比較結果如表3所示。

從表3的比較結果可以得出：

表3 4種列控系統方案比較結果Tab.3 Comparison results of 4 kinds of train control system scheme

1）方案1的投資隨著高鐵線的車輛數量增加而增加，需要對既有列控系統及新的列控系統進行研發，依賴于既有設備供應商，存在不可控的投資因素較大，且維持既有機場線的LZB對于后期的運營、維護均存在不利的因素，同時要求高鐵線車輛提供2套車載設備安裝空間及配套；

2）方案2城市線新增設備的直接投資較多，但對既有設備供應商依賴較小，統一的系統制式有利于后期的運營。采用無線方式傳輸行車許可，軌旁設備少，有利于后期的維護，對既有機場線的軌旁設備的安裝干擾較小，但是需對機場線進行無線通信覆蓋；

3）方案3城市線新增設備的直接投資較多，但對既有設備供應商依賴較小。與基于無線的列控系統相比，ETCS-1地面設備相對較多，維護工作量大，且新的列控系統地面設備安裝需要既有機場線提供較多的軌旁設備的安裝空間；

4）方案4與方案3相似，新的列控系統地面設備安裝需要既有機場線提供較多的軌旁設備的安裝空間，由于CTCS-2與既有機場線LZB同樣采用軌道電路設備，因此在既有系統替換為新系統的過程中對既有機場線軌旁設備干擾較大。

綜合比較，方案2和方案3在成本、運營、維護以及對既有機場線軌旁設備安裝空間要求方面具有較好的優勢。由于全線統一采用基于無線的ETCS-2或CTCS-3級列控系統，軌旁設備更少，系統制式更加統一，且與應答器傳輸相比，無線傳輸具備連續、雙向、大容量的優勢。另外，基于無線的列控系統便于增加ATO功能，以提升自動化程度和運營服務水平。

因此，泰國三機場高鐵列控系統推薦采用方案2—全線統一采用基于無線的ETCS-2或CTCS-3級列控系統。如果采用CTCS-3級列控系統，建議CTCS-3級列控系統不以CTCS-2級列控系統為后備，以降低投資成本。同時，CTCS-3級列控系統一般采用軌道電路實現列車占用檢查，為了減少改造過程中對既有機場線的影響，建議采用計軸設備實現列車占用檢查。

4 結論

泰國三機場高鐵項目是一個典型的海外高鐵項目，經過對泰國三機場列控系統選擇要求分析以及列控系統方案比選，推薦泰國三機場高鐵采用全線統一的CTCS-3或ETCS-2列控系統方案，研究結論可為海外項目列控系統方案選擇提供一定參考。