CTCS-3 級客運專線引入既有普速鐵路信號系統設計

中鐵上海設計院集團有限公司通信信號設計院 吳海明

隨著我國高速鐵路網線路不斷完善，既有客運專線通過短距離聯絡線引入既有普速鐵路，也成為高鐵網規劃的一種形式。以淮蕭聯絡線工程設計為基礎，在既有GSM-R 覆蓋范圍短情況下等級轉換模式設計，在站間距短情況下不同等級線路的編碼銜接設計，為類似工程提供解決方案及思路。

新時期“八縱八橫”是高速鐵路網的宏大藍圖，為促進區域經濟發展，通過短距離聯絡線實現既有客運專線（以下簡稱客專）與既有普速鐵路快速連通。由于既有客專開通較早，新建線路接軌既有客專時，信號系統銜接處列控聯鎖相關問題較多，給既有客專與既有普速鐵路互聯互通帶來難題。以鄭徐客專通過淮蕭聯絡線引至符夾鐵路淮北站為列，通過優化既有GSM-R 覆蓋范圍短情況下等級轉換設計，及優化站間距短情況下不同等級線路的編碼銜接設計，解決CTCS-3 級客專引入CTCS-0 級普速線路的信號系統設計難題。

1 信號系統設計方案

《鐵路技術管理規程》（高速鐵路部分）規定：列車運行控制系統裝備等級根據線路允許速度選用。250km/h以下鐵路采用CTCS-2 級列控系統（以下簡稱C2 級），250km/h 鐵路宜采用CTCS-3 級列控系統（以下簡稱C3 級），300 km/h 及以上鐵路采用CTCS-3 級列控系統。既有鄭徐客專采用C3 級列控系統，新建淮蕭聯絡線采用C2 級列控系統，符夾鐵路岱河至淮北段采用C2級列控系統，其他采用CO 級。為將鄭徐客專接入符夾鐵路淮北站，新建淮蕭聯絡線，線路全長27.222km，新建淮北北高速場及聯絡線中繼1 站，改造符夾鐵路岱河站和淮北站，實現鄭徐客專引入淮北站的目的，短聯絡線不同等級的信號系統設計方案圖如圖1 所示。

圖1 短聯絡線不同等級的信號系統設計方案圖Fig.1 Signal system design scheme of different grades of short link line

1.1 鄭徐客專信號系統

行車指揮采用調度集中系統，歸屬于上海局調度所鄭徐客專臺，淮蕭聯絡線引入鄭徐客專蕭縣北站，淮北北高速場接入鄭徐客專調度臺，采用CTCS-3 級列控系統，設置無線閉塞中心、臨時限速服務器、列控中心和應答器等。

1.2 淮蕭聯絡線信號系統

新建淮蕭聯絡線納入鄭徐客專調度臺管轄，淮北北高速場（含）至蕭縣北（不含）設置CTCS-2 級列控系統，在蕭縣北站淮北端進站信號機外方設置C2/C3 級間轉換。臨時限速由臨時限速服務器集中管理，淮北北高速場至蕭縣北段臨時限速命令由鄭徐客專臨時限速服務器統籌管轄，分別向正線CTC/TDCS 管轄范圍內車站、聯絡線中繼1 的列控中心傳遞臨時限速信息。

1.3 符夾鐵路信號系統

行車指揮采用運輸調度指揮系統，歸屬于上海局調度所淮北調度臺。與既有符夾鐵路共線的淮北（含）至岱河（含）段，除新設CTCS-2 級列控系統相關設備外，新增符夾鐵路臨時限速服務器管轄岱河站（含）至淮北站的臨時限速命令，其余均維持既有符夾鐵路擴能改造工程的標準，滿足CTCS-2 級/CTCS-3 級動車組及列車運行控制裝置的列車運行要求。

2 不同情況下的設計方案

2.1 等級轉換設計方案

2.1.1 問題的由來

鄭徐客專蕭縣北站由鄭徐RBC3 管轄，既有鄭徐GSM-R 無線覆蓋范圍僅延伸至蕭縣北SH/SHF 進站信號機外方3km 處，淮蕭聯絡線與鄭徐客專間無線覆蓋范圍短，在該無線覆蓋范圍內無法設置RBC 連接應答器組及CTCS-2/3 執行組應答器，進而無法實現動車跨不同等級線路運行。鄭徐客專蕭縣北站至淮蕭聯絡線淮北北高速場區間列控等級轉換示意圖如圖2 所示。

圖2 區間列控等級轉換示意圖Fig.2 Schematic diagram of interval train control level conversion

2.1.2 C2/C3 等級轉換方案

為實現C2/C3 等級轉換，C2 至C3 等級轉換邊界外方設置RBC 連接應答器組[RL]，[RL]應答器組至等級轉換點的距離大于列車按該區段線路允許速度運行40s的距離。由于GSM-R 覆蓋范圍僅為3km，淮蕭聯絡線淮北北高速場至蕭縣北站無線覆蓋范圍不滿足C2/C3等級轉換的設置條件，調整應答器設備布置以實現等級轉換功能。

由淮蕭聯絡線運行至鄭徐客專往鄭州方向、徐州方向的C3 列車在蕭縣北鄭徐區間設置的C2->C3 等級轉換點處自動轉為C3 等級運行，在蕭縣北鄭徐區間分別設置ZX-2/3、FZX-2/3 級間轉換應答器組及預告應答器組，滿足淮蕭聯絡線的C3 列車運行要求。

2.1.3 C3/C2 等級轉換方案

在距離區間信號點適當位置往蕭縣北方向200m 處增設正向C3 →C2 等級轉換的預告應答器組，在距離0257 往蕭縣北方向200m 處增設正向C3 →C2 等級轉換的執行應答器組，鄭徐RBC3 數據管轄范圍至聯絡線中繼1 區間信號點適當位置處，等級轉換執行點距RBC管轄邊界的距離為14686m，滿足速度250km/h、坡度-20‰的常用制動距離要求。

Hansen等研究了新產品開發活動中創意的創新價值鏈，類似于創意生成、篩選、開發及擴散的過程。但是只重點分析了大型分散的跨國公司，這個創新流程不適合小型、單個單元的公司。這些相關模型都是新產品開發（NPD）的原型，基本都認為產品創新過程是一個線性順序階段：創意生成、創意篩選、研究開發、投放市場。Hartono提出了一個整體性的三部創新過程，創意產生階段（結合外部伙伴和內部單元進行研發活動）、轉化階段（整合新創意轉為創新輸出）、運用階段（創新成品和公司績效）。以能力為基礎的開發新創意的模型，以整合新創意與公司能力為視角，在一個更寬廣的內外部知識資源及創新活動基礎上，研究新產品的創新流程。

在距離區間分割點適當位置往淮北北高速場方向200m 處設置反向C3 →C2 等級轉換的預告應答器組，在距離0252 區間信號點往淮北北高速場方向200m 處增設正向C3 →C2 等級轉換的執行應答器組，鄭徐RBC3數據管轄范圍至聯絡線中繼1 信號點適當位置處，等級轉換執行點距RBC 管轄邊界的距離為15221m，滿足速度250Km/h、坡度-20‰的常用制動距離要求。

2.2 編碼銜接設計方案

2.2.1 問題的由來

列控系統相關規范補充規定：后方站至該區間的任一發車進路范圍內存在低于80km/h 的限速，站間僅一個閉塞分區的限速的接車進路發碼，接近區段降級發送UU 碼；岱河站由股道往SZ2 發車的區段，存在上述降級為UU 碼問題。淮北北高速場至岱河站僅一個閉塞分區，淮北北高速場發碼采用列控編碼，執行高速鐵路技術規程，而岱河站發碼采用列控編碼，執行普速鐵路技術規程，存在UUS/UU 碼編碼銜接問題。淮蕭聯絡線淮北北高速場與符夾鐵路岱河站信號設備布置示意圖如圖3 所示。

圖3 信號設備布置示意圖Fig.3 Schematic diagram of signal equipment layout

2.2.2 UUS 碼降級顯示方案

岱河站為符夾鐵路與淮蕭聯絡線交匯車站，符夾鐵路下行線限速120km/h，岱河站股道至SZ2 信號機下行反向間僅一個閉塞分區。現考慮3#道岔為18 號道岔作為前方站道岔，11#道岔為12 號道岔作為后方站道岔，前方發車進路編碼設計方案如下：

方案一：將后方站11DG 作為前方站的接近區段，即符合接近區段存在低于80km/h 的限速，將前方站接近區段降UU，根據《列控系統相關規范補充規定》（鐵總運﹝2016﹞222）號規定，前方站列控中心實現接近區段發UU，列控設備存在跨站降級，由于岔區是固定限速，列控中心無法傳遞，將前方站的進站信號降為雙黃UU。

方案一優點是前方站接近區段發碼與后方站進路無關；缺點是在后方站辦理直向發車進路前方站接近區段仍發UU 碼，對運輸效率有影響。方案二解決了方案一中后方站辦理直向發車進路時效率影響的問題，但是存在如下的問題：后方站與前方站通信中斷時，前方站單獨辦理接車進路，接近區段發UU 碼。后方站辦理正向通過進路，前方站辦理側向接車進路，接近區段發UUS 碼，隨著列車運行，后方站進路解鎖，前方站接近區段降為UU，可能會引發列車制動。前方站進路未發生任何變化，接近區段碼序隨著后方站進路而變化，與碼序編碼原則不一致，傳統情況碼序的編碼僅與列車運行前方區段與進路條件有關，與運行后方進路和區段條件無關。

2.2.3 不同等級線路的編碼銜接設計方案

淮北北高速場SG/SGF 進站信號機與岱河站XP/XPF 進站信號機僅一個閉塞分區，兩站共用接近區段及離去區段。

淮北北高速場信號機設置及低頻碼發碼原則按《鐵路技術管理規程（高速鐵路部分）》執行，岱河站信號機設置及低頻碼發碼原則滿足《鐵路技術管理規程（普速鐵路部分）》，淮北北高速場SG/SGF 進站信號機UUS碼表示所在側向進路上的道岔為18 號及以上，并不表示下一架信號機是開放狀態，而岱河站XP/XPF 進站信號機UUS 碼表示所在進路上的道岔為18 號及以上，并表示下一架信號機是開放，兩站站間距僅1912m，C2 動車由淮北北高速場股道發車至岱河站，需要鄰站岱河站進站信號機開放條件，通過分析兩相鄰站的特殊布置形式及編碼方式，采用的編碼邏輯處理如下：當向SG 口發車時，當S1LQ 鄰AG/BG 發碼為UUS 或UU 時，淮北北高速場股道及道岔區段碼序按追蹤邏輯編碼；當向SG口發車時，當S1LQ 鄰AG/BG 發碼為HB 或HU 時，淮北北高速場股道及道岔區段碼序相應降級編碼；當向SGF 口發車時，當X1LQ 鄰AG/BG 發碼為UUS 或UU 時，淮北北高速場股道及道岔區段碼序按追蹤邏輯編碼；當向SGF 口發車時，當X1LQ 鄰AG/BG 發碼為HB 或HU 時，淮北北高速場股道及道岔區段碼序相應降級編碼。

3 總結

隨著我國高速鐵路網線路特別是區域網的不斷發展，既有高鐵通過短距離的聯絡線引入既有普速鐵路不斷出現新的問題，針對既有GSM-R 覆蓋范圍短情況下等級轉換模式問題及站間距短情況下不同等級線路的編碼銜接問題，提出相應的設計方案并順利實施，為淮蕭聯絡線聯調聯試成功和開通運行提供保障，為后續相似工程設計提供借鑒意義，在以后的工程運用中還需要進一步深化研究，特別是新問題的解決方案。

引用

[1] 中國鐵路總公司.鐵總科技﹝2015﹞172 鐵路技術管理規程[S].北京:中國鐵道出版社,2015.

[2] 國家鐵路局.TB/T 3484-2017 列控系統應答器應用原則[S].北京:國家鐵路局,2017.

[3] 中國鐵路總公司.鐵總運﹝2016﹞222 列控系統相關規范補充規定[S].北京:中國鐵路總公司,2016.