CTCS-2级列控系统在城际客专的应用研究
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ＣＴＣＳ一２级列控系统在城际客专的应用研究 ＣＴＣＳ．２级列控系统在城际客专的应用研究 王 勇 摘要本文以正在实施的灾后重建项目一一成灌城际客专作为实践平台，结合城际铁路本身的特 点，分别针对无配线站进路控制、尽头站防护距离等问题进行了探讨。 关键词ＣＴＣＳ一２城际客专无配线车站 尽头站防护距离 ｌ 前言 目前，随着合宁、合武等客运线的顺利开通， 我国具有自主知识产权的客运专线ＣＴＣＳ．２级列 控系统已从实践走向成熟。随之而来，诸多城际 客专的建设也在全球经济危机的大背景下，冲在 拉动经济发展的最前线。成灌铁路就是这样一条 特点鲜明的城际铁路，其诸多特点在以前的工程 建设中尚未遇到，如高速列车与低速高密列车混 跑的运输需求、运输公交化、站间距短、８个无 配线车站占新设置车站一半以上（共计１５个车 站）、运输独立化、多个尽头站等。这些都给 ＣＴＣＳ．２级列控系统在城际客专的应用带来了新 的课题。以下将从无岔站进路控制、尽头站防护 距离考虑等方面进行探讨。 ２无配线站进路及信号控制
６ 城际铁路的一大特点就是运输公交化，其站 间距较短，并设置了大量无配线车站。根据铁科 技［２００７１１５８号“关于印发《客运专线ＣＴＣＳ．２列 控系统列控中心技术规范（暂行）》的通知”４．４．５ 的要求，“列控中心完成无配线车站信号及进路控 制”。由于无配线车站信号设备简单，不存在复杂 逻辑的联锁关系，进路及信号开放单一，由列控 中心控制，大大节约了工程投资，但目前国内无 配线车站进路及信号远程控制尚无成功应用先 例，且路内无相关实施标准。成灌铁路是首条设 置无配线车站的线路，在工程实施方面主要存在 以下争议的问题：主要设备配置、应答器设置、 以及无配线车站的非常站控等问题。以下以成灌 铁路为例，针对以上问题进行讨论。 ２．１主要设备配置 以犀浦、金牛、红光为例，其主要设备配置 如图１所示：
ｃｏ ｏ 一一一 图１ 无配线车站进路及信号控制示意图 科学技术通讯 总第１４４期２００９．４ ｌ。Ｏ ｏ
Ｏａ ＣＴＣＳ一２级列控系统在城际客专的应用研究 考虑在无配线车站的主控站增设列控中心控 制终端，用以进行非常站控模式下无配线车站的 进路及信号开放操作，无配线车站仅设置ＩＩ车务 终端，其主要功能仅停留在显示和被动操作层面， 不具备命令发起功能，其主要功能有： 实时信息的采集、传送及监视；如签收、请 求和管理调度命令，小编组信息、站存车信息上 报。 设置ＣＴＣ分机 车站行车业务管理，如阶段计划、行车日志 等。 综合维修管理。 同时，无配线车站可根据线路维修体制情况 及车站有无人值守设置综合维修终端。 当无配线车站作为中继站使用时，可考虑设 置ＣＴＣ分机和不设置ＣＴＣ分机两种情况，如图 ２所示。 不设置ＣＴＣ分机
邻站
ｄ △ △ｌｏ 。 ’ ｄ △ △ ｏ Ｉ。。ｏ△ Ａ Ｏ０Ｉ ＣＯ ｏ△ △ 图２作为中继站的无配线车站两种设备配置方案 方案一：设置ＣＴＣ分机 作为中继站的无配线车站设置ＣＴＣ分机，分 散自律模式下，其进路开放条件直接从２Ｍ数字 通道经ＣＴＣ分机后获得。车务终端采用Ｉ型车务 终端，即其完全和有配线车站车务终端功能一致。 方案二：不设置ＣＴＣ分机 作为中继站的无配线车站不设置ＣＴＣ分机， 分散自律模式下，其进路开放条件，由邻站ＣＴＣ 传至邻站列控中心，再由邻站列控中心经站间安 全传输信息网发送至本站列控中心，控制进路及 信号开放／关闭。车务终端采用ＩＩ型车务终端。 方案二较方案一，减少一台ＣＴＣ分机设备， 但须增加ＣＴＣ分机与列控中心接口协议，特别当 ｏ。Ｉ 作为中继站的无配线车站还控制其他无配线车站 时。同时其非常站控在设置ＣＴＣ分机的车站完 成。 ２．２应答器的设置 ２．２．１ 区间无源应答器设置 由于城际铁路大多贯穿于城市内，高架桥、 隧道较多，若写满特殊区段包，加之桥梁地段轨 道区段长度的要求，分割点较多，会造成应答器 容量无法满足，因此应结合考虑应答器报文容量 和应答器数据包组内分配问题。区间无源应答器 按间隔两个闭塞分区布置，其数据覆盖范围如图 ３所示。 （（科学技术通讯》 总第１４４期２００９．４
７ ＣＴＣＳ－２级列控系统在城际客专的应用研究 特殊区段１ 特殊区段２ 特殊区段３ △ Ｂ１・ △△ Ｂ３ △ Ｂ５ Ｂｌ应答器数据余量 Ｂｌ应答器数据覆盖范围 图３ 区间应答器数据覆盖范围示意图 区间无源应答器不考虑过分相、短链设置等 情况下主要数据内容有：应答器链接包、线路速 度包、线路坡度包、特殊区段包、位置信息包， 轨道区段包。特殊区段包容量大小：１１４＋（ｎ．１） ＊３４，ｎ为特殊区段包个数。组内１号应答器数据 容量如表１所示。 区间应答器数据数据 表ｌ 线 轨 特 结 应答 线路 路 道 殊 束 总计 帧标志 器链 坡度 速 区 区 标 接 士 度 段 段 “ 信息包 １ ２＋１ １ １ １０ ｎ ｌ 数据包位数 ５０ １７７ ７８ ８６ ３３２ Ｎ ８ 经计算，特殊区段包最多可包含５个特殊区 段包。根据目前线路桥梁及隧道等特殊区段分布 情况，１０公里范围内特殊区段均超过５个。因此， 若将无行车特殊要求的桥隧信息写入特殊区段 包，区间无源应答器需根据具体线路单点增设１ 个无源应答器，即组内为３个无源应答器。 ２．２．２无配线车站应答器设置 方案一：无配线车站应答器设置原则与区间 应答器设置原则一致。 方案二：无配线车站进站信号机（含反向） 处设置一个有源应答器和一个无源应答器组成的 应答器组，用于发送线路坡度、线路允许速度、 绝对停车、临时限速等数据。 方案二与方案一相比，主要优点增加临时限 速的冗余覆盖范围，在无配线车站进站信号未开 放时，发送绝对停车报文，提高列车运行安全； ８ 其缺点是在未设置临时限速服务器的线路，给车 站值班员临时限速的下达和取消时机确认带来不 便。同时，无配线车站距离设置列控中心的车站 超过２．５ｋｍ，需设置室外ＬＥＵ机柜，由于城际铁 路无配线车站大多数位于桥梁地段，给ＬＥＵ机柜 位置的预留带来不便。同时，方案二较方案一投 资高。 方案一处理方式简单，推荐使用方案一。 ２．３无配线站的非常站控 ２－３．１ 由主控站操作终端实现非常站控模式下 的信号开放／关闭操作 基于图５的设备配置，受控无配线车站配置 ＩＩ型车务终端，其不具备命令发起功能。非常站 控模式下，金牛及红光的信号开放，需在主控站 犀浦站通过操作终端的操作完成。其缺点是，从 运输层面直接定义出主控和从控的概念，加大主 控站车站值班员的工作量，从站若想开放信号， 从站值班员仅能通过调度电话等通信方式告知主 站进行相关信号开放操作。从站所有信息仅能通 过安全级别较低的２Ｍ数字通道获得，当主站与 从站２Ｍ数字通道故障后，从站甚至连显示信息 都无发获知。 ２＿３．２ 由受控站操作终端直接实现非常站控模 式下的信号开放／关闭操作 利用现有站间安全传输网络，在受控无岔站 新设列控中心操作终端，其设备配置如图４所示。 科学技术通讯 ｔ总第１４４期２００９．４
ＣＴＣＳ一２级列控系统在城际客专的应用研究
ｃｏ ａ ｃ６ △△ｂ。 图４ 、、－——————一／０ａ 无配线车站非常站控 非常站控模式下，金牛／红光站远程操作终端 可进行信号开放／关闭操作，经站问安全信息网传 送至主控站列控中心，由主控站列控中心实现无 配线车站信号的开放／关闭。此方式的优点是从运 输层面屏蔽主控和从控的概念，对运输人员而言， 金牛、犀浦和红光完全是同级别的车站，值班人 员操作方便，且直观。当２Ｍ数字通道故障，也 不至于给运输组织造成不必要的混乱。 ３尽头车站防护距离 成灌铁路设置两个尽头站，青城山方向设置 青城山站、公园支线方面设置公园站，其中公园 站为地下站。尽头距离设置过长直接提高站前基 础工程的投资，同时，如果设置过短，无法满足 动车组制动等停车要求。为确保动车组在尽头车 站的运行安全，在尽头末端一定防护距离内设置 一个无源应答器，提供绝对停车信息。正常情况 下，列车不应越过该应答器；若动车越过该应答 器，触发紧急制动，确保动车运行安全。尽头线 防护距离设置长度应考虑如下几个问题： ３．１ 考虑动车组一次模式曲线制动的测距误差 完全监控模式下，由于测距等误差引起的误 差范围可以通过增加定位应答器来修正误差，减 少防护距离，如图５所示。 完全监控模式 一一一 公园站 （青城山站） ｏａ
ｏ ＳＩ ＡＡ Ⅺ 图５动车组完全监控模式下的测距误差 Ｌ误＝链接距离ｘ２％＋安装偏差 股道上两应答器链接最短距离为站台有效长 ＋应答器组内间距＝２２Ｏ＋６＝２２６ｍ Ｌ误计算结果为２４．５２ｍ，即应答器至出站信 号机的距离应满足不小于２４．５２ｍ。 ３．２ 考虑动车组引导模式下末端应答器绝对停 车的防护 引导模式下，需要在站台末端附近设置应答 器发送绝对停车信息，防止列车过走撞击车挡。 为此，应设一段线路保证列车安全。该段线路的 最短长度应根据确定的动车组制动参数及车载 ＡＴＰ响应时间等因素。 ０ ０ ０ 日Ⅱ口Ⅱ Ⅱ口Ⅱ０ ＮＢＰ ２５ｋｎｑｈ 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一＝ 二 一一一 ｘ ［二二二二 ◇＼＼＼ Ⅺ ｘ ＨＪ ０ ＳＩ ＡＡ △ ◇ Ｈ叶＿Ｈ＋——Ｈ．Ｉ Ｌ』【 Ｌ』 卜 －州 图６动车组引导模式下绝对停车的防护示意图 科学技术通讯）） 总第１４４期２００９．４
９ ＣＴＣＳ－２级列控系统在城际客专的应用研究 图６中虚线为引导模式ＮＢＰ ２５ｋｍ／ｈ模式曲 线，实线为司机未按机车信号显示停车时，越过 有源应答器触发紧急制动的曲线。公园站（青城 山站）尽头至站台末端应包含制动距离Ｌ制和设 备反应时间内列车走行距离Ｌ反应。动车从ＢＴＭ 开始接受应答器报文信息到设备开始输出制动的 时间取２００ｍｓ，包含报文接受时间、报文解析时 间、ＡＴＰ处理时间等，计算结果为１．４ｍ，另外还 包括停车标至应答器距离Ｌ停（暂计ｌｍ），以及 动车第一轮对至车头的距离Ｌ警４．５ｍ。即Ｌ安全＝Ｌ 停＋Ｌ反应＋Ｌ制＋Ｌ警。 本次按ｃＩ ｌ型动车计算列车制动距离，依 据铁运函［２００６】４６２号文，ＣＲＨ１型动车组主 要参数取值如下： ＣＲＨ１型动车组主要参数参考表 表２ 动车组型号 ＣＲＨｌ 列车总长度（ｍ） ２１４ 空车重量／定员载荷重量（ｔ） ４２０｜４７４ 速度等级（ｋｍ／ｈ） ２００ 常用制动空走时间（Ｓ） １．７ 紧急制动空走时间（Ｓ） １．５ 牵引、制动特性 表４ ＣＲＨ１型动车组牵引／制动特性曲线数据表 表３ 速度（ｋｍ／ｈ） 牵引力（ＫＮ） 制动力（ＫＮ） Ｏ ３２５ ０ ５ ３２５ —３２５ １０ ３２５ ．３２５ １５ ３２５ ．３２５ ２０ ３２５ ．３２５ ２５ ３２５ —３２５
１０ 根据ＣＲＨ１的牵引、制动特性曲线以及青城 山、漓堆公园的线路条件等情况可以推算出， ＣＲＨ１型动车组的制动距离如下： 青城山站坡度为Ｏ‰，制动初始速度为 ２５ｋｍ／ｈ，计算结果：Ｌ制＝３４．５５ｍ； 公园站坡度为２％ｏ，制动初始速度为２５ｋｍ／ｈ， 计算结果：Ｌ，ｕ＝３５．５５ｍ。 根据牵引检算，结合信号ＣＴＣＳ一２考虑的两 个问题，Ｌ安全安全防护距离应取两者计算距离 较长的为满足条件，即青城山站安全防护距离应 满足不小于４１．４５ｍ，公园站安全防护距离满足不 小于４２．４５ｍ，站场应结合信号安全防护距离考虑 尽头距离设置。 ４结论 ＣＴＣＳ．２级列控系统在城际客专的应用是个 新的课题，本文仅以在建的成灌铁路为例存在一 定的局限性。同时，由于作者水平，以上观点仅 代表个人。本文旨在通过对此应用的探讨抛砖引 玉，望更多信号及行车专业人员进一步的深入研 究，以指导ＣＴＣＳ一２级列控系统工程的实施。 参考文献 ［１］科技运［２００７］１５８．号关于印发客运专线ＣＴＣＳ．２ 级列控系统列控中心技术规范暂行的通知． ［２］铁集成￣００７］１２４号．关于印发《客运专线ＣＴＣＳ．２ 级列控系统配置及运用技术原则（暂行）》的通知． ［３］科技运￣００８］１６号文．关于印发（ＣＴＣＳ．２级应答 器报文定义及应用原则（暂行）》的通知．
