鄭州-西安客運專線CTCS-3級列控系統聯調聯試

何春明 陳 盈 石海豐 謝曙光 任德學

（北京和利時系統工程有限公司，北京 100176）

1 概述

鄭州西安客運專線為雙線鐵路，位于河南、陜西兩省境內，自鄭州西站至西安樞紐西安北站。全線正線長度458.279 km，運營速度350 km/h，正線線間距5.0 m，一般最小曲線半徑7 000 m，最大坡度20‰，到發線有效長700 m。共設橋梁159座314 995 m，橋梁長度占全長的68.73%，共設置鄭州西、新滎陽、新鞏義、洛陽南、新澠池、新三門峽、新靈寶、新華山、 新渭南、新臨潼、西安北等11個車站。

鄭西客運專線從2005年9月份開工建設，歷經4年多艱苦奮斗，各參建單位堅持以科學發展觀統領工程實踐，以建設世界一流客運專線為目標，高標準、高質量、高效率地推進工程建設，技術創新取得重要成果，全線如期進入工程收尾和驗收階段，聯調聯試等各項運營準備工作取得重要進展。

鄭西線CTCS-3級列控系統地面設備無線閉塞中心（RBC）和車載設備由和利時/安薩爾多公司提供，該平臺按照CTCS-3總體技術方案設計，滿足列車在350 km/h的高速下安全、可靠運營的需求。

2 聯調聯試目的

聯調聯試目的是測試和驗證鄭西客運專線CTCS-3級列控系統的功能、安全性、可靠性、可用性和可維護性等。根據試驗結果，對發現的問題進行整改，對軟件進行升級，同時結合相關子系統的靜態測試數據和結論，為系統結構完善與優化、系統驗收與開通、制定運營組織方案和規章制度、指導系統維護管理提供依據。

1）驗證CTCS-3級列控系統在350 km/h及以上速度運行條件下的功能：能否正確地通過GSM-R網絡傳輸列控信息/命令；能否正確地實現RBC與RBC之間的控制權切換；能否正確地實現CTCS-3級與CTCS-2級之間的等級轉換；能否正確地控制列車運行。

2）按照CTCS-3級列控系統系統總體方案和需求規范等相關規范的要求，驗證本線CTCS-3級列控系統能否正確地實現各種模式、場景的管理和控制要求。

3）驗證無線閉塞中心與CTC系統、車站聯鎖系統、GSM-R無線網絡之間的接口關系，臨時限速服務器與CTC系統、列控中心之間的接口關系。

4）驗證鄭西客運專線CTCS-3級列控系統與其他客運專線CTCS-2級列控系統的兼容性，裝備CTCS-2級列控車載設備的動車組能否正確地接受地面發送的列控信息/命令，能否正確控制列車運行，能否滿足客運專線應答器報文兼容性需求。

5）驗證鄭西客運專線列車下其他CTCS-2級線路和動車組進出動車所列控系統的控車功能和級間轉換功能。

6）驗證CTCS-3級列控系統以及后備的CTCS-2級列控功能在各種典型故障模式下的故障-安全性。

3 聯調聯試內容

CTCS-3級列控系統聯調聯試通過模擬各種典型運營場景，對客運專線CTCS-3級列控系統的基本功能、總體性能、相關技術條件，RBC的基本功能，RBC與聯鎖系統的接口關系，后備模式CTCS-2級列控系統的功能等進行驗證。

每個試驗區段功能試驗分為兩個階段進行。

1）CTCS-3系統功能試驗

主要驗證鄭西客運專線CTCS-3級列控系統所具備的CTCS-3系統的功能、后備模式CTCS-2系統的功能以及CTCS-2、CTCS-3系統相關控車信息的一致性。

2）跨線列車CTCS-2功能試驗

主要驗證裝備其他制式CTCS-2車載設備動車組在鄭西客運專線的適應性。聯調聯試期間，同步結合進行聯鎖系統、CTC系統以及地面系統接口關系的測試。

3.1 客運專線CTCS-3級列控系統

按照CTCS-3的主要運營場景來劃分，聯調聯試包括注冊與啟動、注銷、移動授權、臨時限速、自動過分相、RBC切換、級間轉換、降級運行、災害防護、進出動車段、調車、重聯與摘解、特殊進路、大號碼道岔等19個運營場景，共 114個案例。

測試案例以動態測試（測地面）為主，聯調聯試中需在實施方案中結合測試案例和進路條件等編制測試序列。

1）運營場景1：列車注冊與啟動（15個案例）；

2）運營場景2：注銷（2個案例）；

3）運營場景3～5：移動授權、臨時限速、調車功能（49個案例） ；

4）運營場景6：自動過分相（3個案例）；

5）運營場景7：RBC-RBC切換（4個案例） ；

6）運營場景8：級間轉換（6個案例） ；

7）運營場景9：降級運行（故障模擬試驗，8個案例） ；

8）運營場景10：進出動車段（4個案例） ；

9）運營場景11：災害防護（3個案例） ；

10）運營場景12：重聯與摘解（3個案例） ；

11）運營場景13：多車注冊與運行（3個案例）；

12）運營場景14：密鑰管理（集成商配合，2個案例） ；

13）運營場景15：CTCS-3/CTCS-2數據一致性測試（3個案例） ；

14）運營場景16：文本、聲音信息提示（2個案例） ；

15）運營場景17：特殊進路試驗（2個案例） ；

16）運營場景18：大號碼道岔（4個案例） ；

17）運營場景19：全線拉通測試（2個案例）。

3.2 CTCS-3級列控系統后備模式功能試驗

通過CTCS-3級列控系統后備模式CTCS-2功能試驗，驗證CTCS-3級列控系統地面設備提供CTCS-2級列控信息的正確性。CTCS-2級與CTCS-3級列控系統級間轉換以及控車信息一致性試驗在CTCS-3級列控系統試驗中完成。

1）運營場景1：正線拉通試驗

正線拉通試驗按總計劃分段進行，包括從鄭州-西安上下行全線。通過拉通試驗，驗證地面系統提供的CTCS-2級列控信息的正確性。

2）運營場景2：控車模式及模式轉換試驗

列控車載設備根據不同的地面信息條件，可實現不同模式之間的轉換，通過測試列控車載設備不同模式之間的轉換條件、轉換時機和速度監督等，驗證地面系統提供控車信息的正確性。

3）運營場景3：正線發車、停車和通過試驗

根據地面控制信息和進路條件，測試CTCS-2等級下正線發車、停車與通過功能，驗證地面控制信息的正確性。試驗地點為全線所有車站正線。

4）運營場景4：側線發車、停車和通過試驗

根據地面控制信息和進路條件，測試CTCS-2等級下側線發車、停車與通過功能，驗證地面控制信息的正確性。試驗地點為全線所有車站主要側線。

5）運營場景5：臨時限速試驗

測試列控車載設備接收到臨時限速信息后的反應，驗證地面臨時限速服務器下達臨時限速命令的正確性、信號降級、臨時限速管轄范圍、臨時限速命令的撤消時機等。

6）運營場景6：引導接車

測試列控車載設備引導接車功能，驗證地面辦理引導接車進路功能。試驗地點選擇主要的車站側線進路。

7）運營場景7：反向運行

測試列控車載設備反向運行時的控車功能，驗證地面應答器鏈接關系、應答器數據、地面碼序、上下行載頻切換的正確性。

8）運營場景8：冒進防護試驗

測試地面設備故障導致信號突然關閉時列控車載設備的防護功能，驗證地面線路數據和動車組制動性能的一致性。試驗地點選擇在區間連續下坡道和進站信號機外方。

9）運營場景9：自動過分相試驗

測試列控車載自動過分相功能，驗證地面過分相預告和執行應答器報文的正確性。測試時設置200 km/h和250 km/h兩個速度級。

10）運營場景10：應答器信息丟失試驗

測試應答器丟失時列控車載設備的正確反應，驗證地面應答器的鏈接關系、鏈接反應和數據冗余。

11）運營場景11：故障模擬試驗

測試地面系統典型故障條件下列控車載設備的反應，驗證列控系統的故障-安全功能。

12）運營場景12：災害防護試驗

驗證列控中心與防災系統的接口，以及災害報警信息發出后列控系統的正確反應。災害系統主要考慮落物災害。

13）運營場景13：大號碼道岔試驗

測試動車組通過大號碼道岔時的速度監督功能，驗證通過大號碼道岔時應答器報文的正確性。測試地點選擇在經過大號碼道岔的進路。

3.3 跨線列車兼容性試驗

跨線列車為裝備客運專線CTCS-2級列控車載設備的動車組，跨線列車兼容性試驗應包含3.2中所有試驗內容，試驗進路只選擇典型進路。增加運營場景14。

14）運營場景： 聯絡線測試

4 聯調聯試方法

聯調聯試試驗過程中各單位密切協作，共同配合完成試驗測試內容。

1）測試序列安排：根據測試案例和列控系統功能特征，結合鄭西線信號系統設備布置和線路條件編制測試序列，試驗進路覆蓋所有股道。

2）地面配合條件：根據測試案例要求， 試驗前準備試驗條件，包括進路要求、地面故障模擬、監測設備要求等，試驗組織單位提供配合條件。

3）試驗速度：RBC-RBC切換、級間轉換等測試項目結合不同速度級進行試驗。

4）監測設備：列控系統試驗時，在GSM-R核心機房、信號機械室、試驗動車組配置監測記錄設備，對GSM-R網絡接口、RBC、列控車載設備進行全程監測。

5）聯調聯試過程中，對CTC、車站聯鎖設備進行同步測試，驗證CTC、聯鎖與RBC的接口功能，對GSM-R網絡承載列控數據業務性能跟隨試驗動車組全程監測分析。

5 聯調聯試的實施

聯調聯試及試運行時間為2009年7月至2010年1月，歷時半年多時間。

5.1 聯調聯試階段

聯調聯試計劃分段進行，第一段為鄭州—洛陽南，第二段為鞏義南—洛陽南—靈寶西， 第三段三門峽南—臨潼東—西安， 最終進行鄭州—西安全線拉通。聯調聯試工作完成后， 在鄭州—西安進行試運行。聯調聯試初期采用軌道車進行試驗，后期采用最終使用的動車組進行試驗。

第一段： 鄭州—洛陽南

區段長度為120.85 km，聯調聯試于2009年7月上旬至8月中旬進行。

該區段有鄭州西、滎陽南、鞏義南、洛陽南4座車站，安排軌道車進行CTCS-2級列控功能試驗和CTCS-3級列控功能試驗。

第二段：鞏義南—洛陽南—靈寶西

區段長度為216.5 km，聯調聯試于2009年9月上旬至10月下旬進行。

該區段有鞏義南、洛陽南、澠池南、三門峽南、靈寶西5座車站，安排軌道車、動車組進行CTCS-2級功能試驗和CTCS-3級聯調聯試。

第三段： 三門峽南—臨潼東—西安

區段長度226.77 km，聯調聯試于2009年11月至12月進行。

該區段有三門峽南、靈寶西、華山北、渭南北、臨潼東、西安等6座主要車站，安排軌道車、動車組進行CTCS-2級功能試驗和CTCS-3級列控系統聯調聯試。

第四段：全線拉通試驗

全線拉通試驗于2009年12月至2010年1月進行。

安排動車組進行全線拉通試驗，以及VV試驗等。

5.2 試運行階段

試運行于2010年1月至2010年2月進行。分為以下四個階段。

1）第一階段：故障模擬。

2）第二階段：追蹤測試。

3）第三階段：運行圖參數測試及應急演練。

4）第四階段：滿圖運行，同時進行供電能力測試。

6 結論

在鐵道部、CTCS-3攻關組、集成商、鄭州鐵路局、西安鐵路局、和利時/安薩爾多等各單位、各部門的大力協作下，各單位堅持“高標準、講科學、不懈怠”，輕看成績，重看問題，切實增強憂患意識和責任意識，緊緊抓住安全最關鍵、最本質、最核心的問題，采取最有力的措施，在聯調聯試階段抓緊完成收尾工程和各項運營準備工作，確保了鄭西高鐵的如期開通運營，也為CTCS-3級列控系統的試驗驗證探索出了一條成功之路。

[1]科技運[2009]59號 CTCS-3級列控系統系統測試案例[S]．

[2]科技運[2008]127號 CTCS-3級列控系統系統需求規范（SRS）[S].