京津城際與津秦客運專線互聯互通探討

謝培新

(北京全路通信信號研究設計院有限公司，北京 100073)

京津城際與津秦客運專線互聯互通探討

謝培新

(北京全路通信信號研究設計院有限公司，北京 100073)

針對津秦客運專線聯調聯試期間，不同型號的動車組運行跨線試驗時發現天津站城際場與津秦場場聯CTCS-2級互聯互通問題，通過數據分析與比對提出修改方案，并現場進行試驗，取得預期的效果，保證京津城際與津秦客運專線的跨線運行，為其他客專線路的互聯互通解決方案提供借鑒。

京津城際；津秦客運專線；互聯互通；聯調聯試

隨著2008年第一條城際鐵路京津城際的開通,我國高速鐵路建設已經走過6個年頭,先后開通武廣、京滬、京石武等眾多干線,在中國高鐵由單一線路向網絡化過渡的過程中,不同線路結合點形成的樞紐地區互聯互通問題就逐漸顯現出來。

目前我國高鐵列車運行控制系統分為CTCS-2、CTCS-3、CTCS-3D,分別含義如下。

CTCS-2級:通過軌道電路完成列車占用和完整性檢查,同時連續向列車傳送行車許可信息,并采用點式應答器向高速列車傳送定位信息、進路參數、線路參數、臨時限速和停車信息等;車載ATP設備根據地面提供信息生成一次性制動模式曲線,控制列車運行。

CTCS-3級:在CTCS-2級列控系統的基礎上,地面增加無線閉塞中心(RBC)設備,車載設備增加GSM-R無線電臺和無線信息接收模塊,實現基于GSM-R無線網絡的雙向信息傳輸,構成CTCS-3級列控系統,并且兼容CTCS-2級列控系統。

在京津城際鐵路信號系統初步設計、系統選型期間,實施CTCS-3級列車運行控制系統的條件還不充分,為滿足300～350 km/h動車組運營,列控系統方案基于ZPW-2000A軌道電路等系統設備和CTCS-2級列控系統,補充軌道電路連續信息,形成“基于由軌道電路實現列車占用及空閑檢查,由應答器和軌道電路傳輸行車許可,并采用目標距離模式監控列車安全運行,滿足京津城際鐵路運營要求的列控系統”,命名為“CTCS-3D列車運行控制系統”,其中CTCS-3D地面子系統兼容CTCS-2級列控系統。2008年8月1日京津城際鐵路開通運行,北京南站城際場至天津站城際場間運行CTCS-3D列車運行控制系統。

2013年12月1日津秦客運專線開通,天津站津秦場至秦皇島站津秦場間運行CTCS-3級列車運行控制系統。基于CTCS-3D系統與CTCS-3系統都兼容CTCS-2級列控系統,為滿足津秦客運專線與京津城際間列車貫通運行,擬采用CTCS-2級系統實現兩條線路的互聯互通。在津秦高鐵聯調聯試期間,利用不同類型動車組對天津樞紐地區進行調試。

1 背景介紹

天津站由城際場、津秦場、普速場(1號樓)組成,津秦客運專線引入津秦場,津秦場13G經221#側向經過普速場與城際場連接,如圖1、2所示。

津秦場采用CTCS-3級列控系統,城際場采用CTCS-3D列控系統,兩套系統均兼容CTCS-2級列控系統。動車組由津秦場13G經221#道岔側向發至SZ3,再由城際場SZ3接至京津城際正線。S13至SZ3線路最高允許速度為45 km/h,且軌道區段全部進行電碼化。XJ和SJ為列車終端按鈕,無實際信號機。221#道岔由普速場聯鎖控制,津秦場與普速場集中區分界位于XJ/SJ處,普速場與城際場集中區分界位于SZ3/XL處。

圖1 天津站站場布置示意圖

圖2 天津站站場局部示意圖

天津樞紐結合各工程,歷經多次改造,不同站場信號設備不盡相同,這要求信號設備也采用不同廠家、不同型號設備。具體情況如表1所示。

表1 天津樞紐信號設備一覽表

城際場列控中心控制軌道電路發碼及與西門子LEU進行接口,應答器由西門子LEU控制。

城際場列控中心、津秦場列控中心、普速場列控中心間不具備通信條件。

BSZ3A應答器由城際場西門子LEU控制,距SZ3信號機256 m,津秦場BS13應答器由津秦場列控中心控制。

根據地面電碼化情況,217DG載頻為2000-2,長度為174 m;223DG載頻為2600-2,長度為428 m;221DG載頻為2000-2,長度為82 m。

2 津秦場至京津城際上行聯調聯試問題

2.1 問題提出

問題1:動車組以CTCS-2等級從津秦場13G發車,先越過S13信號機,在收到BSZ3A應答器后,列車運行在221DG時出現掉碼現象。

問題2:裝備300T型ATP的動車組在從津秦場13G運行至京津城際正線的過程中,在B1379應答器處會報警鏈接失敗并觸發緊急制動停車。

2.2 問題分析

問題1:BS13應答器描述217DG無信號機, 223DG無信號機,221DG為出站信號機。當車載在223DG收到BSZ3A應答器時,將用BSZ3A中［CTCS-1］信息包覆蓋之前收到的［CTCS-1］信息包,BSZ3A中［CTCS-1］信息包從SZ3開始描述,D_SIGNAL=256 m,車載收到BSZ3A報文后將D_SIGNAL=256 m虛擬成一個軌道區段,該區段載頻為BSZ3A所在區段載頻即2 600 Hz,信號機為BSZ3A所在區段末端信號機類型即無信號機,這樣當列車運行至221DG后,車載認為載頻為2 600 Hz,而221DG地面發送載頻為2000-2,出站載頻不一致而掉碼制動。同時區段末端信號機類型為無信號機,當SZ3信號機關閉時,存在冒進信號機的潛在風險。

問題2:西門子公司根據京津城際報文編制原則,BSZ3A僅鏈接B5008,未鏈接BXL、B1383、B1379。B1379至B5008的鏈接距離為45 m,而300T車載收到BSZ3A后,在B5008應答器窗口內收到鏈接信息里不含B1379,并且B1379應答器組方向與鏈接信息中方向相反,車載實施緊急制動。

2.3 解決方案

結合以上問題分析,鑒于修改車載軟件實施周期較長,無法滿足工程開通需求的情況下,通過修改地面設備的方式彌補,即通過修改外方設備或修改中方設備兩個方案解決,方案比選如表2所示。

表2 津秦場至京津城際上行問題方案對比

3 京津城際至津秦場下行聯調聯試問題

3.1 問題提出

城際場應答器數據描述如圖3所示。

200H車載以20 km/h速度通過XL信號機。

3.2 問題分析

BX應答器(70-2-19-139)中鏈接至BXL應答器;其中B1379(4-5-1-58)應答器為注入應答器組。

BX應答器中速度信息根據京津正線規則描述,BX至EOA的速度為45 km/h,開口速度為20 km/h,長度為100 m。

BX應答器中軌道區段為兩段,第1段長度378 m,第2段長度513 m。

注入應答器B1379的軌道區段信息從XL內方開始描述,速度從BX應答器中20 km/h速度的始端開始描述。BXN應答器描述方法同上。

200H車載設備會根據絕緣節校正位置,收到BX應答器數據,鏈接信息描述BX至B1379長度為548 m,而軌道區段信息描述122+378=500 m,推出D105絕緣節距B1379長度為48 m。過了D105絕緣節校正位置后,再收到B1379距XL信號機513-48=465 m,而B1379中描述的C1包D_ SIGNAL=464 m,存在1 m的誤差,導致BX應答器描述的20 km/h速度會被使用1 m。

3.3 解決方案

要消除上述誤差且同時考慮列車走行誤差,需將注入應答器B1379中速度信息包的D_STATIC值由410 m調整為400 m。修改控制B1379的LEU報文。

圖3 報文描述示意圖

4 動車組運行場景說明

4.1 津秦場至京津城際上行

津秦客運專線動車組以CTCS-3等級、CTCS-2等級經13G至SZ3運行模式如下。

1)CTCS-2等級運行

動車組以CTCS-2等級從津秦客運專線駛入天津站津秦場13G后收到UU碼,列車在津秦場13G轉入PS模式,以PS模式運行至京津城際下行線至1134N信號點(長度約2.1 km)或上行線至1134信號點(長度約2.3 km)后再轉入FS模式。

2)CTCS-3等級運行

動車組以CTCS-3等級FS模式從津秦客專駛入天津站津秦場13G后,繼續以CTCS-3等級FS模式發車,在BS13收到CTCS-3→CTCS-2等級轉換預告包后,在指定位置轉入CTCS-2等級的PS模式,以PS模式運行至京津城際下行線至1134N信號點(長度約2.1 km)或上行線至1134信號點(長度約2.3 km)后再轉入FS模式。

4.2 京津城際至津秦場下行

1)京津城際CTCS-2動車以CTCS-2等級運行至津秦線。

2)京津城際ETCS-1動車以ETCS-1等級運行至普速場(1號樓)。

5 結束語

津秦客運專線聯調聯試是第一次成功實現CTCS-3D系統與CTCS-3系統在工程結合部的調試,通過對大量動車組運行試驗數據的分析,并結合現場實際測量情況,經過反復研討和推敲,對既有天津樞紐按上述方案實施,并通過現場動車驗證方案可行,保證津秦客運專線如期開通的同時實現京津城際與津秦客運專線的貫通。該方案減少了外方設備的修改,節省了工程投資,為今后復雜樞紐地區不同模式間列車貫通,以及中外設備互聯互通積累豐富的經驗,同時也為既有線施工及聯調聯試提供很好的操作模式和范本。

In the process of test and commissioning of Jin-Qin DPL, it is found that there is a problem of CTCS-2 interoperability in the connecting line between Tianjin intercity yard and Jin-Qin yard with different types of EMUs operation. Based on the analysis and comparison of data, this paper puts forward a solution for the problem. The onsite test shows that the solution can achieve the expected results and guarantee the implementation of crossing operation on Jing-Jin DPL and Jin-Qin DPL, meanwhile, the solution is also a reference for solving interoperability problem of other DPLs.

Jing-Jin intercity line; Jin-Qin DPL; interoperability; test and commissioning

10.3969/j.issn.1673-4440.2014.04.002

2014-06-04)