CTCS-2 級及CTCS-3 級列控系統方案優化探討

董繼芬DONG Ji-fen

（中鐵通信信號勘測設計（北京）有限公司，北京 100036）

（China Railway Communication and Signal Survey &Design（Beijing）Co.，Ltd.，Beijing 100036，China）

1 CTCS-2 級軌道電路編碼方面

1.1 限制JC 碼使用范圍，采用H 碼代替 按照目前列控中心技術規范的相關規定，很多情況下使用了檢測（JC）碼，如列車進路沒有開放時，道岔區段發JC 碼；引導接發車時，道岔區段發JC 碼；列車信號異常關閉時，道岔區段發JC 碼；由多個軌道區段組成的閉塞分區，列車所在區段的后方區段發送JC 碼。上述JC 碼的安全防護措施是車載設備檢測到HU 碼→無碼（包括JC 碼）時，車載設備觸發緊急制動停車。但這一過程中，車載設備判斷出無碼需延遲4s 左右，而如果將JC 碼用H 碼代替，則車載設備立即觸發緊急制動，可縮短延遲時間2s 左右，在緊急情況下，爭取2s 的提前時間對可能造成的后果會有較大差異。

1.2 客貨共線鐵路UUS 碼對不同車載設備有不同含義的問題 按照相關規定，時速250 公里及以上客運專線車站側線經18 號及以上道岔側向位置接車且線路允許速度不低于80km/h 時，進站信號機顯示“黃閃黃”，LKJ 控車數據使用45km/h 線路限速，按UU 模式默認進路末端停車控制。這種情況造成了UUS 碼對列控車載設備與LKJ有不同含義的問題，一方面通過線路限速限制了LKJ 控車不超速，另一方面，LKJ 在這種情況下將UUS 碼認定為UU 碼，在其它真正符合UUS 碼的條件下還能按照UUS碼控車嗎？如果不能，則存在影響運輸效率的問題；如果能，則不同線路UUS 碼含義不同，如果個別數據漏改，則存在一定安全隱患。

1.3 增加雙紅燈防護措施 目前設計規范中要求進站信號機距道岔岔尖的距離不小于50m，一旦發生列車冒進的情況，可能會直接沖擊道岔。為了減少這種可能性，可以考慮在進站信號機沒有開放時，其外方閉塞分區發送H碼，次一個閉塞分區發送HU 碼，以此類推，即進站外方采用雙紅燈防護措施。一旦進站信號機開放后，因故關閉，則可采用單紅燈防護。采用雙紅燈防護對運輸效率基本沒有影響，在故障情況下，可以體現出其安全防護的作用。

2 應答器鏈接反應問題

目前在應答器應用原則中規定：“一般車站及區間，應答器組鏈接失敗時，Q_LINKREACTION=‘無反應’。特殊車站及區間當應答器丟失后，ATP 控車可能存在不安全因素時，Q_LINKREACTION=‘常用制動’”。如果鏈接反應填寫不對，則可能存在的問題是：

車站布置如圖1 所示，原計劃列車由X 進站經X3 向A 方向發車，當列車運行在接車進路咽喉區時，值班員臨時將發車進路變更為向B 方向發車，假設此過程中列車收到的碼序由L 碼變為HU 碼進而變為UUS 碼，列車運行至X3 出站應答器組時，因故未收到應答器組信息，如果X 進站應答器組內應答器鏈接包（【ETCS-5】包）寫的是“無反應”，則車載將使用錯誤的線路數據繼續發車運行，存在安全隱患。按照規范要求，此種情況下X 進站應答器組的鏈接反應應按特殊車站處理，填寫“常用制動”，如錯誤填寫為“無反應”，則存在隱患。

圖1 車站信號設備布置示意圖（舉例）

3 CTCS-3 級列控系統方案改進分析

3.1 降低部分運行模式的限制速度 目前CTCS-3 級與CTCS-2 級在部分模式下其限制速度不同，對比見表1。

表1 CTCS-3 級與CTCS-2 級部分模式限速對比

由表1 可以看出，CTCS-3 級的部分模式限速超過了CTCS-2 級，但在某些特殊情況下，這種調高限速有一定的安全風險。以目前標準的客專中間站為例，股道有效長650m，出站信號機距警沖標55m，側線出站應答器組距出站信號機20m，則應答器組距警沖標約75m。在出站信號未開放情況下，車載設備轉為目視模式，加速至40km/h 遇出站應答器組，能否保證列車在警沖標內方停車呢？

按照《時速250 公里動車組牽引計算基礎參數》，根據車型不同動車組空走時間為2.3s～3s，取3s 計算，估算3s 內列車走行距離約為30 米，從制動生效至停車走行距離約為70m，合計約100m。因此，目視模式設為40km/h 限速在特定場景下存在一定危險。上述分析的是客專標準中間站的情況，有些車站將出站信號機外移至距警沖標30m 左右的位置，在以上分析的場景情況下，其危險性更高一些。

3.2 緊急情況下反應不及時問題 CTCS-3 級列控系統的RBC 設備僅從車站聯鎖處獲得軌道電路占用信息。區間中繼站距車站較遠時，其占用信息需經中繼站列控中心—中繼站列控中心（可能多個）—車站列控中心—車站聯鎖再傳遞至RBC，延時較多，個別情況可以達到10 多秒，而與地震監控系統接口時，地震提前預警爭取的有限時間就被這些傳輸延遲抵消了，無法及時控制列車停車。而CTCS-3級列控系統還允許無線超時可以達到20s，一旦此時發生地震等緊急情況，更是無法及時采取措施。因此，從這個角度來看，CTCS-3 級列控系統與基于有源應答器傳輸的ETCS-1 級列控系統相比，其本質是一致的，均存在緊急情況下響應比較慢的問題。建議參照京津城際CTCS-3D 列控系統中通過檢測軌道電路碼序突變向車載設備注入緊急制動的處理方案進行改善。該方案需要修改CTCS-3 級列控車載設備的軟硬件接口，需要組織進行系統研究。

4 車站聯鎖改進方案分析

目前客專采用的CTCS-2 級或CTCS-3 級列控系統均采用了閉口停車的控制方式，原則上列控正常情況下各種運營場景列車運行不應越過危險點（DP），但總有極端意外的情況，雖然事故分析可能不一定與列控有關，但事故總是讓人難以接受。因此，列控聯鎖系統作為列車運行安全的核心保障設備之一，應在可能的情況為安全考慮的更多一些。為了解決上述可能導致列車冒進的問題，除個別特殊大站外，其它中間站、越行站不管進站信號機外方是否有超過6‰下坡道，均考慮站內接車設置延續進路以保障運行安全，該措施對中小站接發車效率基本沒有影響。大型車站既要考慮運行安全，也要保證運輸效率，延續進路不一定適用，需要從站場布置、作業方式等方面進行綜合分析后確定具體的方案。

5 強化安全產品的SIL4 級認證

對于一些非常關鍵的核心設備應堅持實施SIL4 級認證制度。一個好的安全產品，一定是從設計之初即處處遵守安全規則，然后經過嚴格的閉環管理和控制，以及嚴格的測試驗證等，才能證明安全產品的開發過程是符合要求的。SIL4 級的認證需要及早啟動，可以從國內外合作逐步發展到國內獨立認證。完善安全評估的各項制度并持之以恒的堅持和改進，才能使安全產品始終保持SIL4 級的品質。

6 結束語

以上所提的問題和建議是在現有規范標準梳理過程中的一些思考和初步分析，不妥之處，歡迎指正。

[1]科技運〔2008〕34 號.CTCS-3 級列控系統總體技術方案（V1.0），2008.

[2]鐵路動車組聯合辦公室.時速250 公里動車組牽引計算基礎參數，2006.

[3]科技運〔2010〕136 號.CTCS-2 級列控系統應答器應用原則（V2.0），2010.