ATO在現有CTCS-2線路中的應用研究

夏進波

(中鐵二院工程集團有限責任公司， 成都 610031)

ATO在現有CTCS-2線路中的應用研究

夏進波

(中鐵二院工程集團有限責任公司， 成都 610031)

中國城際鐵路長期發展規劃已提出多個區域城際鐵路網絡，目前城際鐵路建設力度正在不斷加大。城際鐵路具有客流量大、運行間隔小等特點，而既有的列控系統在保證運營安全的基礎上提高效率的空間有限，為了解決這個問題，裝備具有ATO功能的列控設備，實現城際鐵路高密度、公交化運營，已經成為未來對列控系統技術發展的共識和必然選擇。CTCS-2+ATO是目前城際鐵路自動化運營的主要發展方向，文章概述了CTCS-2+ATO的主要系統架構，并針對ATO的主要功能詳細介紹了ATO的自動駕駛、精確停車、屏蔽門控制以及自動折返的實現方案。

CTCS-2+ATO； 自動駕駛； 折返； 精確停車； 屏蔽門

1 CTCS-2+ATO系統構成

CTCS-2級列控系統包括地面設備和車載設備，其中車載設備主要由ATP構成，地面設備包括CTC調度中心、聯鎖、列控、軌道電路以及軌旁電子設備等，ATP車載設備根據地面設備提供的信號動態信息、線路靜態參數、臨時限速信息及有關動車組數據，生成控制速度的目標距離模式曲線，控制列車運行。

CTCS-2+ATO是在既有CTCS-2系統的基礎上地面增加通信控制服務器，車載增加ATO模塊。其中通信控制服務器負責接收來自CTC調度中心的ATO行車計劃，并將行車計劃通過GSM-R網絡發送給車載ATO設備。車載ATO設備接收行車計劃，生成相應的行車曲線并在ATP的防護下控制列車運行。同時列車到站后將開關門命令發送給通信控制服務器，由通信控制服務器生成開關屏蔽門命令再發送給車站列控中心，由列控中心進行驅動，從而實現車門屏蔽門互動。CTCS-2+ATO系統結構如圖1所示。

圖1 CTCS-2+ATO系統結構圖

2 ATO功能實現

2.1 自動駕駛

CTC發送行車計劃包括車次號、到站時間、到發股道、發車時間以及開門側、辦客、到發、折返等信息，通信控制服務器根據自身列車注冊信息將相應計劃轉發給列車。車載ATO接收到列車計劃后進入ATO控車模式，當列車行駛至反向進站應答器組時，ATO設備接收到至前方站出站信號機的線路數據，車載ATO模塊根據到站距離及到站時間生成ATO行車曲線，同時車載ATO模塊與ATP模塊進行通信，利用ATP行車曲線對ATO行車曲線進行調整，保證列車的安全行駛。ATO自動駕駛實現流程如圖2所示。

圖2 ATO自動駕駛實現流程

2.2 精確停車

為了使ATO系統能實現股道的精確定位停車，在車站和無配線站的股道設置股道精確定位應答器(JD)。車站到發線股道一共設置5組精確定位應答器，如圖3所示。進站口應答器按照CTCS-2鏈接方式進行應答器連接，即BX應答器鏈接BS3和BX3應答器，BS3應答器鏈接JD3和BX3應答器。在BS3、JD4、JD5中增加正向定位信息描述到停車點的距離。

圖3 車站股道定位應答器布置(m)

對于無配線車站設置3組應答器用于列車定位，其中JD1安裝在股道中央，BX應答器連接JD1和BSF，JD1正向鏈接JD2、JD3和BSF，JD1、JD2中放置定位信息，告知車輛到前方停車點的距離，如圖4所示。

圖4 無配線站股道定位應答器布置(m)

列車通過定位應答器后實時更新到達距離，控制列車實施制動，減小停車誤差，確保車門與屏蔽門對齊。

2.3 屏蔽門控制

列車在通過定位應答器時，同時接收到該站的屏蔽門門側位置信息。列車到站停車后，若停車位置正確，車載ATO根據自身行車方向、地面屏蔽門門側位置信息以及計劃開門側信息發送開關屏蔽門命令，地面通信控制服務器收到開關門命令后，生成對應該屏蔽門的驅動命令，包括開關門命令、開關門類型命令等，發送給車站列控中心，車站列控中心接受到驅動命令后驅動相應的繼電器。屏蔽門系統接收到繼電接口的命令時進行門動作。

屏蔽門系統同時根據自身的開關門狀態及故障旁路狀態等驅動繼電器接口，列控中心采集繼電器信息反饋給通信控制服務器。通信控制服務器接收到屏蔽門狀態后通過無線通道反饋給車載設備，車載設備通過DMI人機顯示界面通知司機屏蔽門的動作反饋。若屏蔽門打開失敗，則司機通知車站工作人員進行人工干預；若屏蔽門關閉失敗，聯鎖控制出站信號機信號關閉，列控中心不發送允許碼，以防止安全事故的發生。

2.4 折返運營

列車將要到達端頭站時，CTC下達折返計劃，通過通信控制服務器發送給車載設備。車載設備接收到折返計劃后：

(1)站前折返，即立即折返，如圖5所示。列車進站過程中B端處于休眠狀態，當B端越過反向進站應答器后記錄股道和開門側信息。列車進站停車后，旅客下車，車門關閉，司機關閉A端駕駛臺。司機激活B端后，原A端進入休眠模式。CTC下達發車計劃給B端，該計劃包括發車股道、開門側等計劃信息，B端根據計劃發送開關門信息。辦客完畢后，CTC控制聯鎖系統排列發車進路，信號開放，列控系統發送允許碼，列車根據運營計劃發車，并以PS模式控車，當列車接收到線路數據后轉入FS控車。

(2)站后折返，即利用牽出線折返，如圖6所示。列車站內停車后，列車根據行車計劃繼續以ATO模式行駛至牽出線股道停車，此時列控控制AG轉換發碼方向，司機關閉A端駕駛臺。司機激活B端后，原A端進入休眠模式。CTC下達發車計劃給B端，該計劃包括發車股道、開門側等計劃信息。CTC通過聯鎖辦理折返接車進路，列車通過牽出線應答器后轉為FS控車，并根據計劃到股道停車辦客。

圖5 站前折返

圖6 站后折返

3 結束語

本文著重介紹了ATO在CTCS-2線路中的應用，

特別針對增設ATO后帶來的新功能的實現過程和方式進行了論述。城際鐵路自動化運營已經成為近幾年鐵路發展的重要目標和方向，在充分利用現有CTCS-2系統架構的基礎上增加ATO運營是完全可行的。

[1] TB 10621-2009 高速鐵路設計規范(試行)[S]. TB 10621-2009 Code for Design of High Speed Railway[S].

[2] TB 10623-2014 城際鐵路設計規范[S]. TB 10623-2014 Code for Design of Intercity Railway[S].

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[4] 徐嘯明.列控車載設備CTCS2-200H型[M].北京:中國鐵道出版社,2007. XU Xiaoming. CTCS2-200H Type On-board Equipment of Train Control System[M].Beijing：China Railway Publishing House,2007.

[5] 科技運函[2004]114號,應答器技術條件(暫行)[S]. Ke Ji Yun Han[2004]No.114.Technical Specification of Balise(Trial)[S].

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Application Study of ATO on Existing CTCS-2 Line

XIA Jinbo

(China Railway Eryuan Engineering Group Co.，Ltd.，Chengdu 610031,China)

Many interurban railway networks have been planned in China interurban railway long-term development planning. Now the quantity of interurban railway construction project increase continuously. The interurban railway has the characteristic of large passenger flow volume and small interval，on the basis of safe operation, efficiency improvement of existing train control system is limited.For solving this problem，train control system must be equipped with ATO to realize high density public transportation in interurban railway，and this has become the consensus and inevitable choice of train control system technology development in future.CTCS-2 + ATO is becoming the mainly development direction of the interurban railway automatic operation recently. This paper summarizes the architecture of CTCS-2+ATO system, and introduces the realization program of ATO primary functions such as automatic drive, precise stopping, the passenger screen door controlling and auto-turnback.

CTCS-2+ATO； automatic drive； auto-turnback； precise stopping；PSD

2016-03-28

夏進波(1976-)，男，高級工程師。

1674—8247(2016)04—0030—02

U284.48

A