LKJ數(shù)據(jù)地面化試點工程實施方案

王向麗

（北京全路通信信號研究設(shè)計院集團(tuán)有限公司，北京 100070）

LKJ數(shù)據(jù)地面化試點工程實施方案

王向麗

（北京全路通信信號研究設(shè)計院集團(tuán)有限公司，北京 100070）

《鐵路主要技術(shù)政策》明確規(guī)定：“發(fā)展基于應(yīng)答器提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的列車運行監(jiān)控裝置（LKJ）技術(shù)”。介紹應(yīng)答器提供LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的基本實施方案，是對提高既有線CTCS-0級區(qū)段安全性的有益探討，其可行性將在試點工程得到進(jìn)一步的驗證。

列車運行監(jiān)控裝置（LKJ）；數(shù)據(jù)地面化；實施方案

在既有線CTCS-0（簡稱C0）區(qū)段，列車運行監(jiān)控裝置設(shè)備采用車載存儲基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的方式，線路的任何變化都會導(dǎo)致所有相關(guān)機(jī)車LKJ數(shù)據(jù)的更新?lián)Q裝。在目前機(jī)車長交路大面積運用、既有線路數(shù)據(jù)變化頻繁的情況下，需要進(jìn)行大工作量的LKJ數(shù)據(jù)制作及高頻次的換裝。而且，LKJ數(shù)據(jù)換裝在庫內(nèi)只能完成一部分，還需到沿線各站找車、堵車，鄰局、鄰段幫助換裝情況越來越多，需要跨局跨段的信息交換也越來越多。數(shù)據(jù)換裝可能存在差錯遺漏現(xiàn)象，給鐵路運輸安全帶來隱患。

為此，將LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)地面化，由車載設(shè)備儲存方式改為由應(yīng)答器提供方式，運營線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)變化時，僅需修改相應(yīng)的應(yīng)答器報文。為驗證LKJ數(shù)據(jù)地面化技術(shù)方案的實際應(yīng)用效果，在北京局管內(nèi)的京滬線實施LKJ數(shù)據(jù)地面化試點工程。

1 LKJ數(shù)據(jù)地面化實現(xiàn)目標(biāo)

1）LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)全部下移，由車載設(shè)備儲存方式改為由應(yīng)答器提供方式，以消除頻繁更換車載數(shù)據(jù)的問題。

2）LKJ根據(jù)應(yīng)答器位置及提供的數(shù)據(jù)校標(biāo)，以提高列車定位的精度和準(zhǔn)確性。

3）基本取消司機(jī)支線號選擇操作和出站對標(biāo)操作。

4）司機(jī)仍需進(jìn)行股道號選擇操作，臨時限速調(diào)度命令仍采用IC卡方式。

5）應(yīng)答器提供反向控車基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足列車反向運行監(jiān)控需求。

2 LKJ數(shù)據(jù)地面化基本原則

1）采用地面應(yīng)答器設(shè)備提供LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2）基本維持既有LKJ設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，基本維持LKJ的操作方式、控制模式、顯示界面。

3）充分利用應(yīng)答器提供的信息資源，進(jìn)行LKJ導(dǎo)航顯示，實現(xiàn)信息資源利用的最大化。

4）充分利用CTCS系統(tǒng)已定義的應(yīng)答器報文。新增部分報文，按CTCS系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行定義。

3 應(yīng)答器提供的數(shù)據(jù)內(nèi)容

1）線路允許速度（線路允許速度、貨車、空重混編允許速度）。

2）線路坡度信息（按CTCS系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行合并處理）。

3）車站名稱（漢字形式）。

4）應(yīng)答器里程信息（含線路長短鏈、負(fù)里程信息）。

5）股道進(jìn)路信息（接車進(jìn)路信息和發(fā)車進(jìn)路信息）。

6）接車進(jìn)路信息包括接車進(jìn)路長度（從車站最外方道岔尖軌至出站信號機(jī)）、進(jìn)路允許速度（進(jìn)路最低限制速度）。

7）發(fā)車進(jìn)路信息包括發(fā)車進(jìn)路長度（從出站信號機(jī)至一離去信號機(jī)最短長度）、出站允許速度（進(jìn)路中最低限制速度，如有直股發(fā)車條件給出區(qū)間閉塞制式、線路編號、里程信息）。

8）線路編號信息（按照工務(wù)規(guī)定的線路編號提供）。

9）軌道區(qū)段信息（區(qū)間軌道區(qū)段的長度、載頻、信號機(jī)類型）。

10）信號閉塞方式（三顯示自動閉塞、四顯示自動閉塞、半自動閉塞）。

11）有人看守道口、一級防洪地點、分相區(qū)、有特殊行車要求的橋梁隧道信息。

12）特殊信號標(biāo)志信息（根據(jù)需要通過增設(shè)應(yīng)答器提供：客車靠標(biāo)停車?yán)щy、貨車靠標(biāo)停車?yán)щy信息、股道無碼、容許信號機(jī)、線路所信號機(jī)、關(guān)聯(lián)發(fā)碼特殊信號機(jī)、小曲線半徑、長大下坡道等標(biāo)志信息）。

4 LKJ數(shù)據(jù)地面化試點工程地面技術(shù)方案

京滬線上下行正線為雙線單方向四顯示自動閉塞，京滬三線為單線雙方向半自動閉塞。對于6股道典型車站、15 km站間距離，每站需要設(shè)置應(yīng)答器數(shù)量約為28個，應(yīng)答器布置如圖1所示。

圖1　京滬線典型站應(yīng)答器布置示意圖

自動閉塞區(qū)段，在進(jìn)站信號機(jī)外方第二個閉塞分區(qū)外方設(shè)置區(qū)間無源應(yīng)答器組［Q］。半自動閉塞區(qū)段，在車站接近區(qū)段外方設(shè)置區(qū)間無源應(yīng)答器組［Q］。

區(qū)間無源應(yīng)答器組［Q］，用于列車定位和向車載設(shè)備發(fā)送正線線路速度、線路坡度、軌道區(qū)段、應(yīng)答器鏈接、特殊區(qū)段、車站名稱、斷鏈里程、線路編號和閉塞制式信息、特殊標(biāo)志、防洪信息、小曲線半徑信息、長大下坡道信息和車站股道信息（含最不利的股道接車信息）等。

出站口，在一離去區(qū)段內(nèi)方設(shè)置進(jìn)站應(yīng)答器組［JZ］或反向進(jìn)站應(yīng)答器組［FJZ］。

進(jìn)站應(yīng)答器組［JZ］實現(xiàn)列車定位，并發(fā)送反向正線線路數(shù)據(jù)和反向下一站最不利接車進(jìn)路數(shù)據(jù)（最短接車進(jìn)路距離和最低道岔限速）。反向進(jìn)站應(yīng)答器組［FJZ］實現(xiàn)列車定位，并發(fā)送正向正線線路數(shù)據(jù)、正向下一站最不利接車進(jìn)路數(shù)據(jù)，在雙線雙方向區(qū)段還要發(fā)送本站反向最不利接車進(jìn)路數(shù)據(jù)（最短接車進(jìn)路距離和最低道岔限速）。

列車經(jīng)過區(qū)間應(yīng)答器組［Q］，收到正線線路數(shù)據(jù)以及全部側(cè)線進(jìn)路數(shù)據(jù)（接車進(jìn)路信息和發(fā)車進(jìn)路信息）。正線直向接發(fā)車時，LKJ按正線接發(fā)車進(jìn)路信息監(jiān)控列車。側(cè)線接車時，司機(jī)選擇股道號，LKJ按對應(yīng)的接發(fā)車進(jìn)路信息監(jiān)控列車。對于帶直股發(fā)車進(jìn)路的側(cè)線股道，當(dāng)股道發(fā)UU碼，則使用該股道彎股發(fā)車進(jìn)路信息監(jiān)控列車。當(dāng)股道為U碼及以上代表直股發(fā)車的低頻信息時，使用該股道直股發(fā)車進(jìn)路數(shù)據(jù)。

1） 縱列式站場應(yīng)答器組設(shè)置

廊坊北站I場、II場縱列配置，如圖2所示。在每個站場的出站信號機(jī)處設(shè)置由兩個及以上無源應(yīng)答器構(gòu)成的出站應(yīng)答器組［CZ］和反向出站應(yīng)答器組［FCZ］，提供下一站場全部側(cè)線進(jìn)路數(shù)據(jù)。

出站應(yīng)答器組發(fā)送線路坡度、特殊區(qū)段、斷鏈里程、線路編號和閉塞制式、區(qū)間特殊標(biāo)志和下一站場股道信息（含最不利的股道接車信息）等。

圖2　廊坊北站應(yīng)答器布置示意圖

列車經(jīng)過區(qū)間應(yīng)答器組［Q］，收到全部側(cè)線進(jìn)路數(shù)據(jù)，司機(jī)選擇股道號，LKJ按對應(yīng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控列車I場側(cè)線接車。當(dāng)排列由I場發(fā)車進(jìn)入II場的進(jìn)路時，由I場股道上的無源應(yīng)答器組［CZ］或［FCZ］提供II場全部側(cè)線進(jìn)路數(shù)據(jù)。LKJ收到該側(cè)線數(shù)據(jù)后，由司機(jī)選擇II場股道號，LKJ按對應(yīng)的數(shù)據(jù)監(jiān)控II場側(cè)線接車。

2） 簡單支線應(yīng)答器組設(shè)置

當(dāng)區(qū)間聯(lián)絡(luò)線道岔側(cè)向進(jìn)路為唯一進(jìn)路時，設(shè)置支線應(yīng)答器組［ZX］和重定位應(yīng)答器組［CDW1］和［CDW2］，如圖3所示。

圖3　簡單支線應(yīng)答器布置示意圖

利用支線信息包發(fā)送經(jīng)道岔側(cè)向運行的支線線路數(shù)據(jù)，當(dāng)列車在線路所通過信號機(jī)外方區(qū)段接收到UU或UUS后，LKJ根據(jù)應(yīng)答器發(fā)送的數(shù)據(jù)控制列車進(jìn)道岔側(cè)向運行。

重定位應(yīng)答器組［CDW1］和［CDW2］，冗余發(fā)送各自線路的線路速度、線路坡度、軌道區(qū)段、應(yīng)答器鏈接、特殊區(qū)段、斷鏈里程、線路編號和閉塞制式信息、區(qū)間特殊標(biāo)志和下一站最不利接車進(jìn)路數(shù)據(jù)（最短接車進(jìn)路距離和最低道岔限速）等。

當(dāng)支線存在反向運行時，［CDW2］應(yīng)答器組除描述線路的正向線路數(shù)據(jù)外，還應(yīng)描述本線路反向運行應(yīng)答器鏈接、斷鏈里程、線路編號與閉塞制式信息。

3） 其他用途應(yīng)答器組設(shè)置

當(dāng)股道存在特殊標(biāo)志時，在股道中間增加特殊標(biāo)志應(yīng)答器組［TS］，發(fā)送特殊標(biāo)志。

在等級轉(zhuǎn)換邊界應(yīng)設(shè)置等級轉(zhuǎn)換執(zhí)行應(yīng)答器組［ZX］，正向運行和反向運行邊界一致。在等級轉(zhuǎn)換點兩側(cè)設(shè)置等級轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器組［YG］和反向等級轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器組［FYG］，距轉(zhuǎn)換點的距離為240 m。等級轉(zhuǎn)換執(zhí)行點應(yīng)設(shè)置在區(qū)間列車較少實施制動的區(qū)段，并且該區(qū)段內(nèi)應(yīng)避免存在分相區(qū)。

5 LKJ數(shù)據(jù)地面化試點工程車載技術(shù)方案

既有LKJ設(shè)備需要進(jìn)行相關(guān)的改造以實現(xiàn)LKJ從地面應(yīng)答器獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行列車控制。在原有C0車載系統(tǒng)中，增加應(yīng)答器傳輸模塊（BTM）用于接收應(yīng)答器數(shù)據(jù)，以構(gòu)成新的車載系統(tǒng)，即LKJ設(shè)備+ JT-C系列機(jī)車信號+BTM。

既有LKJ更換新型監(jiān)控記錄插件；增加提供與BTM通信接口的信息接口插件；更換新型通信插件，增加與機(jī)車信號通信的串行接口。機(jī)車信號機(jī)、接收線圈保持不變，機(jī)車信號主機(jī)內(nèi)部增加CAN總線通信。

LKJ軟件及相關(guān)軟件需要進(jìn)行升級。

6 結(jié)束語

本文只介紹了LKJ數(shù)據(jù)地面化試點工程的基本實施方案，未涉及南倉等復(fù)雜編組站或大型樞紐站場的實施方案。試點工程將進(jìn)一步驗證LKJ數(shù)據(jù)地面化技術(shù)方案的可行性，同時也將為以后的工程化應(yīng)用、運營管理及推廣積累經(jīng)驗。

［1］鐵道部令第34號 鐵路主要技術(shù)政策［S］.

［2］鐵總運〔2014〕107號 列車運行監(jiān)控裝置（LKJ）運用維護(hù)規(guī)則［S］.

The paper introduces the implementation scheme of using balises to provide basic data for LKJ device， which is a useful attempt to improve the safety of existing lines with CTCS-0 train control system. And the feasibility of the scheme will be verifi ed on the test project.

train operation monitoring device （LKJ）； sending basic data through balises； implementation scheme

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.04.004

2016-03-28）