青藏鐵路ITCS車站站改論述

胡得強

摘 要：青藏鐵路格拉段運營十年，設備老化同時不能滿足日益增長的運輸需求，格拉段擴能改造工程涉及13個新建站、11個改建站，原閉塞制式為ITCS虛擬自動閉塞，本次擴能改造采用CBI+ITCS模式，設軌道電路和信號機、國產轉轍設備，本文以青藏鐵路擴能改造ITCS系統進行論述。

關鍵詞：ITCS；靜態試驗；動態試驗；POI；接口

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.203

本次青藏鐵路格拉段擴能改造工程區間仍維持既有增強型列車控制系統（ITCS）制式不變，新開站和改建股道延長車站新設無線閉塞中心RBC、ITCS、GPS 差分站等車站設備，增設 ITCS 系統與車站本地 CTC 等設備的接口及信息傳輸設備，各站新設TYJL-ADX計算機聯鎖系統，站內設97型相敏軌道電路、進出站信號機、1200m接近軌，轉轍設備采用ZDJ9轉轍機。青藏鐵路是國內唯一一條ITCS虛擬自動閉塞線路，在電務施工中靜態試驗、動態試驗、POI點驗證等不同于其他鐵路，本文從站改技術層面加以論述。

1 ITCS系統概述

ITCS信號系統集自動閉塞、車站聯鎖控制和列車運行超速防護控制于一身。采用雙向連續的車地無線通信，以車載信號作為列車運行主體信號控制列車。ITCS系統通過監測列車運行、當情況發生變化向司機提供報警、需要時通過對列車實施制動，從而保證行車安全。ITCS系統設備如下圖1所示：

ITCS 可與聯鎖系統通過串行/繼電接口來獲取道岔位置、信號的顯示情況。ITCS可采用自動站間閉塞及虛擬閉塞技術，在設備保證安全的條件下，提高行車安全度和行車密度。

軌旁設備包括RBC、GPS差分站和站間網絡通信設備。軌旁設備接收CTC的調度命令，同時反饋信號表示。對于本地聯鎖站，CBI將完成站內聯鎖，并與RBC直接進行信息交互，RBC完成站間閉塞功能及列車運行控制及超速防護； GPS差分站向系統提供差分信息以提高定位精度和完整性。

ITCS系統的 RBC在收到車載設備發來信息后，通過邏輯運算將設置相應的虛擬信號機顯示以對列車實施保護，RBC也會向其控制區域內的列車發送本區內所有信號和道岔位置信息。

2 虛擬自動閉塞

2.1 虛擬自動閉塞

青藏線格拉段是單線鐵路，上下行方向分別設置虛擬閉塞分區和虛擬信號機。ITCS系統將全線站間區間劃分為若干虛擬閉塞分區，每個閉塞分區處設區間虛擬閉塞分區牌。

ITCS的閉塞方式屬于固定自動閉塞，按照地面有實際信號機的方式進行布點，但實際不設地面軌道電路和地面信號機。閉塞分區劃定后，以數據庫（電子地圖）形式存儲于地面RBC，故稱為虛擬自動閉塞。

由于不設地面軌道電路，虛擬閉塞分區的占用由列車確定并實時通過車地GSM-R無線通信網絡報告給地面RBC。車載計算機在發車測試時通過車地GSM-R無線通信網絡獲得最新的線路數據庫（電子地圖）。車載定位系統根據GPS全球定位系統和車載測速傳感器準確確定列車位置，再根據車載線路數據庫（電子地圖）確定所占用的虛擬閉塞分區并報告給地面RBC。

地面RBC根據列車的運行及有關虛擬閉塞分區狀態，自動變換虛擬通過信號機的顯示。同時，地面RBC將虛擬信號機顯示通過車地GSM-R無線通信網絡實時傳遞給車載計算機，將虛擬信號機的顯示及虛擬閉塞分區的占用狀態傳遞給CTC。在有本地計算機聯鎖的車站，RBC提供給本地計算機聯鎖開放出站信號機的條件。

2.2 RBC控制區間的交接

ITCS全線由多個RBC分區管理，使無論列車運行在ITCS區域的任何位置，對于車載系統所需要觀察防護的區域，車載系統都將得到全面、一致的狀態信息。

相鄰RBC之間互相傳遞各自控制區內虛擬信號機顯示信息。在與列車運行前方RBC控制區分界處，根據前方RBC控制區內信號顯示和列車占用情況，更新本控制區的信號顯示，保證列車在控制區分界處的安全。

3 ITCS系統與CTC、聯鎖、CSM接口

3.1 ITCS與CTC接口

CTC只提供對ITCS系統的操作手段，如設置區段狀態、發布命令，CTC如實反映ITCS傳送的狀態，CTC不參與安全聯鎖功能。CTC根據ITCS傳送的實際信息如實顯示站場和列車狀態。

3.2 ITCS與CSM接口

信號集中監測系統（CSM）與ITCS的通信接口由信號集中監測系統和ITCS系統的RBC、VHLC、DTS、GPS RIMs以及OBC之間通信設備組成。實現信號集中監測系統的站機從RBC、VHLC、DTS、GPS RIMs獲取日志文件。

3.3 ITCS與CBI接口

本地聯鎖車站采用計算機聯鎖控制與VHLC通過繼電器接口。 ITCS 車站VHLC采用與傳統信號設備相同的原則劃分股道、有岔區段、無岔區段。本次站改設軌道電路、信號機等地面設備。ITCS系統采用的聯鎖邏輯與繼電邏輯相同，僅輸入繼電聯鎖邏輯等式即可實現。

4 ITCS車站站改特點

ITCS系統設備高度集成、全程全網，站改施工影響范圍大。ITCS車載數據庫涵蓋全線1142公里的列控關鍵信息，一個站的施工需要對全線車載數據庫進行更新；ITCS一個站的區段長度、控制邏輯發生變化可能造成鄰站的軟件和數據發生變化，一個站施工時最多需同時封鎖4個區間、影響5個站的接發車。

ITCS系統施工涉及單位多、專業多、人員多，需精心組織、密切協作。站改施工涉及建設單位、設計單位、工務施工單位、電務施工單位、設備廠家、信號設備維護單位、通信設備維護單位、聯調聯試單位。聯鎖、CTC、ITCS、通信等設備之間都有接口，需要專業配合協作。

5 新建站、改造站測試內容

New Station新建站和Revamping改建站涉及測試內容有設備安裝測試、系統靜態測試、系統動態測試。此三項測試內容在站改施工過程和開站啟用股道逐步驗證。

5.1 安裝測試項目

安裝檢查： 施工單位按照設計圖紙安裝RBC、VHLC、路由網絡、室內外GPS差分、電源遠控等設備，保證設備安裝布置和工藝的圖實相符。

絕緣電阻測試：檢查每個電纜間、電纜與地線之間具有安全的絕緣電阻。

防雷、接地測試：檢查避雷器是正確放置和安裝的，測試最小接地電阻為2歐姆，GPS差分天線的防雷措施符合要求。

點對點測試：驗證每根電線端到端的連貫性。點對點測試要測試電源回路，來驗證不存在交叉布線。

安全繼電器測試；檢查安全繼電器的性能符合技術規格。

VHLC、RBC軟件安裝及配置。正確地設置VHLC及RBC。驗證安裝參數、驗證并記錄各板卡芯片的循環冗余校驗碼。

道岔過載測試：確保電動轉轍機限載離合器與過載系統功能符合制造商的規范及已核準的信號圖紙。

5.2 靜態測試項目

方向鎖閉測試：當進路上信號開放、或者列車占用進路的任何區段、或者在進路上實施LOI封鎖時，鄰站的對向信號不能開放，并且站間的運行方向不能改變。

虛擬閉塞/站間模式測試：在虛擬閉塞模式下，信號開放功能正常。站間模式下，在測試站和相鄰車站區間內任意區段占用不能開放信號。

聯鎖接口測試：驗證ITCS設備與本地聯鎖設備之間的物理繼電接口邏輯正確：下行允許發車繼電器、上行允許發車、接近軌占用狀態繼電器、區間方向建立繼電器、VHLC狀態繼電器。

LOI測試：保證在進路上實行LOI封鎖時，相鄰站的對向信號不能開放CTC中心控制和信息核對。驗證中心和現場的顯示一致，中心發出的控制命令正確執行。

區段封鎖測試：驗證區段封鎖能夠正確實施和取消，相應的信號顯示正確。

5.3 動態測試項目

POI點位置驗證：利用NJ2機車，對工程相關的信號機、道岔實際位置與數據庫的一致性進行核對驗證。ITCS列車開行對站內、區間的各信號機，機車前端平面對齊道岔岔尖或者信號機后停穩，在車載日志中人工讀取ITCS里程位置，與數據庫中定義的該位置進行核對，兩者誤差不超過5英尺方可通過驗收。

顯示和表示測試：列車在區間運行，使用CTC操作臺和RBWT列車仿真器，逐一占用和出清列車前方區段，信號顯示和表示正確、ITCS控車功能正常。

軌道電路和信號驗證測試：按股道進行列車上下行接發車運行測試，運行至區間二接近軌時折返，每條股道需測試4個序列，用時約90分鐘。

青藏鐵路格拉段采用雙向連續車地無線通信指揮行車，其特殊性決定擴能改造施工不同于其他線路，希望此論文對后續青藏線設備國產化改造有一定指導意義。