高速鐵路列控系統(tǒng)限速問題探討

楊 崗

（中鐵二院工程集團有限責任公司，成都 610031）

從既有線200 km/h提速到大規(guī)模客運專線的建設，列車運行速度不斷提高，近期兼顧貨運的客運專線追蹤間隔滿足客車4 min、貨車5 min的要求；對于僅開動車組的客運專線，列控系統(tǒng)應滿足正向運行追蹤間隔3 min。隨著我國高速鐵路的大規(guī)模建設，列控系統(tǒng)也從初次應用逐漸走向成熟，但在列控系統(tǒng)工程建設過程中，也出現(xiàn)了部分問題。本文在總結高速鐵路列控系統(tǒng)設計的基礎上，著重討論列控系統(tǒng)工程缺陷造成的限速問題，結合不同車載設備供應商的車載邏輯，圍繞軌道電路有效碼序、應答器報文描述等，對限速問題產(chǎn)生的原因進行分析，并提出工程實施的解決措施。

1 軌道電路有效碼序不足造成的限速

在CTCS-2級列控系統(tǒng)中，軌道電路向列車發(fā)送連續(xù)信息，告知列車前方閉塞分區(qū)占用情況，即閉塞分區(qū)空閑數(shù)量，當在站內或者某些特定場景下，當沒有有效碼或者有效碼不足時，列車無法判定前方閉塞分區(qū)占用情況，可能會造成非正常列車制動減速，從而影響列車運行效率，違背原運行意圖如圖1所示。

在樞紐車站的信號設計中，站內一般采用97型25 Hz相敏軌道電路，車站電碼化設計按正線預疊加發(fā)碼、到發(fā)線按疊加電碼配置。在這種情況下，側線發(fā)車和接車時，咽喉區(qū)不發(fā)碼，若圖1中G1區(qū)段較短，列車進入咽喉區(qū)后，未收到有效碼，車載設備不知道前方區(qū)間閉塞分區(qū)狀態(tài)信息，即不知道G1前方分區(qū)占用狀態(tài)，按G1區(qū)段末端停車生成模式曲線，如圖2所示。

若G1區(qū)段較短無法滿足列車80 km/h制動到0的距離要求（和利時、通號公司車載850 m，鐵科院車載950 m），列車將在咽喉區(qū)減速，造成限速問題。

解決措施：如果G1為一般車站的一離去區(qū)段，行車布點時考慮與行車專業(yè)協(xié)商G1的長度，應滿足不小于80 km制動到0的距離，若行車檢算無法滿足該長度要求，可考慮站內進行補碼設計，延長有效碼區(qū)段長度以滿足該要求；如果G1為轉場作業(yè)的接近區(qū)段，信號機布置設計時要滿足G1區(qū)段長度大于850 m，條件受限無法滿足時，可考慮采用ZPW-2000軌道電路替換25 Hz軌道電路，或增加補碼設計，或與運營單位協(xié)商取消近路信號機改為分段進路。

2 應答器報文描述造成的限速

在CTCS-2級列控系統(tǒng)中，應答器向車載傳送地面允許速度、坡度、軌道區(qū)段、分相區(qū)等新，車載設備根據(jù)這些信息生成目標-距離模式曲線，監(jiān)控列車運行。如果地面描述的應答器數(shù)據(jù)長度不足或描述無法滿足車載邏輯要求，均有可能造成列車非正常減速。

2.1 應答器報文描述長度不足造成的限速

在CTCS-2級列控系統(tǒng)中，無源應答器描述地面固定信息。如圖3所示，區(qū)間應答器組B1和B2都描述地面固定信息。若B1和B2描述的數(shù)據(jù)范圍僅到進站信號機XC處，那么列車要在進站信號機前停車，收到BXC應答器組信息后，才繼續(xù)補足數(shù)據(jù)行車，所以BX和B2應答器描述的數(shù)據(jù)范圍肯定要延伸至站內，但站內又有多條進路，通常情況下會選擇一條較長的進路，且該進路上的道岔轍叉號最小。如果這樣描述，當站內存在多種撤叉號的道岔時，若列車實際進路為轍叉號較大的進路是，列車實際在進站信號機前方已減速到轍叉號較小道岔允許的線路速度，從而造成非正常限速，即使優(yōu)化速度數(shù)據(jù)描述分段為岔尖，該情況同樣存在，如圖4所示。

解決措施：將XC進站口的部分區(qū)間無源應答器組更換成為有源應答器組，具體更換范圍按照線路最高運行速度最大常用制動到站內最大轍叉號側向通過速度的距離，從進站信號機往區(qū)間該距離范圍內的所有無源應答器組進行更換。

2.2 應答器報文描述軌道區(qū)段類型造成的限速

在高速鐵路線路所的設計中，部分線路考慮設計了總出發(fā)信號機，在應答器報文中，軌道區(qū)段的信號點類型描述為“出站信號機”，如圖5所示：當列車側向接車收到U2S時，列車生成在站信號機前降速至80 km/h的模式曲線，同時生成在正線出站信號機前降速至0的模式曲線，同時對兩個曲線進行比較，如第二條曲線在進站信號機前的速度低于80 km/h，那么就以第二條曲線進行控車。在圖5中，進站信號機距離出站信號機僅235 m，無法滿足80 km/h制動至0的距離，在進站信號機的速度約為30 km/h。

解決措施：進站信號機至出站信號機間的距離小于400 m，按要求應重復顯示，且不滿足一個閉塞分區(qū)的要求，可將該區(qū)段的下一個區(qū)段納入作為一個分區(qū)，將總出站信號機的應帶類型描述為“沒有信號機”，或調整出站信號機至進站信號機距離大于850 m的位置，或與運營單位協(xié)商取消該處總出發(fā)的設置。

3 其他情況可能造成的限速

結合目前已實施的工程案例，總結主要可能造成的其他限速情況描述如下。

3.1 控車模式造成的限速

主要場景1：有圖定專線作業(yè)的正線出站信號機未配置有源應答器，造成轉線作業(yè)只能采用部分監(jiān)控，按45 km/h發(fā)車。

主要場景2：從運輸角度可考慮采用列車作業(yè)方式的，且線路允許速度滿足80或者120 km/h,如動車走行線，未配置相應的列車信號機，改為調車信號機，列車只能以調車模式按40 km/h頂棚速度運行。

3.2 應答器速度描述造成的限速

主要場景1：新的規(guī)范要求，道岔區(qū)速度描述以岔尖為起始點，原規(guī)范以進路或者軌道區(qū)段為單位，造成發(fā)車進路直向區(qū)段限速。

主要場景2：樞紐地區(qū)速度分段較多，造成應答器描述容量不夠，對速度進行擬合，如存在80、90、100、110 km/h等多個速度，且循環(huán)交叉，應答器描述數(shù)據(jù)時，按最低速度拉通描述。

4 結論及展望

本文僅討論了高速鐵路列控系統(tǒng)在應用中可能出現(xiàn)的限速問題，并提出部分解決措施。可能還存在其他一些可能造成限速的問題，希望更多專家學者能夠總結歸納，以推進我國高速鐵路列控系統(tǒng)不斷優(yōu)化和發(fā)展。