京包客專呼臺段CTCS-2貫通方案研究

劉 宏

(中國鐵路呼和浩特局集團(tuán)有限公司電務(wù)部，呼和浩特 010057)

1 概述

京包客專呼和局管內(nèi)由新建張呼客專、呼包線（呼和浩特東-臺閣牧段）、集包線（臺閣牧—包頭段）組成。集包線臺閣牧（不含）至包頭段為CTCS-2（簡稱C2）級列控系統(tǒng)，2015年1月開始運(yùn)營動車組列車，目前動車組和普速客車混跑；呼包線（呼和浩特東—臺閣牧段）為CTCS-0（簡稱C0）級列控系統(tǒng)，僅運(yùn)行動車組列車；臺閣牧至6號中繼站間設(shè)置C0/C2級間轉(zhuǎn)換點(diǎn)；新建張呼客專為C2級列控系統(tǒng)。列控系統(tǒng)設(shè)置情況如圖1所示。

新建張呼客專呼和浩特東至烏蘭察布段為C2級列控系統(tǒng)，2017年8月3日開通運(yùn)營。為實(shí)現(xiàn)全線列控系統(tǒng)制式統(tǒng)一，避免動車組控車模式頻繁切換，滿足新建張呼客專烏蘭察布至呼和浩特東開通時同步實(shí)現(xiàn)京包客專全線C2級列控系統(tǒng)貫通，需要在張呼客專呼和浩特東至烏蘭察布段開通前將臺閣牧至呼和浩特東段C0級列控系統(tǒng)改造為C2級列控系統(tǒng)，同時拆除臺閣牧至6號中繼站間的級間轉(zhuǎn)換點(diǎn)。

2 主要工作量及難點(diǎn)

2.1 主要工作量

圖1 京包客專列控系統(tǒng)設(shè)置情況Fig.1 The layout of the Train Control System of Jing-Bao passenger dedicated line

更換臺閣牧、6號中繼站列控中心（簡稱TCC）軟件，更換臨時限速服務(wù)器（簡稱TSRS）軟件，拆除應(yīng)答器18臺，新設(shè)應(yīng)答器6臺，調(diào)整應(yīng)答器位置2臺。

2.2 聯(lián)調(diào)聯(lián)試主要內(nèi)容

運(yùn)用一組動車組進(jìn)行呼和浩特東至察素齊II場4站間48個序列和6類場景的驗(yàn)證。

2.3 主要難點(diǎn)

由于是既有線，沒有足夠的時間一次性完成聯(lián)調(diào)聯(lián)試，需要在每次聯(lián)調(diào)聯(lián)試結(jié)束后將相關(guān)軟件及應(yīng)答器恢復(fù)為既有狀態(tài)。呼和浩特東至臺閣牧段每天有8對動車組運(yùn)行，臺閣牧至包頭段每天有8對動車和30對普速客車運(yùn)行，施工“天窗”只有3 h，如果在每個天窗內(nèi)更換軟件、應(yīng)答器，再恢復(fù)軟件、應(yīng)答器，則有效的聯(lián)調(diào)聯(lián)試時間不足90 min，需要較多的施工天窗進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試，且頻繁更換軟件及應(yīng)答器風(fēng)險較大。

3 方案研究

3.1 方案研究

方案一：在施工天窗點(diǎn)內(nèi)更換軟件、數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試。

連續(xù)申請多個施工天窗，在施工天窗內(nèi)更換臺閣牧站、6號中繼站TCC軟件和TSRS軟件，臺閣牧至6號中繼站區(qū)間更換應(yīng)答器，更換完成后進(jìn)行信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試，每次施工天窗點(diǎn)畢前將軟件、數(shù)據(jù)、應(yīng)答器恢復(fù)為既有狀態(tài)。

該方案優(yōu)點(diǎn)：不影響正常運(yùn)輸秩序。

該方案缺點(diǎn)：每個施工天窗內(nèi)均需更換TCC軟件、TSRS軟件及應(yīng)答器2次，頻繁更換軟件、應(yīng)答器存在較大的安全風(fēng)險，且縮短了聯(lián)調(diào)聯(lián)試試驗(yàn)時間。因此，需多個天窗進(jìn)行試驗(yàn)，這樣又反過來造成軟件、數(shù)據(jù)的多次更換，增大施工安全風(fēng)險。

方案二：運(yùn)營動車組在察素齊站停車，人工轉(zhuǎn)換控車模式。

第一個施工天窗內(nèi)更換臺閣牧站、6號中繼站的TCC軟件和TSRS軟件，臺閣牧至6號中繼站區(qū)間更換應(yīng)答器，聯(lián)調(diào)聯(lián)試結(jié)束時的最后一個施工天窗內(nèi)點(diǎn)畢前將軟件、應(yīng)答器恢復(fù)為既有狀態(tài)，這期間需調(diào)整動車組控車方式。上、下行動車組列車在察素齊站停車后，調(diào)度所下達(dá)調(diào)度命令，由司機(jī)人工切換控車模式，完成C2/C0、C0/C2切換。

該方案優(yōu)點(diǎn)：聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間只需要更換TCC、TSRS軟件和應(yīng)答器2次，更換次數(shù)少、施工安全風(fēng)險較小。

該方案缺點(diǎn)：對運(yùn)輸組織影響較大，聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間需要所有動車組列車在察素齊站停車進(jìn)行人工轉(zhuǎn)換控車模式，并且每次轉(zhuǎn)換模式均需調(diào)度人員發(fā)布調(diào)度命令，同時還會造成所有運(yùn)行動車組列車晚點(diǎn)近10 min。

方案三：動車組全線采用LKJ模式控車。

第一個施工天窗內(nèi)更換臺閣牧站、6號中繼站的TCC軟件和TSRS軟件，臺閣牧至6號中繼站區(qū)間更換應(yīng)答器，聯(lián)調(diào)聯(lián)試結(jié)束時的最后一個施工天窗內(nèi)點(diǎn)畢前將軟件、數(shù)據(jù)、應(yīng)答器恢復(fù)為既有狀態(tài)。聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間調(diào)整動車組控車方式，動車組全線按LKJ模式控車。

該方案優(yōu)點(diǎn)：聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間只需要更換TCC、TSRS軟件和應(yīng)答器2次，更換次數(shù)少、施工安全風(fēng)險較小，同時司機(jī)不需頻繁切換動車組控車模式，調(diào)度所無需頻繁下令，安全風(fēng)險較小。

該方案缺點(diǎn)：對運(yùn)輸組織影響最大，聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間所有動車組列車都會晚點(diǎn)近20 min。

方案四：軟件一次更換到位，聯(lián)調(diào)聯(lián)試施工天窗點(diǎn)內(nèi)只更換部分應(yīng)答器數(shù)據(jù)。

在聯(lián)調(diào)聯(lián)試前進(jìn)行一次封鎖，將臺閣牧、6號中繼站TCC軟件以及TSRS軟件更換為C2貫通后的新版軟件。臺閣牧至6號中繼站區(qū)間應(yīng)答器按照C2貫通后的情形布置，上行拆除B5090、B5092、B5094、B5096、B5182應(yīng)答器組，增設(shè)B5104、B5128應(yīng)答器組；下行拆除B5091、B5097、B5099應(yīng)答器組，增設(shè)B5119應(yīng)答器組，調(diào)整B5093應(yīng)答器組位置，如圖2、3所示。日常行車時，將等級轉(zhuǎn)換報文寫入特定的3組連續(xù)區(qū)間應(yīng)答器中，以滿足正常運(yùn)營C0/C2級間轉(zhuǎn)換需要；聯(lián)調(diào)聯(lián)試時只需將寫有等級轉(zhuǎn)換報文的應(yīng)答器更換報文即可，上下行共需更換6臺應(yīng)答器。

圖2 C2貫通前臺閣牧至中繼6區(qū)間應(yīng)答器布置Fig.2 Schematic diagram of balises layout from Taigemu to relay 6 section before CTCS-2 through

圖3 C2貫通后臺閣牧至中繼6區(qū)間應(yīng)答器修改布置Fig.3 Schematic diagram of modified layout of balises from Taigemu to relay 6 section after CTCS-2 through

該方案優(yōu)點(diǎn)：軟件和應(yīng)答器一次更換到位，每次聯(lián)調(diào)聯(lián)試只需要更換6臺應(yīng)答器報文，極大地降低了更換軟件、數(shù)據(jù)過程中錯換、漏換的風(fēng)險，同時該方案不需調(diào)整動車組列車控車模式。

該方案缺點(diǎn)：由于設(shè)置臨時C0/C2級間轉(zhuǎn)換點(diǎn)的位置向包頭方向（高速方向）移動2 km，對動車組運(yùn)行時分有小于1 min的影響。

3.2 方案確定

通過對上述4個方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，方案四雖然對動車組運(yùn)行時分有小于1 min的影響，但在動車組實(shí)際運(yùn)行中可以忽略，最終確定采用方案四。

4 方案實(shí)施

日常行車時，上行在B5104、B5118、B5128應(yīng)答器報文中增加級間轉(zhuǎn)換報文（ETCS-41包），下行在B5093、B5105、B5119應(yīng)答器報文中增加級間轉(zhuǎn)換報文（ETCS-41包），以滿足日常的動車組運(yùn)營需求。聯(lián)調(diào)聯(lián)試時，將上述6組不含級間轉(zhuǎn)換功能的應(yīng)答器報文提前寫入備用應(yīng)答器中，在聯(lián)調(diào)聯(lián)試施工天窗給點(diǎn)后安排6組人員更換上述6組應(yīng)答器，點(diǎn)畢前恢復(fù)。

方案實(shí)施過程中，每次更換應(yīng)答器組僅需10 min，48個測試序列僅用5個施工“天窗”完成，期間未發(fā)生數(shù)據(jù)錯誤或施工延點(diǎn)問題。

5 結(jié)束語

地面列控系統(tǒng)的各組成部分相互聯(lián)系、相互影響，所以涉及既有線列控系統(tǒng)改造的工程需要對方案進(jìn)行反復(fù)的研究、細(xì)化，以達(dá)到兼顧安全、運(yùn)輸與工程的目的。