樞紐內RBC切換方案優化研究

池春玲，張敏慧

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司，武漢 430063)

1 RBC切換基本需求分析

1）RBC 切換對單個RBC 管轄范圍的需求分析

動車組列車在一般運行過程中，RBC 給出的行車許可范圍至少應是列車最大常用制動距離+20 s 無線中斷時間內列車走行距離。目前RBC 切換僅支持在兩個RBC 間進行交權，如果接管RBC 的管轄范圍小于20 s 無線允許中斷時間內列車走行距離+列車最大常用制動距離的長度，則C3 列車可能會降速通過RBC 切換點。

為避免C3 列車降速通過RBC 切換點，單個RBC 的管轄范圍每一通過方向的長度應大于20 s 無線允許中斷時間內列車走行距離+列車最大常用制動距離的長度。

2）RBC 切換點選擇與閉塞分區關系的需求分析

RBC 計算邏輯以一個閉塞分區為界建立區段“使用”狀態，因此，如果RBC 切換點以某軌道區段的分割點作為RBC 邊界時，當列車占用移交RBC和接管RBC 共同管轄的閉塞分區時，接管認為本閉塞分許占用，向移交發出有條件緊急停車消息，車載接收到的移動授權縮短至RBC 切換邊界，造成列車緊急制動。《鐵路信號設計規范》（TB10007-2017）中也明確要求“RBC 切換點應設置在閉塞分區分界點處”。

RBC 的切換除上述基本需求外，還應注意避開MSC 切換點、盡量避免分相區，以減少RBC 切換不成功的概率、盡量避免切換不成功列車停在分相區的情況。

2 樞紐內RBC切換受限因素分析

考慮上述RBC 切換的基本需求，樞紐內RBC設置方案主要受限于線路站場的工程條件，具體分析如下。

1）單個RBC 管轄范圍影響

樞紐工程中，由于多線在單站或某幾個站點匯集，在某些線路的某方向別上單個RBC 的管轄范圍有時難以滿足20 s 無線允許中斷時間內列車走行距離+列車最大常用制動距離的長度，為RBC 切換帶來困難，需要進一步調整RBC 的管轄范圍，并可能影響其他系統的設置方案。

2）降級后C2 轉C3 等級轉換點的制約

一般車站離去口地面應答器設置中均考慮了C2 →C3 級間切換。為避免C2 切換為C3 后，由于前方RBC 移交尚未開始，C3 的移動授權截止到RBC 切換點造成C3 車載輸出緊急制動導致列車停車，科技運［2010］21 號文件要求C2 →C3 等級轉換應答器執行點距列車運行RBC 切換點之間的距離不得小于列車以等級轉換點處設計速度運行時的最大常用制動距離。在樞紐內站間常出現不滿足C2 轉C3 的等級轉換點與RBC 切換點的距離要求，需要將RBC 邊界和降級后的等級轉換點距離拉開，可在越過RBC 切換點后設置降級后的等級轉換點。

3）聯鎖邊界的制約

樞紐地段，由于聯絡線短，或工程分階段建設，后期正線引入樞紐工程聯鎖邊界一般在進站口，對于發車方向、進站口并非閉塞分區分界口，無法滿足RBC 切換點設置在閉塞分區分界點的條件，故RBC 切換點需調整至其他閉塞分區的分界點，此時RBC 切換點與車站聯鎖的集中區分界不一致，需增加相鄰聯鎖間的信息接口。在樞紐工程設計中可酌情考慮聯鎖邊界的設置地點，盡量避免聯鎖之間因RBC 邊界與聯鎖邊界不同而傳遞額外的信息。

3 樞紐內典型場景下RBC切換方案分析

1）C3 場間渡線RBC 切換方案

復雜樞紐，為了實現部分股道共用或實現轉線作業等情況在場間設了渡線道岔，渡線位置一般有兩種情況，一是股道外側，二是股道上，如圖1、2所示。

圖1 渡線道岔在兩場股道外方Fig.1 Crossover point is in advance of the tracks of two yards

圖2 渡線道岔在兩場股道間Fig.2 Crossover point is between the tracks of two yards

當復雜樞紐站因相關工程條件限制需分場設置RBC 時，場間需要進行RBC 移交，由于渡線不滿足RBC 移交條件，需要采取其他方式實現兩場間的RBC 移交。下面對圖1 的 RBC 移交方案進行分析,圖中渡線納入II 場道岔控制,圖2 與圖1 方案一樣。

方案一：先C3 →C2、再C2 →C3 的方式實現RBC 移交。

如圖1 列車從I 場下行經渡線向II 場正線通過時，由客專1 經I 場下行咽喉接入xG，接車采用C3 控制模式；經由渡線向II 場正線發車時，利用Xx 出站應答器組中的有源應答器發送等級轉換信息包41，使其兼作等級轉換預告應答器組YG-3/2；在RBC1 數據中配置至SA 出站口（II 場客專正線），在距Xx 出站信號機距離大于5 s 的行駛距離與約450 m 之和的位置執行等級轉換指令，實現C3 →C2 的自動轉換，且要求執行點的位置距SA出站口距離大于一個常用制動距離（若咽喉區長度不夠，則需要將等級轉換點前移，可能越過SA 進站信號機）。列車發車進入II 場正線后，在II 場出站口呼叫RBC2，并在II 場正線上實現C2 →C3 切換。

列車從II 場上行經渡線進入I 場時，由II 場客專經II 場上行咽喉經由渡線接入I 場xG，接車采用C3 控制模式。利用II 場SA 進站應答器組中的有源應答器發送41 包，使其兼作等級轉換預告應答器組；利用Xx 出站應答器組中的有源應答器發送41包，使其兼作等級轉換執行應答器組ZX-3/2。動車組進入xG 后，自動切換為C2 控制模式（一般來說xG 側線股道線路允許速度80 km/h，股道長度大于550 m，基本滿足一個常用制動距離），同樣，RBC2需要配置渡線至Sx 出站信號機的數據；動車組進入xG 后，自動切換為C2 控制模式；C2 模式發車進入客專1 正線后，在I 場出站口呼叫RBC1 并在客專1正線實現C2 →C3 切換。

此方案RBC 數據延伸覆蓋對方站的數據是采用由聯鎖代傳的方式實現的，即采用由聯鎖互傳相關進路信息，聯鎖再與各自連接的RBC 或TCC 交互進路信息，由RBC 或TCC 控制發送行車信息。

方案二：C3 接車，人工切C2 發車。

如圖1 所示，列車從I 場下行經渡線向II 場正線通過時，由客專1 經I 場下行咽喉接入xG，接車采用C3 控制模式，由于RBC1 數據配置至Xx 出站信號機，動車將在Xx 前方停車；在xG 停車后，由司機再人工切為C2 模式由xG 往客專2 下行發出，發車進入客專2 正線后，在II 場出站口呼叫RBC2并在客專2 正線實現C2 →C3 切換,切為C3 由RBC2 控車。

列車從II 場上行經渡線進入I 場時，由II 場客專經II 場上行咽喉經由渡線接入I 場xG，接車采用C3 控制模式。RBC2 的數據配置至Sx 出站信號機的數據，在xG 停車后由由司機人工切為C2 模式由xG 往客專1 上行發出，發車進入客專1 正線后，在I 場出站口呼叫RBC1 并在客專1 正線實現C2 →C3切換，切為C3 由RBC1 控車。

本方案也可以采用在股道上重啟ATP，人工輸入RBC 電話號碼，選擇目標目視模式行駛至出站信號機應答器（收到位置信息后）按C3 發車。

方案一實現了C2/C3 自動切換，無需司機確認，由車載自動執行。缺點是需要設置C2/C3 級間轉換點，若咽喉區或股道長度不足于設C2/C3 級間轉換執行應答器時，RBC 跨場覆蓋的數據就需要延伸到對方站的站外，聯鎖需要轉發的信息較多。

方案二無需設置級間轉換應答器，列車應在股道必須停車，人工切為C2 發出或重啟ATP，人工輸入RBC 電話號碼。不管是哪種方式，都增加司機的工作量。

為減少司機工作量，應盡量選擇設置地面應答器方式實現自動切換，即選擇方案一，即場間設渡線的兩個車場，應采用先C3 →C2、再C2 →C3 的方式實現RBC 移交。

2） 短聯絡線RBC 切換方案

樞紐工程中客專正線一般直接接入樞紐站其中一個場，為實現轉場或轉線作業，往往還設有聯絡線接入另一個場，受限工程條件，兩場分設RBC。若聯絡線過短，不滿足RBC 切換時，根據站場布局情況可采用以下方案。

方案一：調整聯絡線與樞紐站間的RBC 控制范圍。

通過調整聯絡線與樞紐站間的RBC 控制范圍，將RBC 切換點移到合適的位置。

譬如：鄭徐高鐵引入徐州東站，正線引入徐州東徐淮場，通過聯絡線接入京滬場，鄭徐高鐵接入徐州東站正線設鄭徐RBC3,徐州東京滬場由京滬RBC7 管轄，徐州東聯絡線較短，無法滿足京滬RBC7 和鄭徐RBC3 的移交，有兩種調整RBC 管轄范圍的方式。

方式一，將徐州東線路所納入京滬高鐵RBC7 管轄，京滬RBC7 與鄭徐RBC3 的移交移至正線中繼20與徐州東線路所集中區分界點處，如圖3 所示。

方式二：將京滬場納入鄭徐RBC3，鄭徐RBC3在京滬高鐵正線與京滬高RBC6 和RBC7 移交，同時調整既有京滬RBC7 的管轄范圍。

圖3 樞紐RBC管轄聯絡線及線路所示意圖Fig.3 Schematic diagram of liaison line and block post dominated by terminal RBC

兩種方式均需要調整既有京滬RBC7 的管轄范圍，方式一是增加RBC7 管轄范圍，方式二是減少京滬RBC7 的管轄范圍，從減少對既有鐵路運輸影響來說，方式一相對較小，但方式一受既有京滬RBC7 的容量影響，僅當京滬RBC7 控車容量及RBC-CBI 滿足接入徐州東線路時方可采取方式一。

方案二： 聯絡線C2 接入樞紐方案。

如圖4 所示，在徐州東聯絡線上設置C3 →C2等級轉換應答器，C3 動車組轉為C2 模式接入徐州東京滬場，往上海方向運行時利用在京滬場出站口設置的C2 →C3 等級轉換應答器自動轉為C3 模式運行。從京滬場往鄭徐高鐵正線發車時，利用京滬場股道出站應答器組中的有源應答器發送41 包，使其兼作等級轉換預告應答器組，在京滬場出站口設置執行應答器組。

圖4 聯絡線上切為C2接入徐州樞紐Fig.4 Transit to C2 on the liaison line and joint with Xuzhou terminal

從減少樞紐級間轉換的角度來說，應采用方案一。即新建C3 線路通過短聯絡線接入既有C3 樞紐站（場），為了解決短聯絡線無法滿足RBC 移交的問題，在既有C3 樞紐站（場）所屬RBC 的控制容量足夠的前提下，宜將聯絡線及控制聯絡線的線路所納入樞紐RBC 控制的方案，將RBC 移交點移至新建線路的正線。

3）RBC 管界過短時RBC 切換方案

對于高速鐵路復雜樞紐，隨著新建C3 線路引入，可能會出現由于單個RBC 在某個列車運行方向上管轄范圍太小的情況。從對RBC 切換要求分析可知，若該RBC 作為接收RBC 的管轄范圍小于20 s 無線允許中斷時間內列車走行距離+列車最大常用制動距離的長度時（以下簡稱“單個RBC 管轄范圍要求”）， C3 列車可能會降速通過RBC 切換點。

如圖5（a）所示，對于先期建設的線路1 來說，RBC1、RBC2、RBC3 的管轄范圍足夠長，不影響RBC 切換；當線路2 和線路3 接入時，受RBC設置條件限制（如RBC 控車能力、RBC-CBI 接口能力等），出現當動車組列車從RBC4 經RBC2 至RBC5 時，由于RBC2 在該列車運行方向上管轄范圍太小，進行RBC 切換時，RBC2 提交給RBC4 的進路信息長度不夠，列車不能以正常速度越過RBC4-RBC2 移交邊界。如圖5（b）所示，當動車組列車從RBC1 經RBC2 再至RBC1 時，RBC2 在該列車運行方向上管轄范圍太小，也會出現同樣的問題。

解決RBC 移交有如下幾個方案。

方案一：調整RBC 管轄范圍。

為保證進行RBC 切換時，不降低列車運行速度，可以通過合理調整RBC 的管轄范圍，保證每個運行方向上RBC 管轄的線路長度不得小于“單個RBC 管轄范圍要求”。如圖5（a）所示，調擴大RBC2 往線路2 和線路3 方向上的管轄范圍，使得RBC2 與RBC4 移交時距離均滿足“單個RBC 管轄范圍要求”。

方案二：減少RBC 數量，避免RBC 移交。

若受線路條件限制，RBC 管轄范圍調整也解決不了，如圖5（b）中丙站與C3 線路1 之間的聯絡線長度若不滿足每個運行方向上“單個RBC 管轄范圍要求”，此時，只能減少RBC 的移交數量，取消RBC2，將RBC2 管轄范圍的線路由RBC1 管轄，這樣實際上甲站的兩個場要求合場設置RBC。

方案三：切C2 方式。

圖5 相鄰三站的站間距離與RBC管轄范圍關系示意圖Fig.5 Relationship schematic diagram of distance between the adjacent three stations and RBC dominated limits

受站場布局影響，方案一和方案二均無法實施時，可通過將部分進路調整為C2 級列控系統，以解決RBC 移交問題。如圖5（a）RBC4 進入RBC2前切為C2，即在RBC2-RBC5 之間設置C3 →C2 等級轉換點，在RBC2-RBC5 之間設置C2 →C3 等級轉換點。

方案四：降速運行。

在無法調整RBC 的控制范圍時，為實現C3 貫通運行且滿足RBC 的正常移交，RBC 在不滿足每個運行方向上 “單個RBC 管轄范圍要求”時，可以根據實際線路長度情況，降低運營速度，以達到每個運行方向上RBC 管轄范圍最小要求。

方案五：設備改進。

進一步提升RBC 設備的功能，滿足移交RBC能同時與列車運行前方兩個RBC 直接或間接鏈接獲取進路信息的能力。

方案比較：方案一受站場布局的影響，如RBC之間的距離無論如何調整都無法滿足正常移交的距離要求時，方案一無法實現；方案二在樞紐中若出現RBC 無法共場設置時，此方案也無法實現，而方案三沒有實現C3 貫通，方案四降低運行效率。急需設備進行改進采用方案五，設備改進前，根據站場布局情況采用方案一或方案二。

4 結束語

受站場布局限制，樞紐內經常出現短聯絡線、短站間距無法滿足RBC 正常移交要求，此時則需要采取特殊移交方式或者調整聯絡線引入樞紐站的C2、C3 列控等級制式等方案進行處理，本文的研究成果對特殊樞紐內RBC 的設置及切換的工程設計具有較好參考和借鑒意義。