郑州-西安客运专线CTCS-3级列控系统联调联试

何春明 陈 盈 石海丰 谢曙光 任德学

（北京和利时系统工程有限公司，北京 100176）

1 概述

郑州西安客运专线为双线铁路，位于河南、陕西两省境内，自郑州西站至西安枢纽西安北站。全线正线长度458.279 km，运营速度350 km/h，正线线间距5.0 m，一般最小曲线半径7 000 m，最大坡度20‰，到发线有效长700 m。共设桥梁159座314 995 m，桥梁长度占全长的68.73%，共设置郑州西、新荥阳、新巩义、洛阳南、新渑池、新三门峡、新灵宝、新华山、 新渭南、新临潼、西安北等11个车站。

郑西客运专线从2005年9月份开工建设，历经4年多艰苦奋斗，各参建单位坚持以科学发展观统领工程实践，以建设世界一流客运专线为目标，高标准、高质量、高效率地推进工程建设，技术创新取得重要成果，全线如期进入工程收尾和验收阶段，联调联试等各项运营准备工作取得重要进展。

郑西线CTCS-3级列控系统地面设备无线闭塞中心（RBC）和车载设备由和利时/安萨尔多公司提供，该平台按照CTCS-3总体技术方案设计，满足列车在350 km/h的高速下安全、可靠运营的需求。

2 联调联试目的

联调联试目的是测试和验证郑西客运专线CTCS-3级列控系统的功能、安全性、可靠性、可用性和可维护性等。根据试验结果，对发现的问题进行整改，对软件进行升级，同时结合相关子系统的静态测试数据和结论，为系统结构完善与优化、系统验收与开通、制定运营组织方案和规章制度、指导系统维护管理提供依据。

1）验证CTCS-3级列控系统在350 km/h及以上速度运行条件下的功能：能否正确地通过GSM-R网络传输列控信息/命令；能否正确地实现RBC与RBC之间的控制权切换；能否正确地实现CTCS-3级与CTCS-2级之间的等级转换；能否正确地控制列车运行。

2）按照CTCS-3级列控系统系统总体方案和需求规范等相关规范的要求，验证本线CTCS-3级列控系统能否正确地实现各种模式、场景的管理和控制要求。

3）验证无线闭塞中心与CTC系统、车站联锁系统、GSM-R无线网络之间的接口关系，临时限速服务器与CTC系统、列控中心之间的接口关系。

4）验证郑西客运专线CTCS-3级列控系统与其他客运专线CTCS-2级列控系统的兼容性，装备CTCS-2级列控车载设备的动车组能否正确地接受地面发送的列控信息/命令，能否正确控制列车运行，能否满足客运专线应答器报文兼容性需求。

5）验证郑西客运专线列车下其他CTCS-2级线路和动车组进出动车所列控系统的控车功能和级间转换功能。

6）验证CTCS-3级列控系统以及后备的CTCS-2级列控功能在各种典型故障模式下的故障-安全性。

3 联调联试内容

CTCS-3级列控系统联调联试通过模拟各种典型运营场景，对客运专线CTCS-3级列控系统的基本功能、总体性能、相关技术条件，RBC的基本功能，RBC与联锁系统的接口关系，后备模式CTCS-2级列控系统的功能等进行验证。

每个试验区段功能试验分为两个阶段进行。

1）CTCS-3系统功能试验

主要验证郑西客运专线CTCS-3级列控系统所具备的CTCS-3系统的功能、后备模式CTCS-2系统的功能以及CTCS-2、CTCS-3系统相关控车信息的一致性。

2）跨线列车CTCS-2功能试验

主要验证装备其他制式CTCS-2车载设备动车组在郑西客运专线的适应性。联调联试期间，同步结合进行联锁系统、CTC系统以及地面系统接口关系的测试。

3.1 客运专线CTCS-3级列控系统

按照CTCS-3的主要运营场景来划分，联调联试包括注册与启动、注销、移动授权、临时限速、自动过分相、RBC切换、级间转换、降级运行、灾害防护、进出动车段、调车、重联与摘解、特殊进路、大号码道岔等19个运营场景，共 114个案例。

测试案例以动态测试（测地面）为主，联调联试中需在实施方案中结合测试案例和进路条件等编制测试序列。

1）运营场景1：列车注册与启动（15个案例）；

2）运营场景2：注销（2个案例）；

3）运营场景3～5：移动授权、临时限速、调车功能（49个案例） ；

4）运营场景6：自动过分相（3个案例）；

5）运营场景7：RBC-RBC切换（4个案例） ；

6）运营场景8：级间转换（6个案例） ；

7）运营场景9：降级运行（故障模拟试验，8个案例） ；

8）运营场景10：进出动车段（4个案例） ；

9）运营场景11：灾害防护（3个案例） ；

10）运营场景12：重联与摘解（3个案例） ；

11）运营场景13：多车注册与运行（3个案例）；

12）运营场景14：密钥管理（集成商配合，2个案例） ；

13）运营场景15：CTCS-3/CTCS-2数据一致性测试（3个案例） ；

14）运营场景16：文本、声音信息提示（2个案例） ；

15）运营场景17：特殊进路试验（2个案例） ；

16）运营场景18：大号码道岔（4个案例） ；

17）运营场景19：全线拉通测试（2个案例）。

3.2 CTCS-3级列控系统后备模式功能试验

通过CTCS-3级列控系统后备模式CTCS-2功能试验，验证CTCS-3级列控系统地面设备提供CTCS-2级列控信息的正确性。CTCS-2级与CTCS-3级列控系统级间转换以及控车信息一致性试验在CTCS-3级列控系统试验中完成。

1）运营场景1：正线拉通试验

正线拉通试验按总计划分段进行，包括从郑州-西安上下行全线。通过拉通试验，验证地面系统提供的CTCS-2级列控信息的正确性。

2）运营场景2：控车模式及模式转换试验

列控车载设备根据不同的地面信息条件，可实现不同模式之间的转换，通过测试列控车载设备不同模式之间的转换条件、转换时机和速度监督等，验证地面系统提供控车信息的正确性。

3）运营场景3：正线发车、停车和通过试验

根据地面控制信息和进路条件，测试CTCS-2等级下正线发车、停车与通过功能，验证地面控制信息的正确性。试验地点为全线所有车站正线。

4）运营场景4：侧线发车、停车和通过试验

根据地面控制信息和进路条件，测试CTCS-2等级下侧线发车、停车与通过功能，验证地面控制信息的正确性。试验地点为全线所有车站主要侧线。

5）运营场景5：临时限速试验

测试列控车载设备接收到临时限速信息后的反应，验证地面临时限速服务器下达临时限速命令的正确性、信号降级、临时限速管辖范围、临时限速命令的撤消时机等。

6）运营场景6：引导接车

测试列控车载设备引导接车功能，验证地面办理引导接车进路功能。试验地点选择主要的车站侧线进路。

7）运营场景7：反向运行

测试列控车载设备反向运行时的控车功能，验证地面应答器链接关系、应答器数据、地面码序、上下行载频切换的正确性。

8）运营场景8：冒进防护试验

测试地面设备故障导致信号突然关闭时列控车载设备的防护功能，验证地面线路数据和动车组制动性能的一致性。试验地点选择在区间连续下坡道和进站信号机外方。

9）运营场景9：自动过分相试验

测试列控车载自动过分相功能，验证地面过分相预告和执行应答器报文的正确性。测试时设置200 km/h和250 km/h两个速度级。

10）运营场景10：应答器信息丢失试验

测试应答器丢失时列控车载设备的正确反应，验证地面应答器的链接关系、链接反应和数据冗余。

11）运营场景11：故障模拟试验

测试地面系统典型故障条件下列控车载设备的反应，验证列控系统的故障-安全功能。

12）运营场景12：灾害防护试验

验证列控中心与防灾系统的接口，以及灾害报警信息发出后列控系统的正确反应。灾害系统主要考虑落物灾害。

13）运营场景13：大号码道岔试验

测试动车组通过大号码道岔时的速度监督功能，验证通过大号码道岔时应答器报文的正确性。测试地点选择在经过大号码道岔的进路。

3.3 跨线列车兼容性试验

跨线列车为装备客运专线CTCS-2级列控车载设备的动车组，跨线列车兼容性试验应包含3.2中所有试验内容，试验进路只选择典型进路。增加运营场景14。

14）运营场景： 联络线测试

4 联调联试方法

联调联试试验过程中各单位密切协作，共同配合完成试验测试内容。

1）测试序列安排：根据测试案例和列控系统功能特征，结合郑西线信号系统设备布置和线路条件编制测试序列，试验进路覆盖所有股道。

2）地面配合条件：根据测试案例要求， 试验前准备试验条件，包括进路要求、地面故障模拟、监测设备要求等，试验组织单位提供配合条件。

3）试验速度：RBC-RBC切换、级间转换等测试项目结合不同速度级进行试验。

4）监测设备：列控系统试验时，在GSM-R核心机房、信号机械室、试验动车组配置监测记录设备，对GSM-R网络接口、RBC、列控车载设备进行全程监测。

5）联调联试过程中，对CTC、车站联锁设备进行同步测试，验证CTC、联锁与RBC的接口功能，对GSM-R网络承载列控数据业务性能跟随试验动车组全程监测分析。

5 联调联试的实施

联调联试及试运行时间为2009年7月至2010年1月，历时半年多时间。

5.1 联调联试阶段

联调联试计划分段进行，第一段为郑州—洛阳南，第二段为巩义南—洛阳南—灵宝西， 第三段三门峡南—临潼东—西安， 最终进行郑州—西安全线拉通。联调联试工作完成后， 在郑州—西安进行试运行。联调联试初期采用轨道车进行试验，后期采用最终使用的动车组进行试验。

第一段： 郑州—洛阳南

区段长度为120.85 km，联调联试于2009年7月上旬至8月中旬进行。

该区段有郑州西、荥阳南、巩义南、洛阳南4座车站，安排轨道车进行CTCS-2级列控功能试验和CTCS-3级列控功能试验。

第二段：巩义南—洛阳南—灵宝西

区段长度为216.5 km，联调联试于2009年9月上旬至10月下旬进行。

该区段有巩义南、洛阳南、渑池南、三门峡南、灵宝西5座车站，安排轨道车、动车组进行CTCS-2级功能试验和CTCS-3级联调联试。

第三段： 三门峡南—临潼东—西安

区段长度226.77 km，联调联试于2009年11月至12月进行。

该区段有三门峡南、灵宝西、华山北、渭南北、临潼东、西安等6座主要车站，安排轨道车、动车组进行CTCS-2级功能试验和CTCS-3级列控系统联调联试。

第四段：全线拉通试验

全线拉通试验于2009年12月至2010年1月进行。

安排动车组进行全线拉通试验，以及VV试验等。

5.2 试运行阶段

试运行于2010年1月至2010年2月进行。分为以下四个阶段。

1）第一阶段：故障模拟。

2）第二阶段：追踪测试。

3）第三阶段：运行图参数测试及应急演练。

4）第四阶段：满图运行，同时进行供电能力测试。

6 结论

在铁道部、CTCS-3攻关组、集成商、郑州铁路局、西安铁路局、和利时/安萨尔多等各单位、各部门的大力协作下，各单位坚持“高标准、讲科学、不懈怠”，轻看成绩，重看问题，切实增强忧患意识和责任意识，紧紧抓住安全最关键、最本质、最核心的问题，采取最有力的措施，在联调联试阶段抓紧完成收尾工程和各项运营准备工作，确保了郑西高铁的如期开通运营，也为CTCS-3级列控系统的试验验证探索出了一条成功之路。

[1]科技运[2009]59号 CTCS-3级列控系统系统测试案例[S]．

[2]科技运[2008]127号 CTCS-3级列控系统系统需求规范（SRS）[S].