适应300～350km/h动车组下线运行既有线C2改造方案研究

袁 娟

*中铁第一勘察设计院集团有限公司 工程师，710043 西安

2007年，我国铁路实施第六次大面积提速，在京哈、京沪、京广、陇海、浙赣、胶济、武九、广深线等既有干线的有条件区段，投入使用动车组，运行速度达到200 km/h及以上。对应信号系统也进行了既有线CTCS-2级列控系统改造，满足动车组ATP以一次曲线模式控制安全运行的要求。本文主要讨论在改造工程量最少的前提下，实现300～350 km/h动车组下线运行所需的列控系统改造方案。

1 既有线CTCS-2级适应300～350 km/h动车运行必备的条件

由于300～350 km/h动车组下线运行是在客运专线网络形成之前的过渡方式，而对于既有线C2的改造必然对运输产生巨大的影响，所以，没必要将既有线C2完全升级为客专C2，应分析既有线C2适应300～350 km/h动车组运行所必备的条件，对既有线C2进行简单改造，使其能适应300～350 km/h动车组下线运行即可。

300～350 km/h动车组的C2车载设备与既有线C2动车组车载设备，在结构、功能、工作模式以及对列控信息的处理逻辑上基本一致，主要不同之处如下。

1．既有线C2动车组由LKJ提供里程信息和车站名信息，300～350 km/h动车组无LKJ设备，运行至既有线C2区段将无法获得里程信息和车站名信息，影响司机对动车组运行情况的掌握，对司机驾驶有一定影响。

2．既有线C2动车组由磁钢提供过分相信息，300～350 km/h动车组要求应答器提供过分相信息，运行至既有线C2区段将无法获得过分相信息，影响动车正常运行。

所以，必须在既有线C2区段适当位置的应答器中，增加 ETCS-72(文本信息包)，ETCS-79(里程信息包)以及ETCS-68(特殊信息包)，以满足300～350 km/h动车组的下线运行。

2 既有线CTCS-2级列控方案存在的不足

受技术水平、既有线信号设备状况、工程投资、系统设备开发周期等因素的限制，既有线CTCS-2级列控系统技术方案存在一些不足之处。

为了适应300～350 km/h动车组下线运行，需要对既有列控系统进行改造，如果在改造的过程中，能够通过增加少量投资和工程量，对临时限速的设置原则进行修改将是很有意义的。既有线CTCS-2级列控系统列控中心单方向临时限速管辖范围如图1所示。

图1 既有列控中心临时限速管辖范围示意图

列控中心单方向临时限速的管辖范围从本站进站口开始至前方站出站信号机处，每个临时限速管辖范围内仅允许设一处临时限速。当站内正线发车进路或离去区段内有临时限速时，该临时限速信息并未发送至运行于区间的动车组，需对应的进站信号机降级点黄灯、接近区段发黄码，以保证动车组运行安全。但对于普速列车，由于运行速度低，制动距离短，即使离去区段有临时限速，对应的进站信号机也可不降级。对于既有线动车组、普速列车混合运行的运输模式，进站信号机的降级显示降低了普速列车的通过能力。

如果取消进站信号机降级显示，需延长临时限速的管辖范围，按照客专CTCS-2级的要求，管辖范围应为从本站进站口开始，至前方站出站口第2个有源应答器组再增加1个制动距离延伸100m+100m的45 km/h限速区段，如图2所示。

图2 客运专线CTCS-2临时限速管辖范围示意图

但是，管辖范围延长后又带来另一个问题，由于既有线车站之间的距离较短，且既有线改造、养护等施工频繁，经常发生一个临时限速管辖范围内同时需要不同级别限速的运输要求。如果每个临时限速管辖范围内仅允许设一处临时限速，势必影响既有线的正常运营。所以，在延长临时限速管辖范围的同时，必须保证管辖范围内可设多处限速(目前铁路客运专线技术管理办法中规定为3处)。

为了取消降级显示，减少既有线上动车组运行对普速列车的影响，将临时限速设置进行升级改造是必要的。

3 既有线CTCS-2级列控系统改造方案

3.1 应答器中增加 ETCS-72，ETCS-79以及ETCS-68报文信息内容

为了尽量减少对既有应答器报文的修改，分相区应答器与区间应答器组或进站应答器组共用，满足该应答器至分相区的距离为列车按该区段线路允许速度运行大于5s的距离。与分相区相邻的连续2组应答器组提供过分相信息，正、反向均如此设置。由于过分相信息有方向性，需成对设置，若既有区间应答器为单个设置，为了减少对既有应答器报文的修改，将新增应答器就近设于区间应答器组内，不改变组内第1个应答器的位置，也不改变既有应答器组之间的链接关系，如图3所示。

图3 组内增加应答器位置示意图

如按照铁科技 ［2009］ 143号文的要求，在每个区间应答器组内写入ETCS-72包和ETCS-79包报文，可能造成所有的既有应答器容量均不足，需要大量增加应答器，改造工程巨大;另一方面，由于ETCS-72，ETCS-79报文信息不参与控车逻辑，仅在DMI上显示供司机驾驶参考之用，因此可在部分容量满足要求的应答器中写入该信息包即可，如在新增的过分相应答器内写入该报文，减少应答器的修改量，减少行车干扰。

3.2 修改临时限速设置原则

维持既有临时限速下发途径不变，对既有线CTCS-2级列控系统临时限速设置原则进行升级，临时限速设置流程、临时限速管辖范围、管辖范围内临时限速的数量、限速区长度、限速等级等设置原则，均按照客专CTCS-2级列控系统的标准进行改造。

列控中心单方向临时限速管辖范围内仅能设一处临时限速，是受当时有源应答器报文为预存储方式限制，每增加一处限速，列控中心预存储的报文就要成指数倍增加。所以，要将临时限速管辖范围内的临时限速数量增加到3处，必须对列控中心的软件和硬件 (更换个别功能板卡即可)进行升级，使其支持动态组帧算法。

4 结论

既有线 CTCS-2级列控系统增加 ETCS-72，ETCS-79以及ETCS-68报文之后，能够适应300～350 km/h动车组下线运行。为了提升系统的安全性和运输效率，同时应对既有线CTCS-2级临时限速设置原则进行升级，使既有线CTCS-2级列控系统更加完善。

郑西客运专线于2010年年初开通运营，西宝客运专线将于2013年建成开通，这期间，为了扩大乘客的乘车选择，提高铁路运输的竞争力，将300～350 km/h动车组的运行区间扩大至宝鸡，为此对陇海线西宝段列控系统进行改造，于2010年11月完成开通，至今运用良好，证明了本设计方案的正确性，可供类似项目借鉴。

［1］ 石先明．客运专线CTCS-2级列控系统设计方案探讨［Z］ ．2007年铁路通信、信号、信息专业工程设计年会论文集.

［2］ 齐亚娜，聂影．既有线200km/h区段CTCS-2地面配套改造方案研究［J］ ．中国铁路，2006，5.

［3］ 邹少文．列控系统临时限速设计方案探讨［J］ ．铁道工程学报，2008(2).