青藏铁路那曲物流中心ITCS系统方案研究

2013-09-04王朝存

铁道标准设计 2013年2期

王朝存

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安 710043)

1 概述

青藏线格拉段那曲站为青藏铁路有始发终到列车作业的一中间站，本次物流中心引入后，为了满足物流中心特殊的作业要求，在既有到发线5条(含正线)基础上，增加3条到发线，增加48组联锁道岔;在车站对侧横列布置散堆装物流区的装卸线，从车站站房同侧北咽喉引出综合物流区的装卸线。其中散堆装区的装卸线分为2个线束(每束按2个车列纵列式并排布置)，满足本务机车走行及整列转线、格尔木方面的整列接发车作业。同时根据车站办理始发终到货物列车的需要，设机务折返段，布置在车站南咽喉对侧，并与救援列车基地合建。

针对物流中心战略装车地的要求，以及尽量组织直达、直通列车及编组成组列车的需要，需结合既有那曲站ITCS系统的应用，优化ITCS系统方案和控制范围、控车模式，以提高机车、车辆利用效率和货物送达速度。

2 既有那曲站ITCS系统简介

既有那曲站(如图1上半部分所示)设到发线5条(含正线)，16组联锁道岔，信号控制采用ITCS系统。ITCS系统是集虚拟自动闭塞、车站联锁控制(适合于规模较小车站)和列车运行超速防护控制于一身，基于GSM-R无线通信和GPS卫星定位的信号系统。设置有ITCS系统的无线闭塞中心(RBC)、安全型逻辑控制器(VHLC)以及GPS卫星定位差分站等设备，主要负责采集联锁(计算机联锁)信息、接收CTC行车命令、管理对相邻车站的站间闭塞、管理相邻区间各半个区间内的闭塞分区，以及向列车发送列控信息等任务。其控制模式采用目标距离一次速度曲线控制模式，利用列尾装置实现列车完整性检查。站内列车运行以车载显示作为行车凭证;调车时以地面调车信号机显示运行，同时列控系统提供限速防护。

3 那曲物流中心ITCS系统方案研究

3.1 ITCS系统控制范围的确定

根据物流中心的作业特点，对ITCS的控车范围从以下3个方案进行分析(图1)。

方案1:对那曲站既有ITCS系统进行改造，将新增的 6G、7G、8G、SH1G、SH2G、SH3G、SH4G、SH5G、SH6G、SH7G、SH8G、SH9G、SH10G 股道和相关列车进路、信号机的开放条件、道岔的状态信息，以及既有股道和列车进路全部纳入ITCS系统控制。

该方案的主要优势是:维持全线技术标准统一、便于调度员和司机指挥和操作。不足之处在于散堆装区和既有那曲车站距离较远(最远股道相距约300 m)，现有ITCS系统控制困难，此方案的投资较高，且工期不能满足物流中心工程建设需要;散堆装区作业性质复杂，不利于ITCS系统控制。

方案2:对那曲站既有ITCS系统进行改造，仅将新增的6G、7G、8G股道及相关列车进路，以及既有股道和列车进路纳入ITCS系统控制，其余新增股道及列车进路按地面信号行车。

该方案的主要优势是:能够满足物流中心运输需求，最大程度维持全线技术标准统一，车站规模符合ITCS系统控制能力。此方案投资适中且工期能够满足物流中心工程建设需要，缺点是ITCS系统无法控制散堆装区股道。

方案3:对那曲站既有ITCS系统进行改造，维持ITCS系统控制范围，本次工程引入变化后的咽喉区纳入ITCS控制，其余新增股道及列车进路按地面信号行车。

该方案对于ITCS系统修改来讲，基本没有变化，虽然节省了投资，但是，新增的6G、7G、8G股道不纳入ITCS系统控制，对于进入该两股道的列车运行将造成诸多不便。

综合以上分析和比较，推荐方案2作为物流中心ITCS系统设计方案。1G至5G股道按ITCS系统控制模式接发通过或会让列车;6G、7G、8G股道按ITCS控制模式接车，只接终到那曲站的列车;6G、7G、8G股道发车和散货区其他股道的接发列车按地面信号显示接发列车。

图1 那曲物流中心ITCS系统控制示意

3.2 ITCS系统的修改原则

那曲引入物流中心后，由于其站场规模变化很大，已大于既有那曲站ITCS系统的控制能力、系统容量、范围。需要对ITCS系统进行修改，其原则是维持既有ITCS系统控制范围和功能基础上，仅将新增的6G、7G、8G股道、和相关列车进路，以及既有股道和列车进路全部纳入ITCS系统控制范围，对ITCS系统进行局部修改，最大限度节省工程投资。

3.3 ITCS系统的修改内容

3.3.1 既有ITCS系统的优化

(1)控制范围内的新增信号机(D9、D11、D13、D15)的开放条件、道岔(7/11、17/19、13/15、25、27、31)的状态信息输入至VHLC;对VHLC和RBC的应用软件进行修改;为了正确的描述新的轨道配置和ITCS系统控制区域界限，需要更新ITCS系统所需的线路图。

(2)有1个CBI-VHLC接口与每个相邻站间轨道区间的发车进路设置相关联。包括1个CBI控制的发车请求继电器和1个VHLC控制的发车许可继电器。发车请求继电器向VHLC提供1个输入，发车允许继电器向CBI提供1个输出。由于持续保持2种同样的方式出站，因此该物理界面将不会因车站扩展而受到影响，控制发车允许继电器的VHLC应用软件也不会受到影响。但是需要进行测试，以确认其没有受到任何影响。

(3)当列车在车站限界内丢失位置时，CBI控制车站的VHLC应用软件还将用于LOI区间封锁传输至站间轨道区间。

(4)RBC应用软件用于向OBC发送(从VHLC接收到的)信号和道岔状态信息，并向VHLC发送(从OBC接收到的)虚拟区间占用和LOI封锁状态信息。RBC应用软件将进行修改发送附加信号和道岔状态信息至OBC，并识别OBC报告的区间占用数据的最新配置。

(5)CBI车站控制下ITCS系统的主要功能是当列车在位于车站界限内运行时保持列车位置。当列车驶离干线并进入侧线时，ITCS列车位置功能会导致位置误差。该误差同干线轨道中心线与侧线中心线之间的距离是成比例的。该位置测量误差的最差情况数值将被加入到ITCS安全缓冲设置中，青藏线应用的数值约为6 m。虽然那曲站的扩展将导致一定数量的侧线轨道超出干线中心线和侧线中心线之间的最大距离，但采用ITCS局部控制后，存在问题的股道将不会在更新后的ITCS控制区域内。

(6)ITCS系统切入、切出点的定义

①根据控制区域划分，物流中心需设置3个ITCS系统的切出点。切出点1设在17号道岔前(与综合物流区的切换)，切出点2设在25号道岔后(与散堆装物流区的切换)，切出点3设在J10号道岔前(与机务折返段的切换)。当列车到达切出点时，司机将会得到CLD提示，要求切换到“ITCS OUT”模式。

②当列车从非ITCS控制区域进入ITCS控制区域，列车根据地面信号需要运行到ITCS切入点之后，切入“ITCS IN”模式。良好状态下，每个ITCS切入点尽可能设置在接近进站信号机处，但是这个点需要距离车站足够远的距离，以及要求距离正线20 m的范围内没有平行轨道。切入点必须在单股道范围内，否则系统会关闭OBC。ITCS系统的切入点设置在进站信号机外方，区间第一闭塞分区内。

(7)当配置ITCS系统车载设备的机车在股道上，通信故障、车载设备关机、丢失位置时，仅对本股道有影响，并同时产生一个LOI标识;行车指挥系统采集到这个标识后，仅需消除故障即可，不会对全站的信号造成影响。

3.3.2车站设备更改

那曲物流中心ITCS系统改造共需要增加37个VHLC采集点、4个VGPIO模块、2个端子排，VHLC机柜本身不需要增加。仅需对VHLC和RBC安装新的应用软件EPROMS。

3.3.3 ITCS线路图修改

需要对新增关键点进行GPS卫星测绘，并修订本次工程引起的关键点。