广深港客运专线香港段接入内地段信号系统接口方案研究

■ 陈文华

广深港客运专线香港段接入内地段信号系统接口方案研究

■ 陈文华

针对广深港客运专线香港段接入内地段CTCS-3级列控系统的接口进行重点分析和研究，通过对安全性、可靠性、可维护性、经济合理性等方面进行综合比选，确定实施方案，为列控系统相关工程应用提供参考。

客运专线；列控系统；接口方案；应用

1 广深港客运专线信号系统概况

广深港客运专线是京港高铁的重要组成部分，并兼顾粤港两地城际轨道交通功能，连接广州、东莞、深圳、香港四大发达城市群，目前已与京广高铁、东部沿海高铁连接，未来将与正在建设中的西部沿海高铁、贵广高铁、南广高铁连接，地理位置十分重要。广深港客运专线采用CTCS-3级列控系统，其中香港段（线路允许速度为200 km/h）的信号系统采用与内地段（广深段线路允许速度为350 km/h，福田段线路允许速度为200 km/h）一致的方案，以实现两段无缝衔接、平顺运营。但有4个特殊需求：

（1）香港段在西九龙站需要设置广深港全线运营状态显示系统。

（2）西九龙站设有紧急停车闸和开关（站台、站台监控室和车站控制室），紧急停车闸和开关触发时需显示到调度中心，紧急停车命令通过调度集中系统（CTC）转发至无线闭塞中心（RBC）执行。

（3）全线的区间隧道设有隧道通风楼，闭塞设计按每一通风区间同时只能容许一列列车进入区间（满足一通风段一列车的原则）。由于通风楼间距大约为3 km，而通常闭塞分区长度不大于2 km，因此以通风楼间距作为闭塞分区长度时，要增加闭塞分区长度至3 km。

（4）因深港分界处设置电分相, 不能作为闭塞分区分割点，存在跨境闭塞分区。

2 广深港客运专线香港段接入内地段信号系统接口方案

广深港客运专线信号系统涉及CTC、RBC、临时限速服务器系统（TSRS）、列车运行控制系统（TCC）、计算机联锁系统（CBI）等子系统，相互间接口多达10余个，演变出的接口方案太多，在此不一一讨论，仅从信号关键设备RBC与CTC、TSRS不同的接口演变出的接口方案进行分析研究。

2.1方案1：统一控制统一调度

香港段正线设有2个线路所，1个车站（西九龙站），西九龙站设一套区域联锁计算设备控制2个线路所。将香港段视为内地段的一个车站接入内地段，香港段只在西九龙站设CTC、TCC、信号集中监测系统（CSM）站机及CBI车站设备，2个线路所设TCC即可。

（1）内地（广州）CTC中心对广深港全线（含香港段）进行统一控制，西九龙CTC站机通过CTC网络接入广州CTC中心。

（2）由广州调度所广深港调度台负责广深港全线（含香港段）统一调度。

（3）香港段的CTCS-3级列控系统由内地RBC3延伸控制。当RBC3控制到香港段时，其控制范围将从深圳北与福田站之间的区间至香港段西九龙站，下行正线里程约35 km，上行正线里程约32 km（见图1）。

①正线列车数量：按照最小追踪间隔时间3 min，以200 km/h速度追踪运行，35km正线上同时运行的列车数量约为6列。

②分界口列车数量：RBC3正线管辖范围内与外部有两处分界口，即与RBC2的分界和与石岗停车场动车走行线的分界，列车数量每处（双线）2列，共4列。

③车站停车数量：在计算正线列车数量时，实际已经考虑了车站正线股道上的列车，因此在计算车站停车只计算到发线的停车数（待发列车数，即仅计列需启用CTCS-3级列控系统的列车）。福田站有6股到发线，西九龙站有13股到发线，车站最多可停待发列车数为19列。

综上所述，按满负荷运输能力计算需同时控制的列车，总数为29列，未超过RBC控制容量（广深港RBC设计容量为30列）的限制。RBC外围设备接口见图2。

（4）香港段的临时限速由内地段临时限速服务器TSRS4统一管理。

（5）轨道电路：为减少跨境作业和维护维修工作，在内地与香港分界处为界点设机械绝缘节，两侧设置相同型号的轨道电路（ZPW-2000A）。由于内地皇岗通风井与香港米埔通风井之间同时只能有1列车运行，且两地分界处香港侧设有电分相无电区，受此限制，两地分界处不能设置为闭塞分区边界，至使轨道电路分界点处在同一个闭塞分区内，为此，要双方列控中心特殊考虑轨道电路状态信息传递功能。

（6）安全数据网从内地福田站和深圳北站扩展至香港段。

图1 RBC分界点及控制范围

图2 方案1的RBC外围设备接口

（7）方案1的信号接口有：内地TCC（福田）与香港TCC（ERS线路所）, 内地 CBI（福田）与香港CBI（西九龙），内地RBC3与香港CBI（西九龙），内地CTC（中心）与香港CTC（西九龙站机），共4个。

（8）优缺点分析。优点：采用统一控制统一调度模式，香港段的车站和存车场将与内地车站同等对待，两地接口最简单（4个），工程投资最省，同时可充分利用内地段的建设资源，也有利于保持广深港客运专线调度系统制式的一致性和完整性。缺点：没有按属地进行管理，尤其是在救援抢险等特殊情况下，需要与香港地方部门联系协调时存在一定障碍。

2.2方案2：独立控制独立调度

按属地化管理原则将香港段视为一个铁路局管段按“局间”接入模式接入内地段，香港段新设CTC中心、行车调度台、CTCS-3列控系统地面（RBC4）设备, 临时限速服务器TSRS5。内地RBC3、TCC、TSRS4与香港RBC4、TCC、TSRS5分界点设深港分界处，RBC外围设备接口见图3。

（1）香港段CTC中心控制香港段CTC站机设备，通过2×2M专用数据通道与广州CTC中心完成局间信息交换，从而实现西九龙站显示广深港全线运营状态站间透明功能。同时通过2×2M专用数据通道与铁路总公司CTC中心连接，并向铁路总公司CTC中心上传列车运行信息。

（2）调度区划分：根据区间列车只能与1个调度台联系的原则，香港列车调度台与内地调度台的管辖分界设置在福田站上行进站信号机（S）及上行反向进站信号机（SF）处。

由于香港段区间设有救援站和应急道岔，并在区间出岔至石岗停车场，整个区间道岔由西九龙站联锁系统按区域联锁方式控制，因此香港段区间应该由香港调度台管理，两段调度区边界不应设置在西九龙站进站口处。

图3 方案2的RBC外围设备接口

（3）香港段设置与内地相同型号的RBC。在香港段增设1套RBC4，专门负责香港段的列车控制，根据前面计算原则，香港段RBC控制列车数量约为21列，显然不存在RBC的容量限制问题。需要研究的是内地段与香港段RBC之间的切换问题。当列车从一个RBC控制区向下一个RBC控制区运行时，要进行RBC控制权的交接。以下假设列车由RBC3向RBC4运行，列车控制由RBC3切换至RBC4的具体需求分析如下：

在RBC切换过程中，车载从移交RBC控制下通过一部电台开始呼叫接收RBC并进行连接注册开始，至RBC切换边界移交完成，必须满足列车走行40 s所需要的距离。在此移交过程中，当其中一部GSM-R通信电台故障时，车载设备仍能用正常电台进行RBC切换，但如果切换时间超过车-地间允许通信中断时间（T_NVCONTACT），列控车载ATP将控制列车降级运行，即当减速至CTCS-2级列控系统允许速度后转为CTCS-2级列控系统模式控车[1]。

RBC切换点设置还需考虑与CTCS-2级与CTCS-3级列控系统级间转换点的距离问题。在列车因故降级为CTCS-2级列控模式后，将于出站时（第一离去区段）尝试恢复到CTCS-3级列控系统，因此通常每个出站口设有C2/C3级间转换应答器。

应避免C3的行车许可长度小于C2的行车许可，否则将在转换到C3控车时产生非正常制动。当级间转换点距RBC切换点较近时有可能发生这种情况：C2转为C3控车时，RBC初次提供给列车的行车许可最多只能达到管辖边界处，之后才向相邻的RBC发出进路请求信息，于是级间转换后初次行车许可小于原来由C2提供的行车许可，导致列车非正常制动。为此，要求级间转换点与RBC切换点间的距离大于无线中断时间20 s的正常行驶距离再加上一个完整的常用制动距离，对于200 km/h速度列车，该距离约为8 km。当RBC3与RBC4切换点位于深港分界处时，福田站出站口级间转换点距RBC切换点仅3km左右，不满足C2/C3转换条件。

根据以上分析，在香港增设RBC4，由于福田站至西九龙站站间无岔区段的长度不足8 km，RBC3与RBC4之间交权切换技术风险很大，且不能实现C2/ C3等级转换。

（4）由于一个RBC只能与一个TSRS连接[2]，香港段的临时限速由香港段临时限速服务器TSRS5管理。香港段临时限速（TSR）由香港段CTC下发至香港段TSRS5下发至香港段RBC4；介于调度边界与RBC2/3边界之间的TSR，内地段CTC下发至内地段TSRS4，由内地段TSRS4转发至香港段TSRS5下发给RBC4。

（5）轨道电路：同方案1。

（6）安全数据网按“局间”接入方式进行扩展。香港段安全数据网IP配置与广深段安全数据网IP配置不同，用三层交换机将两个安全数据网互联。

（7）内地段与香港段信号接口：内地TCC（福田）与香港TCC（ERS线路所），内地 CBI（福田）与香港CBI（西九龙），内地RBC3 与香港RBC4，内地CTC与香港CTC，香港CTC与铁路总公司CTC，内地TSRS4与香港TSRS5，共6个。

（8）优缺点分析。优点：满足属地化管理规定，香港段具有完全行车调度指挥权力，便于香港段运营设备管理维护。缺点：未能充分利用内地段的建设资源，工程投资最大；内地RBC3与香港RBC4控制距离过短，RBC3与RBC4之间交权切换技术风险很大，且不能实现C2/C3等级转换。

2.3方案3：RBC3（与内地CTC直连）延伸控制香港段

按属地化管理原则将香港段视为一个铁路局管段按“局间”接入模式接入内地段，香港段新设CTC中心，行车调度台，临时限速服务器TSRS5，CTCS-3列控系统由内地RBC3延伸控制，维持方案2中RBC3与内地CTC连接方式不变。RBC外围设备接口见图4。

（1）香港段CTC中心控制范围及与内CTC接口同方案2。香港CTC与内地RBC之间的信息传输需要通过内地CTC转发，由于内地在已建成的客专项目中未实现由CTC调度台对列车下达紧急停车命令的功能，本方案不能实现香港调度台对列车下达“紧急停车命令”的功能。

（2）调度区划分：同方案2。

（3）香港段的CTCS-3级列控系统由内地RBC3延伸控制，RBC3控制容量满足要求，同方案1。

（4）香港段TSR由香港段CTC下发至香港段TSRS，由香港段TSRS转发至内地段TSRS，再由内地段TSRS下发至RBC3；介于调度边界与RBC2/3边界之间的TSR，由内地段CTC下发至内地段TSRS，由内地段TSRS下发给RBC3。

图4 方案3的RBC外围设备接口

（5）轨道电路：同方案1。

（6）安全数据网：同方案2。

（7）内地段与香港段信号接口：内地TCC（福田）与香港TCC（ERS线路所），内地 CBI（福田）与香港CBI（西九龙），内地CTC与香港CTC，香港CTC与铁路总公司CTC，内地TSRS4与香港TSRS5，共5个。

（8）优缺点分析。优点：满足属地化管理规定，香港段具有完全行车调度指挥权力，便于香港段运营设备管理维护，减少了1个RBC设备，投资比较合理。缺点：不能实现香港调度台对列车下达“紧急停车命令”的功能。

2.4方案4：RBC3（与香港CTC连接）延伸控制香港段

按属地化管理则将香港段视为一个铁路局管段按“局间”接入模式接入内地段。香港段新设CTC中心，行车调度台，临时限速服务器TSRS5，CTCS-3级列控系统由内地RBC3延伸控制，香港段接入内地段时，必须先断开 RBC3与内地段CTC连接，在让RBC3与香港段CTC连接。RBC外围设备接口见图5。

（1）香港段CTC中心控制范围及与内CTC接口同方案2。

（2）调度区划分：同方案2。

（3）香港段的CTCS-3级列控系统由内地RBC3延伸控制，RBC3控制容量满足要求，同方案1。

图5 方案4的RBC外围设备接口

（4）香港段TSR由香港段CTC下发至香港段TSRS，由香港段TSRS下发至RBC3；介于调度边界与RBC2/3边界之间的TSR，由内地段CTC下发至内地段TSRS，再由内地段TSRS转发至香港段TSRS，由香港段TSRS下发至RBC3。

（5）轨道电路：同方案1。

（6）安全数据网：同方案2。

（7）内地段与香港段信号接口：内地TCC（福田）与香港TCC（ERS线路所），内地 CBI（福田）与香港CBI（西九龙），内地CTC与香港CTC，香港CTC与铁路总公司CTC，内地TSRS4与香港TSRS5，内地RBC3与香港TSRS5，内地RBC3与香港CTC，共7个。

（8）优缺点分析。优点：满足属地化管理规定，香港段具有完全行车调度指挥权力，便于香港段运营设备管理维护，减少1个RBC设备，投资比较合理，不仅满足我国高铁相关技术标准，又能实现香港段特殊要求。缺点：接口相对复杂，先断开RBC3与内地段CTC连接，在RBC3与香港段CTC连接时，会产生一定的临时工程量。

3 方案比选及建议

对各方案的安全性、可靠性、可维护性和经济合理性等方面进行综合分析比较，具体情况见表1。

表1 各接入方案的综合比较

综上所述，RBC3（与香港CTC连接）延伸控制香港段方案（方案4）既满足属地化管理原则，又满足香港段特珠需求，安全性、可靠性匀符合我国高速铁路建设相关规范，且风险可控、经济合理。优势明显，予以推荐。

4 结束语

广深港客运专线香港段接入内地段信号系统接口方案采用方案4，即香港段列控系统由内地RBC3延伸控制；香港设CTC中心及TSRS设备按“局间”信息交换方式接入内地段；香港设独立行调台，负责福田站上行进站信号机至西九龙站间的行车调度；轨道电路在深港分界点设机械绝缘节，两侧设置相同型号的轨道电路（ZPW-2000A），且分界点处在同一个闭塞分区内，由内地段香港段TCC系统特殊处理轨道电路状态信息传递功能；安全数据网按“局间”接入方式进行扩展。此方案既符合我国高铁建设相关规范，满足属地化管理原则，又满足香港段的4个特殊需求。得到了香港铁路有限公司、广深港客运专线有限责任公司、广州铁路（集团）公司一致认同，经中国铁路总公司批准，正在深港两地组织实施。随着广深港客运专线全线开通，标志着香港高铁与京广高铁实现了无缝衔接。

[1] 铁科技［2009］34号 CTCS-3级列控系统总体技术方案V1．0[S]．

[2] 运基信号［2010］533号 客专列控系统RBC接口规范[S]．

陈文华：广深港客运专线有限责任公司，工程师，广东广州，510000

责任编辑卢敏

U284.1

A

1672-061X（2014）03-0041-05