CTCS-2 级及CTCS-3 级列控系统方案优化探讨

2014-11-28董继芬DONGJifen

价值工程 2014年24期

董继芬DONG Ji-fen

（中铁通信信号勘测设计（北京）有限公司，北京 100036）

（China Railway Communication and Signal Survey &Design（Beijing）Co.，Ltd.，Beijing 100036，China）

1 CTCS-2 级轨道电路编码方面

1.1 限制JC 码使用范围，采用H 码代替按照目前列控中心技术规范的相关规定，很多情况下使用了检测（JC）码，如列车进路没有开放时，道岔区段发JC 码；引导接发车时，道岔区段发JC 码；列车信号异常关闭时，道岔区段发JC 码；由多个轨道区段组成的闭塞分区，列车所在区段的后方区段发送JC 码。上述JC 码的安全防护措施是车载设备检测到HU 码→无码（包括JC 码）时，车载设备触发紧急制动停车。但这一过程中，车载设备判断出无码需延迟4s 左右，而如果将JC 码用H 码代替，则车载设备立即触发紧急制动，可缩短延迟时间2s 左右，在紧急情况下，争取2s 的提前时间对可能造成的后果会有较大差异。

1.2 客货共线铁路UUS 码对不同车载设备有不同含义的问题按照相关规定，时速250 公里及以上客运专线车站侧线经18 号及以上道岔侧向位置接车且线路允许速度不低于80km/h 时，进站信号机显示“黄闪黄”，LKJ 控车数据使用45km/h 线路限速，按UU 模式默认进路末端停车控制。这种情况造成了UUS 码对列控车载设备与LKJ有不同含义的问题，一方面通过线路限速限制了LKJ 控车不超速，另一方面，LKJ 在这种情况下将UUS 码认定为UU 码，在其它真正符合UUS 码的条件下还能按照UUS码控车吗？如果不能，则存在影响运输效率的问题；如果能，则不同线路UUS 码含义不同，如果个别数据漏改，则存在一定安全隐患。

1.3 增加双红灯防护措施目前设计规范中要求进站信号机距道岔岔尖的距离不小于50m，一旦发生列车冒进的情况，可能会直接冲击道岔。为了减少这种可能性，可以考虑在进站信号机没有开放时，其外方闭塞分区发送H码，次一个闭塞分区发送HU 码，以此类推，即进站外方采用双红灯防护措施。一旦进站信号机开放后，因故关闭，则可采用单红灯防护。采用双红灯防护对运输效率基本没有影响，在故障情况下，可以体现出其安全防护的作用。

2 应答器链接反应问题

目前在应答器应用原则中规定：“一般车站及区间，应答器组链接失败时，Q_LINKREACTION=‘无反应’。特殊车站及区间当应答器丢失后，ATP 控车可能存在不安全因素时，Q_LINKREACTION=‘常用制动’”。如果链接反应填写不对，则可能存在的问题是：

车站布置如图1 所示，原计划列车由X 进站经X3 向A 方向发车，当列车运行在接车进路咽喉区时，值班员临时将发车进路变更为向B 方向发车，假设此过程中列车收到的码序由L 码变为HU 码进而变为UUS 码，列车运行至X3 出站应答器组时，因故未收到应答器组信息，如果X 进站应答器组内应答器链接包（【ETCS-5】包）写的是“无反应”，则车载将使用错误的线路数据继续发车运行，存在安全隐患。按照规范要求，此种情况下X 进站应答器组的链接反应应按特殊车站处理，填写“常用制动”，如错误填写为“无反应”，则存在隐患。

图1 车站信号设备布置示意图（举例）

3 CTCS-3 级列控系统方案改进分析

3.1 降低部分运行模式的限制速度目前CTCS-3 级与CTCS-2 级在部分模式下其限制速度不同，对比见表1。

表1 CTCS-3 级与CTCS-2 级部分模式限速对比

由表1 可以看出，CTCS-3 级的部分模式限速超过了CTCS-2 级，但在某些特殊情况下，这种调高限速有一定的安全风险。以目前标准的客专中间站为例，股道有效长650m，出站信号机距警冲标55m，侧线出站应答器组距出站信号机20m，则应答器组距警冲标约75m。在出站信号未开放情况下，车载设备转为目视模式，加速至40km/h 遇出站应答器组，能否保证列车在警冲标内方停车呢？

按照《时速250 公里动车组牵引计算基础参数》，根据车型不同动车组空走时间为2.3s～3s，取3s 计算，估算3s 内列车走行距离约为30 米，从制动生效至停车走行距离约为70m，合计约100m。因此，目视模式设为40km/h 限速在特定场景下存在一定危险。上述分析的是客专标准中间站的情况，有些车站将出站信号机外移至距警冲标30m 左右的位置，在以上分析的场景情况下，其危险性更高一些。

3.2 紧急情况下反应不及时问题 CTCS-3 级列控系统的RBC 设备仅从车站联锁处获得轨道电路占用信息。区间中继站距车站较远时，其占用信息需经中继站列控中心—中继站列控中心（可能多个）—车站列控中心—车站联锁再传递至RBC，延时较多，个别情况可以达到10 多秒，而与地震监控系统接口时，地震提前预警争取的有限时间就被这些传输延迟抵消了，无法及时控制列车停车。而CTCS-3级列控系统还允许无线超时可以达到20s，一旦此时发生地震等紧急情况，更是无法及时采取措施。因此，从这个角度来看，CTCS-3 级列控系统与基于有源应答器传输的ETCS-1 级列控系统相比，其本质是一致的，均存在紧急情况下响应比较慢的问题。建议参照京津城际CTCS-3D 列控系统中通过检测轨道电路码序突变向车载设备注入紧急制动的处理方案进行改善。该方案需要修改CTCS-3 级列控车载设备的软硬件接口，需要组织进行系统研究。

4 车站联锁改进方案分析

目前客专采用的CTCS-2 级或CTCS-3 级列控系统均采用了闭口停车的控制方式，原则上列控正常情况下各种运营场景列车运行不应越过危险点（DP），但总有极端意外的情况，虽然事故分析可能不一定与列控有关，但事故总是让人难以接受。因此，列控联锁系统作为列车运行安全的核心保障设备之一，应在可能的情况为安全考虑的更多一些。为了解决上述可能导致列车冒进的问题，除个别特殊大站外，其它中间站、越行站不管进站信号机外方是否有超过6‰下坡道，均考虑站内接车设置延续进路以保障运行安全，该措施对中小站接发车效率基本没有影响。大型车站既要考虑运行安全，也要保证运输效率，延续进路不一定适用，需要从站场布置、作业方式等方面进行综合分析后确定具体的方案。

5 强化安全产品的SIL4 级认证

对于一些非常关键的核心设备应坚持实施SIL4 级认证制度。一个好的安全产品，一定是从设计之初即处处遵守安全规则，然后经过严格的闭环管理和控制，以及严格的测试验证等，才能证明安全产品的开发过程是符合要求的。SIL4 级的认证需要及早启动，可以从国内外合作逐步发展到国内独立认证。完善安全评估的各项制度并持之以恒的坚持和改进，才能使安全产品始终保持SIL4 级的品质。