区域性城际铁路信号系统中心设备的规划设计

2015-01-01习博

铁道通信信号 2015年11期

习博

“珠三角”、“长三角”和京津冀环渤海地区等已形成区域性城际铁路交通网，作为快速客运交通工具，城际铁路可以为区域内城市间旅客运输提供1～2h交通圈，缩短城市之间的时空距离。

虽然城际铁路得到了迅速发展，但对应的列车控制系统尚未建立统一的技术标准。根据线路条件、供电制式等工程条件，其信号系统各有不同的解决方案。例如广州到佛山城际轨道交通，采用城市轨道交通形式的直流供电，地铁车型、站间距较密，与国铁没有互联互通要求，信号系统采用了基于通信的列车自动控制系统（CBTC）；广珠城际铁路、京津城际、沪宁城际则采用国铁客运专线制式，交流供电，动车组与国铁存在互联互通要求，信号系统采用国铁CTCS－2／3列控系统。

1 两种不同标准的城轨信号系统

1．城际铁路采用城市轨道交通标准时，其信号系统一般采用CBTC，各线通常由各个不同的信号系统集成商集成提供地面和车载设备系统。系统结构图如图1所示。不同系统集成商提供的列车自动监控系统（ATS）设备互不兼容，没有一套统一的ATS可以控制各类供货商的列车自动控制系统（ATC）、计算机联锁系统（CBI）等设备，要做到一套ATS中心设备管理全网很困难。采用CBTC系统的城际铁路，不能实现互联互通，各线需独立建设各自的信号系统中心设备，设置在各条线路上或者集中放置在调度中心大楼。

图1 采用城市轨道交通标准的城际铁路信号设备系统结构

2．城际铁路采用国铁标准时，信号系统采用CTCS－2／CTCS－3列控系统，其行车调度采用调度集中系统（CTC）或者列车调度指挥系统（TDCS），一般每个铁路局都建设有一套独立的CTC／TDCS中心系统，用以实现本路局管辖范围内的实施计划接收、人工和自动列车运行计划调整、列车运行监视、列车运行调整计划下达、人工和自动进路控制、实绩运行图描绘、调度命令传送、列车跟踪及车次号校核等功能。信号系统结构如图2所示。

图2 采用国铁标准的城际铁路信号系统结构

城际铁路所采用的技术标准和信号系统制式，决定了其中心设备的设计方案。采用城市轨道交通标准的城际铁路，需独立建设各自的信号系统中心设备；采用国铁标准的城际铁路CTC／TDCS中心系统，支持对整个区域范围内所有线路进行管理，各城际线路在建设时不需装备CTC／TDCS中心系统设备，仅考虑接入CTC／TDCS中心所需的调度台、通信服务器和应用服务器等设备即可。

城际铁路信号系统中心设备的规划、建设应遵循 “统一规划、统一标准、统一建设、统一运营”的建设原则，实现统一调度指挥和一体化管理，最大程度地实现线网的资源共享。同时应兼顾线网内不同线路的建设时序，合理统筹规划，尽量减少后期线路对前期投产线路的影响。从目前发展的城际铁路线路规划、列车运营等方面来看，与国铁交通线网存在互联互通需求的城际铁路适用范围较广。现以正在建设中的某城际铁路网为例，对采用国铁信号系统制式的城际铁路中心设备规划方案进行论述。

2 城际铁路网中心设备

区域性城际铁路网从线路规划、列车运营等方面，一般要求与国铁互联互通，同时又具有 “区域自成网络，公交化服务，客流量大”的实际要求。信号系统设备主要包括CTC、列控中心（TCC）、临时限速服务器（TSRS）、CBI、信号集中监测（CSM）等。采用国铁标准的城际铁路信号系统主要设备如图3所示。

CTC、CSM包括中心设备和车站设备：CTC中心设备一般集中设置在调度中心，CTC车站设备设置在沿线各车站，调度中心和车站间通过2Mb／s双通道组网方式通信；CSM中心设备一般设置在电务段或维修车间，也可设置在调度中心，CSM车站设备设置在各车站，以实现对信号其他基础设备的实时监测，并通过集中维护专用广域网（2Mb／s通道）将有关信息传递至电务段、车间及综合工区。

TCC、TSRS、CBI没有中心设备，TCC车站设备设置在沿线各车站（有岔站及中继站），CBI设备仅设置在沿线各有岔车站。列控系统中的临时限速命令由TSRS实现统一集中管理，一般设置于沿线车站，同时采用统一的通信接口协议与TCC、CTC等通信。TSRS设备受工程条件限制（安全数据网无法一次建成），不可能做到也没有必要全部集中设置于同一处，需要结合项目建设规划和工程条件以及设备容量进行合理规划布置，设置地点为车站信号机房内。

图3 采用国铁标准的城际铁路信号系统主要设备

根据以上分析，需要考虑集中设置的信号中心设备有CTC中心设备以及CSM中心设备。

3 城际铁路中心设备设置地点

城际铁路中心设备的设置地点有3种方案。

方案1：在路局既有调度所扩展场地，包括调度台和机房设备用房，中心设备利用既有路局已投运的主机设备，城际铁路按接入考虑。

方案2：在路局既有调度所内扩展场地，但城际中心设备单独配置。

方案3：独立新建城际调度大楼，可将城际调度中心与公司管理机构共设于同一建筑内。

方案1在配套调度大厅、设备机房以及供电等设施费用方面较为节省，但接入时影响已运营线路，适合由铁路局代管模式，不适合城际铁路公司独立运营管理。方案2较方案1适应性上较灵活，不影响前期运营线路，方便人员调度、运营维护等，较适合城际铁路委托路局运维的模式。方案1、2实施的前提是既有调度所的机房面积和供电负荷要确保有余量。方案3在工程造价方面最高，且调度大楼的具体设置地点取决于具体工程条件，但较方便今后城际轨道交通线网的独立成网运营，适合规模成网且完全独立运营的城际铁路模式。

4 城际铁路中心设备设置原则

城际铁路单独配置中心设备时，CTC中心设备以及CSM主机设备设置有2个方案可供选择：各线中心设备集中设置和分别独立设置。2个方案优缺点综合分析见表1。

集中设置方案较分散设置方案更有利于城际轨道交通网发展，具有线网运输协调性好、应急指挥能力强、工程及运营投资省、与未来路网发展适应性强等优势。

5 建设实施方案

城际铁路中心设备容量应按管理整个线网考虑，设备配置应结合建设时机采取一次规划分步配套的原则，先期实施的项目应预留后期项目接入条件，同时建设方案应尽量与前期各线建设同步，最好与首批开通的线路同步投入使用，以减少过渡过程和运营干扰。

若不能与前期各线同期建成投入使用时，应考虑过渡方案。由首批开通线路提供1套过渡中心设备，设备的性能标准可适当降低，以满足先期建设线路行车调度为原则。待后期新调度大楼所有中心设备安装调试就位后，一次倒接到新中心，同时拆除原过渡设备。

对于城际线网后期建成各线，对CTC中心设备、CSM主机设备按接入修改设计，若该线路属于已建调度台管辖，则需对既有CTC调度台进行修改，若属于本调度台第一条新线，则按新建CTC调度台考虑。

6 结束语

城际铁路交通网是一种节约型交通系统，大规模建设城际铁路交通网，与中国经济、社会发展水平相适应。城际铁路信号系统中心设备与列车运行和调度息息相关，中心设备的规划及实施，关系到整个城际线网的建设、运营、管理。研究中心设备的规划方案，根据实际情况制定实施方案，有利于综合考虑旅客流量、线路状况、设备状况、环境因素及各种复杂的特殊情况，确保线网的运输效率；有利于适应统一规划、分步实施的需要，灵活地进行变更和扩展；有利于降低建设成本，避免各线重复建设以及差错、漏项等问题；有利于指导城际铁路线网各线设计，避免工程实施的盲目性，提高设计质量和设计效率。