ATO在现有CTCS-2线路中的应用研究

夏进波

(中铁二院工程集团有限责任公司， 成都 610031)

ATO在现有CTCS-2线路中的应用研究

夏进波

(中铁二院工程集团有限责任公司， 成都 610031)

中国城际铁路长期发展规划已提出多个区域城际铁路网络，目前城际铁路建设力度正在不断加大。城际铁路具有客流量大、运行间隔小等特点，而既有的列控系统在保证运营安全的基础上提高效率的空间有限，为了解决这个问题，装备具有ATO功能的列控设备，实现城际铁路高密度、公交化运营，已经成为未来对列控系统技术发展的共识和必然选择。CTCS-2+ATO是目前城际铁路自动化运营的主要发展方向，文章概述了CTCS-2+ATO的主要系统架构，并针对ATO的主要功能详细介绍了ATO的自动驾驶、精确停车、屏蔽门控制以及自动折返的实现方案。

CTCS-2+ATO； 自动驾驶； 折返； 精确停车； 屏蔽门

1 CTCS-2+ATO系统构成

CTCS-2级列控系统包括地面设备和车载设备，其中车载设备主要由ATP构成，地面设备包括CTC调度中心、联锁、列控、轨道电路以及轨旁电子设备等，ATP车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路静态参数、临时限速信息及有关动车组数据，生成控制速度的目标距离模式曲线，控制列车运行。

CTCS-2+ATO是在既有CTCS-2系统的基础上地面增加通信控制服务器，车载增加ATO模块。其中通信控制服务器负责接收来自CTC调度中心的ATO行车计划，并将行车计划通过GSM-R网络发送给车载ATO设备。车载ATO设备接收行车计划，生成相应的行车曲线并在ATP的防护下控制列车运行。同时列车到站后将开关门命令发送给通信控制服务器，由通信控制服务器生成开关屏蔽门命令再发送给车站列控中心，由列控中心进行驱动，从而实现车门屏蔽门互动。CTCS-2+ATO系统结构如图1所示。

图1 CTCS-2+ATO系统结构图

2 ATO功能实现

2.1 自动驾驶

CTC发送行车计划包括车次号、到站时间、到发股道、发车时间以及开门侧、办客、到发、折返等信息，通信控制服务器根据自身列车注册信息将相应计划转发给列车。车载ATO接收到列车计划后进入ATO控车模式，当列车行驶至反向进站应答器组时，ATO设备接收到至前方站出站信号机的线路数据，车载ATO模块根据到站距离及到站时间生成ATO行车曲线，同时车载ATO模块与ATP模块进行通信，利用ATP行车曲线对ATO行车曲线进行调整，保证列车的安全行驶。ATO自动驾驶实现流程如图2所示。

图2 ATO自动驾驶实现流程

2.2 精确停车

为了使ATO系统能实现股道的精确定位停车，在车站和无配线站的股道设置股道精确定位应答器(JD)。车站到发线股道一共设置5组精确定位应答器，如图3所示。进站口应答器按照CTCS-2链接方式进行应答器连接，即BX应答器链接BS3和BX3应答器，BS3应答器链接JD3和BX3应答器。在BS3、JD4、JD5中增加正向定位信息描述到停车点的距离。

图3 车站股道定位应答器布置(m)

对于无配线车站设置3组应答器用于列车定位，其中JD1安装在股道中央，BX应答器连接JD1和BSF，JD1正向链接JD2、JD3和BSF，JD1、JD2中放置定位信息，告知车辆到前方停车点的距离，如图4所示。

图4 无配线站股道定位应答器布置(m)

列车通过定位应答器后实时更新到达距离，控制列车实施制动，减小停车误差，确保车门与屏蔽门对齐。

2.3 屏蔽门控制

列车在通过定位应答器时，同时接收到该站的屏蔽门门侧位置信息。列车到站停车后，若停车位置正确，车载ATO根据自身行车方向、地面屏蔽门门侧位置信息以及计划开门侧信息发送开关屏蔽门命令，地面通信控制服务器收到开关门命令后，生成对应该屏蔽门的驱动命令，包括开关门命令、开关门类型命令等，发送给车站列控中心，车站列控中心接受到驱动命令后驱动相应的继电器。屏蔽门系统接收到继电接口的命令时进行门动作。

屏蔽门系统同时根据自身的开关门状态及故障旁路状态等驱动继电器接口，列控中心采集继电器信息反馈给通信控制服务器。通信控制服务器接收到屏蔽门状态后通过无线通道反馈给车载设备，车载设备通过DMI人机显示界面通知司机屏蔽门的动作反馈。若屏蔽门打开失败，则司机通知车站工作人员进行人工干预；若屏蔽门关闭失败，联锁控制出站信号机信号关闭，列控中心不发送允许码，以防止安全事故的发生。

2.4 折返运营

列车将要到达端头站时，CTC下达折返计划，通过通信控制服务器发送给车载设备。车载设备接收到折返计划后：

(1)站前折返，即立即折返，如图5所示。列车进站过程中B端处于休眠状态，当B端越过反向进站应答器后记录股道和开门侧信息。列车进站停车后，旅客下车，车门关闭，司机关闭A端驾驶台。司机激活B端后，原A端进入休眠模式。CTC下达发车计划给B端，该计划包括发车股道、开门侧等计划信息，B端根据计划发送开关门信息。办客完毕后，CTC控制联锁系统排列发车进路，信号开放，列控系统发送允许码，列车根据运营计划发车，并以PS模式控车，当列车接收到线路数据后转入FS控车。

(2)站后折返，即利用牵出线折返，如图6所示。列车站内停车后，列车根据行车计划继续以ATO模式行驶至牵出线股道停车，此时列控控制AG转换发码方向，司机关闭A端驾驶台。司机激活B端后，原A端进入休眠模式。CTC下达发车计划给B端，该计划包括发车股道、开门侧等计划信息。CTC通过联锁办理折返接车进路，列车通过牵出线应答器后转为FS控车，并根据计划到股道停车办客。

图5 站前折返

图6 站后折返

3 结束语

本文着重介绍了ATO在CTCS-2线路中的应用，

特别针对增设ATO后带来的新功能的实现过程和方式进行了论述。城际铁路自动化运营已经成为近几年铁路发展的重要目标和方向，在充分利用现有CTCS-2系统架构的基础上增加ATO运营是完全可行的。

[1] TB 10621-2009 高速铁路设计规范(试行)[S]. TB 10621-2009 Code for Design of High Speed Railway[S].

[2] TB 10623-2014 城际铁路设计规范[S]. TB 10623-2014 Code for Design of Intercity Railway[S].

[3] 徐啸明.列控地面设备[M].北京:中国铁道出版社,2007. XU Xiaoming.Ground Equipment of Train Control System[M].Beijing：China Railway Publishing House,2007.

[4] 徐啸明.列控车载设备CTCS2-200H型[M].北京:中国铁道出版社,2007. XU Xiaoming. CTCS2-200H Type On-board Equipment of Train Control System[M].Beijing：China Railway Publishing House,2007.

[5] 科技运函[2004]114号,应答器技术条件(暂行)[S]. Ke Ji Yun Han[2004]No.114.Technical Specification of Balise(Trial)[S].

[6] 科技运[2010]136号,CTCS-2级列控系统应答器应用原则(V2.0)[S]. Ke Ji Yun[2010]No.136,Application Principal of CTCS-2 Train Control System Balise(V2.0)[S].

Application Study of ATO on Existing CTCS-2 Line

XIA Jinbo

(China Railway Eryuan Engineering Group Co.，Ltd.，Chengdu 610031,China)

Many interurban railway networks have been planned in China interurban railway long-term development planning. Now the quantity of interurban railway construction project increase continuously. The interurban railway has the characteristic of large passenger flow volume and small interval，on the basis of safe operation, efficiency improvement of existing train control system is limited.For solving this problem，train control system must be equipped with ATO to realize high density public transportation in interurban railway，and this has become the consensus and inevitable choice of train control system technology development in future.CTCS-2 + ATO is becoming the mainly development direction of the interurban railway automatic operation recently. This paper summarizes the architecture of CTCS-2+ATO system, and introduces the realization program of ATO primary functions such as automatic drive, precise stopping, the passenger screen door controlling and auto-turnback.

CTCS-2+ATO； automatic drive； auto-turnback； precise stopping；PSD

2016-03-28

夏进波(1976-)，男，高级工程师。

1674—8247(2016)04—0030—02

U284.48

A