重叠设置正线临时限速方案探讨

2020-10-29焦万立

铁路通信信号工程技术 2020年10期

焦万立

(1．北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；2．北京市高速铁路运行控制系统工程技术研究中心，北京 100070)

1 概述

临时限速（TSR）是列控系统的重要功能，由调度集中系统（CTC）、临时限速服务器（TSRS）、列控中心（TCC）、无线闭塞设备（RBC）、列车自动防护系统（ATP）共同完成。

CTC提供临时限速命令的拟写、设置、取消、显示及临时限速初始确认等操作界面。CTC通过冗余的专用2 M及以上数字通道向TSRS发送临时限速命令和临时限速初始化确认命令，接收TSRS反馈的临时限速初始化状态、临时限速命令执行结果及状态。TSRS负责统一集中管理临时限速命令，提供临时限速命令的存储、校验、拆分、删除、设置、取消及列控限速状态初始化等管理功能。TSRS通过信号安全数据网与TCC、RBC和相邻TSRS连接，TSRS向TCC、RBC发送临时限速命令和临时限速初始化确认命令，接收TCC、RBC反馈的临时限速初始化状态、临时限速命令执行结果及状态。相邻TSRS间需要相互传输跨TSRS边界的临时限速命令和状态。TCC根据进路状态、临时限速等信息实时编码生成应答器报文，经LEU传输至有源应答器。RBC根据行车许可、临时限速等信息实时生成相应的无线消息，经GSM-R网络传输至ATP。ATP接受临时限速信息后纳入最限制速度曲线（MRSP）的计算，保证行车安全。

区间及站内正线临时限速按里程设置，侧线临时限速以上、下行侧线分别（不含正线）按区设置。临时限速命令参数包括命令号、线路号、限速起点、限速终点、限速值信息，对于侧线临时限速命令，还包括车站编号信息。

临时限速命令的起、终点位置应按线路正向运行方向设置。对于两条正线临时限速命令TSR1和TSR2，不失一般性，假设TSR2的起点在TSR1起点前方或与TSR1起点相同，二者的空间位置关系可以分为以下3种情况：

1）无重叠：TSR2的起点和TSR1终点相同或在TSR1终点前方；

2）完全重叠：TSR2的起点和TSR1起点相同，且TSR2的终点和TSR1终点相同；

3）部分重叠：TSR2的起点在TSR1起点和终点之间，或TSR2的起点与TSR1起点相同且终点与TSR1终点不同。

《列控系统临时限速技术规范》（Q/CR 662—2018 ）规定，正线不允许设置区域重叠的临时限速，临时限速取消命令应与要取消的临时限速设置命令的位置参数一致，不可对某一限速区进行分段取消或覆盖取消。

2 场景与需求分析

在实际运用和试验验收过程中，由于不允许设置重叠的正线临时限速，调度员经常需要反复设置、取消、拆分限速命令，常见的部分重叠场景是全线限速，完全重叠的场景为逐级提速。为便于描述，使用TSRm(Vn)表示限速值为Vn的TSR命令m。

2.1 全线限速

1）场景1，已设置全线限速TSR1(V1)，需设置区域限速TSR2(V2)，V2＜V1。

如果线路需要按不高于特定速度运营，一般会设置全线限速。已设置全线限速TSR1后，如果线路上某一区域需要设置区域限速TSR2，应先取消TSR1，再设置TSR2，并在TSR2前后方设置TSR3（V1）和TSR4（V1）。恢复全线限速TSR1时，应先取消TSR2、TSR3、TSR4，再重新设置TSR1，或者先取消TSR2，并在TSR2区域设置TSR5（V1）。

2）场景2，已设置区域限速TSR1(V1)，需设置全线限速TSR2(V2)，V2≤V1。

如果线路某一区域已设置一条限速TSR1，在发生风雨雪或其他特殊情况时，一般需要设置全线限速TSR2。V2小于或等于V1时，应先取消TSR1，再设置TSR2，恢复区域限速TSR1时，应先取消TSR2，再设置TSR1。

3）场景3，已设置区域限速TSR1(V1)，需设置全线限速TSR2(V2)，V2＞V1。

如果线路某一区域已设置一条限速TSR1，在发生风雨雪或其他特殊情况时，一般需要设置全线限速TSR2。V2大于V1时，应在TSR1前后分别设置TSR3(V2)和TSR4(V2)，恢复区域限速TSR1时，应取消TSR3、TSR4。

2.2 逐级提速

现场试验或验收时，可能需要在同一区域设置完全重叠的限速，由低到高逐级提高速度限制。如果不允许重叠设置，必须先取消原有限速，再设置新限速。

不允许重叠设置正线临时限速时，各场景限速操作如表1所示。

2.3 功能需求

为减少对既有设备的影响，仅允许设置重叠的正线临时限速，仍要求取消命令与原设置命令的位置参数一致，不可对某一限速区进行分段取消或覆盖取消。

对于部分重叠的两条临时限速TSR1、TSR2，CTC、TSRS、TCC、RBC均应认为重叠区域同时存在两条临时限速，向车载设备发送限速报文时，重叠区域按照较低限速组建限速信息包。异常情况下，TSR1或TSR2的状态由执行成功变为未知状态，即仅部分设备执行该限速时，TSRS可以自动补发限速命令，不需要人工操作。

表1 不允许重叠设置正线临时限速时各场景限速操作Tab.1 Operation for each scene when overlapping mainline temporary speed restrictions is not allowed

对于完全重叠的两条限速TSR1、TSR2，方案一是执行较低限速值，CTC、TSRS、TCC、RBC均应认为两条临时限速同时存在，向车载设备发送限速报文时，重叠区域按照较低限速组建限速信息包。异常情况下，TSR1或TSR2的状态由执行成功变为未知状态，即仅部分设备执行该限速时，TSRS可以自动补发限速命令。方案二是执行后设置的临时限速，CTC、TSRS、TCC、RBC均应认为只有一条临时限速，随着后设置的临时限速设置成功，先设置的临时限速自动取消。方案一部分重叠和完全重叠的原则统一，易于操作维护人员理解。方案二更能满足逐级提速场景的需求，但在异常情况下，如果TSR1、TSR2均有部分设备执行，可能出现TSRS无法判断应该补发哪一条限速的情况，必须人工处理。

综上所述，重叠区域执行较低限速值、允许完全重叠的限速命令同时存在更符合既有原则，易于实施。

允许重叠设置正线临时限速时，各场景限速操作如表2所示，该方案能大大减少全线限速场景限速操作。为满足逐级提速需求，可以采用变通的方式，即预先设置全部限速，再从低到高逐级取消。

表2 允许重叠设置正线临时限速时各场景限速操作Tab.2 Operation for each scene when overlapping mainline temporary speed restrictions is allowed

3 修改方案

3.1 限速操作与显示

限速设置和取消流程保持不变，均分为拟定、验证和执行3个步骤。在设置限速命令时，允许设置与既有临时限速部分重叠或完全重叠的临时限速，对于完全重叠的临时限速，要求限速值不能相同。

根据现行TSRS接口规范，取消命令的限速值固定为0xff，无限速值含义。为支持取消完全重叠限速，取消命令必须明确原设置命令的限速值。一种可选的方式是，采用0x80+限速值（单位：5 km/h）表示原设置命令的限速值。相应地，CTC操作终端也需要提供限速值选择或输入界面。

当限速命令参数非法时，例如，设置命令时检测到存在完全重叠且限速值也相同的命令，或取消命令时限速值未采用新格式，CTC和TSRM应能明确显示限速命令下达失败的原因。

3.2 TSR编号

TSRS-TCC接口、TSRS-RBC接口的验证命令和执行命令包含“TSR编号”信息。TSRS设备应保证，若限速命令的位置参数与TCC（或RBC）内正执行的某限速命令位置参数完全一致、限速值也一致时，则该限速命令的TSR编号应与TCC（或RBC）一致。取消命令的TSR编号应与原设置命令的TSR编号一致。对于完全重叠、限速值不同的限速，TSRS应分配不同的TSR编号。

3.3 限速报文与限速容量

TCC和RBC对多处限速信息包的描述方式如图1、2所示。由于TCC和RBC的限速报文中参考位置到临时限速区起点的距离（D_TSR）含义不同，重叠限速的处理方式也不同。在不超过报文容量的前提下，RBC可以不做特殊处理，直接描述部分重叠或完全重叠的限速区。

图1 TCC对多处限速信息包的描述方式Fig.1 Description of multiple TSR packets by TCC

图2 RBC对多处限速信息包的描述方式Fig.2 Description of multiple TSR packets by RBC

TCC采用有源应答器位置作为应答器管辖范围内首个限速区起点的参考位置，采用前一限速区的末端作为后续限速区起点的参考位置。因此，即使不超过报文容量，TCC也无法直接描述部分重叠或完全重叠的限速区，应对重叠的限速合并处理后再组建限速报文。同时，有源应答器正线单方向临时限速管辖范围内允许设置不多于3处临时限速，增加重叠设置正线临时限速功能后，应根据需要适当提高最大限速条数。当报文范围内限速条数超过TCC限速报文容量后，即使没有部分重叠或完全重叠的限速区，TCC也需要对原始限速信息进行处理后再组建限速报文。