高铁列控系统大号码道岔试验场景研究

郜新军，王文涛，周永健，何镭强，牛 勤

(1.中国铁道科学研究院集团有限公司，北京 100081；2.北京华铁信息技术有限公司，北京 100081)

高铁列控系统大号码道岔通常设置在联络线，其侧向通过速度大于80 km/h，可完成不同线路间列车跨线运行[1]。随着大号码道岔的应用普及，列车运行安全与效率问题也逐渐显现[2-3]。本文通过研究地面与车载设备关于大号码道岔的相关规范，增加了几种大号码道岔试验特殊案例，完善了信号系统联调联试测试场景，并对后续新建线路关于大号码道岔的建设提出优化建议。

1 大号码道岔基本原理

通过列控中心控制大号码道岔应答器组可向列车发送大号码道岔侧向允许通过速度以及应答器距大号码道岔信号机距离等报文信息，大号码道岔应答器组通常应优先设置在距离大号码道岔外方U2S闭塞分区入口[4]。

当大号码道岔进路及其制动距离内的闭塞分区空闲，并且没有低于大号码道岔的临时限速时，列控中心将控制应答器发送大号码道岔报文。在发送过程中一旦监测到报文发送条件不具备时，列控中心将停止报文发送，并给联锁发送信号降级指令[5]。

2 车载过大号码道岔处理逻辑

CTCS-2 级列控系统通过轨道电路和应答器给列车发送行车信息[6]；而CTCS-3 级列控系统是基于GSM-R 无线通信实现车与地间的信息传输，并由无线闭塞中心生成行车许可。

CTCS-2 级列控系统中当车载设备接收到大号码道岔信息包后，车载设备应根据[CTCS-4]包生成制动模式曲线，控制列车在到达指定道岔前将速度降到[CTCS-4]包描述的允许通过速度以内[7]。[CTCS-4]包只在接收到U2S、UUS 信号的情况下有效；而CTCS-3 级列控系统中车载设备可预知行车许可范围内的线路状态，并按照目标速度生成控车曲线。

如图1 所示，当列车进路为大号码道岔侧向时，CTCS-3 车载系统将直接生成过行车许可终点目标速度的控车曲线[8]；而CTCS-2 车载系统则按进站前停车生成控制曲线；当列车运行至U2S 区段时，车载将结合应答器发送的大号码道岔信息[CTCS-4]包，重新计算过岔控车曲线[9]。

3 大号码道岔试验场景

本文在对地面以及车载处理逻辑及规范分析的基础之上，通过设置实车验证场景，验证车载及地面处理方式是否符合设计及规范要求。

图1 车载过岔控车曲线Fig.1 Onboard overturnout control curve

以某工程为例，如图2 所示，A、B、C、D 为某CTCS-3 级列控系统高铁车站和线路所。E、F为某CTCS-2 级列控系统客专车站和线路所。根据站场设计情况，B 线路所（1#和2#）、E 线路所（1#和2#）及C 站（6#和8#）设有1/42#道岔，在上述设有1/42#道岔的线路所大号码道岔外方发送U2S 的闭塞分区入口处设置大号码道岔应答器组（包括一个有源、一个无源应答器），提供大号码道岔信息包。

CTCS-3 级的B 线路所与CTCS-2 级E 线路所通过联络线衔接，并在联络线上设置CTCS-3/2 等级转换点。

针对此工程，提出以下几种试验场景。

图2 某工程站场图Fig.2 Station (yard) drawing of a project

1）场景：C3 等级控车，上行线正向：列车在D 站4G 发车，C 站ⅡG 通过，B 线路所通过，A站4G 停车。

a.办理好C 站及B 线路所上行线正向通过进路，办理完成后列车发车。列车运行至距C 站S 信号机外方3 个闭塞分区前停车，人工解锁C 站ⅡG 通过进路，重新办理C 站S 至XCN 的ⅧG 通过进路。

验证内容：验证列车的C3 行车许可范围内，地面运行进路发生改变后，车载ATP 能否重新生成正确的控车曲线。

预期结果：列车应收到前方越过进站信号机后160 km/h 的线路允许速度信息。

b.列车继续运行至C 站S 进站信号机外方停车，人工解锁C 站S 至XCN 的ⅧG 的通过进路后，再重新办理该进路。

验证内容：验证大号码道岔应答器组发送报文对应通过进路的唯一性。即当车载设备在收到大号码道岔应答器组信息包后，取消大号码道岔进路，再重新办理该进路后，地面发码能否实现降级功能。

预期结果：开放信号后应降级显示UU 码，列车应收到前方160 km/h 的线路允许速度信息。

c.人工解锁C 站S 至XCN 的ⅧG 通过进路及B 线路所上行正向通过进路，办理C 站ⅡG 上行正向通过进路（B 线路所不开放信号）。列车运行至B线路所TS 信号机外方停车，办理B 线路所TSC 至TXN 侧线通过进路。

验证内容：验证本线C3 等级运行的列车能否收到错误行车许可。

预期结果：列车的行车许可终点应保持在B 线路所S 信号机处。

2）场景：C2 等级控车，上行线正向：列车在D 站4G 发车，C 站4G 通过，B 线路所通过，A 站4G 停车。

先办理C 站上行正向ⅧG 通过进路，办理完成后列车发车。列车位于LU 区段内，且越过大号码道岔应答器组后在信号机前停车，人工解锁C 站ⅧG 通过进路后，再办理C 站4G 通过进路（非大号码道岔（18 号码道岔）侧向进路）。

验证内容：验证列车在收到大号码道岔包但还未进入U2S 区段前，地面将大号码道岔进路改变为非大号码道岔侧线通过进路时，由于列车所在区段的轨道电路码序未发生变化（LU 码保持），列车继续运行至U2S 码区段时，车载ATP 会启用之前收到的[CTCS-4 包]信息包，存在超速过岔风险。

3）场景：C2 等级控车，下行线正向：列车在A 站4G 发车，B 线路所侧线通过，E 线路所侧线通过。

a.B 线路所不开放TX 通过信号，列车运行至B 线路所TX 信号机外方停车，再办理B 线路所TX至TSCN 通过进路。

验证内容：验证关闭接车信号，不发送[CTCS-4]包。地面排列B 线路所大号码道岔进路后，列车应收到UUS 码及80 km/h 线路允许速度信息。

b.地面办理E 线路所XB 至SN 通过进路，列车继续运行至E 线路所XB 信号机外方停车。

验证内容：列车应收到UUS 码及160 km/h线路允许速度信息。

c.人工解锁E 所XB 至SN 的通过进路后，再重新办理该进路。

验证内容：列车应收到UUS 码及160 km/h线路允许速度信息。

4）场景：C2 等级控车，上行线正向：列车在F 站3G 发车，E 线路所通过，C 站ⅦG 通过，D站3G 停车。

a.列车运行至C 站XC 信号机外方停车，地面将C 站ⅦG 正常发车进路改为引导发车进路。

验证内容：列车按照行车许可终点为出站信号机计算控车曲线，列车应收到目标速度为0 km/h行车许可。

b.人工解锁C 站X Ⅶ引导发车进路，重新办理C 站X Ⅶ至SN 发车进路。

验证内容：按照正常侧线发车发码，列车应收到U2S 码及80 km/h 线路允许速度信息。

5）场景：C2 等级控车，上行线正向：列车在D站4G 发车，C 站4G 通过，B 线路所通过，A 站4G停车。

办理C 站上行正向ⅧG 通过进路，办理完成后列车发车。第一列列车越过LU 区段，驶入UUS 区段，后续紧追踪的第二列车随之驶入大号码道岔应答器所在LU 区段闭塞分区，且越过大号码道岔应答器组后在信号机前停车。

验证内容：因第一列车尚未进站，进站信号机未关闭，仍满足大号码道岔应答器报文发送条件，后续列车仍能接收到[CTCS-4]信息包。当第一列车进站后，为后续列车办理非大号码道岔（18 号码道岔）侧向进路，停在LU 区段的后续列车继续运行至U2S 码区段，车载ATP 会启用之前收到的[CTCS-4 ]信息包，存在超速过岔风险。

4 结语

本文结合地面和车载设备的规范，对大号码道岔试验特殊场景进行研究，对信号系统联调联试试验场景的完善具有重要意义。对后续新建线路提出以下几点思考与建议：从设计源头进行改进，优化大号码道岔应答器组设置地点；优化列控中心大号码道岔应答器报文停发时机。