盐官自动化车辆段CBTC列车跨站移交方案研究

刘 彧 乔高锋

（1.浙江杭海城际铁路有限公司 嘉兴海宁 314400；2.通号城市轨道交通技术有限公司 北京 100070）

一、概述

杭州至海宁城际铁路是浙江省都市圈城际铁路网中的一条放射性线路。杭海城际线路总长约46km，设站12座，在盐官镇设车辆段一座。全线（包括盐官车辆段）采用基于通信的列车运行控制（CBTC）系统，全线目标速度为120km/h。

盐官车辆段双方向均可出入库及出入段，且双方向的邻站均为盐官镇站。该站型具有一定的特殊性和代表性。为保证CBTC列车能够在盐官车辆段和盐官镇站之间双向出入库及出入段，对区域控制器（ZC）的跨站移交功能提出了特殊的要求。本文通过对盐官车辆段特殊站型进行研究，提出了CBTC列车跨站移交方案。

二、CBTC列车跨站移交方案

（一）站型概况

盐官车辆段作为自动化车辆段，与正线具备同样等级的CBTC控制级别，提高了段场内行车作业的安全防护等级和作业效率。盐官车辆段设置一套专用区域控制器（ZC），负责根据列车的位置信息和连锁的线路设备状态及进路状态信息，为其控制范围内的列车计算移动授权。同时，根据相邻ZC发送的列车信息和移动授权请求信息，实现CBTC列车跨站移交。

盐官车辆段为双库车辆段，列车可以通过左右两侧移交接管区3个移交边界实现双入双出段和双入双出库。盐官车辆段和盐官镇站重叠区站型简图如图1所示：

图1 盐官车辆段和盐官镇站重叠区站型简图

Figure 1 Schematic diagram of overlapping area of Yanguan DepotandYanguan Town Station

其中，重叠区1、重叠区2、重叠区3表示盐官镇站与盐官车辆段的3个重叠区。移交边界1、移交边界2、移交边界3表示盐官车辆段集中区与盐官镇站集中区的边界。重叠区边界1、重叠区边界2、重叠区边界3表示盐官镇站与盐官车辆段站的重叠区边界。SEC1、SEC2、SEC3、SEC4、SEC5、SEC6、SEC7表示盐官镇站与盐官车辆段站重叠区包含的轨道区段。

（二）特殊要求

为实现CBTC列车在盐官车辆段与盐官镇站的正常移交接管功能，对ZC的移交接管功能提出了特殊要求，包括以下几点：

1.盐官车辆段双入双出站型需满足区域控制器（ZC）间接口规范要求

《城市轨道交通基于通信的列车运行控制系统（CBTC）互联互通接口规范第4部分：区域控制器（ZC）间接口》定义了ZC间通信接口数据交互内容，其应用信息类型包括：道岔状态信息包、物理区段状态信息包、移交状态信息包、移交列车信息包、站场信息延时包、轨道区段列车排序信息包。通过分析发现，除“轨道区段列车排序信息包”外，其他应用信息均对站型无特殊要求。对于“轨道区段列车排序信息包”，要求：轨道区段上的列车应按照从边界点向远离边界点的方向排序。

由于盐官车辆段ZC与盐官镇站ZC有三个移交边界，因此要求，盐官车辆段ZC和盐官镇ZC之间交互的“轨道区段列车排序信息包”，应能识别出三个移交边界到对应重叠区边界的轨道区段，且能将轨道区段上的列车按照从边界点到远离边界点的方向进行排序。

2.区域控制器需支持CBTC列车同时驶入或驶出两侧移交边界为同一相邻区域控制器的集中站

由于盐官车辆段ZC两侧移交边界均为盐官镇站ZC，且存在双入双出段场景，因此，区域控制器需支持三个移交边界同时存在不同运行方向的CBTC列车驶入或驶出相邻区域控制器的场景。

（三）具体方案

目前国内大多数城市轨道交通线路均采用CBTC系统，例如中国通号全套自主化城轨列车自动控制系统（CBTC）。该系统主要由CBI（计算机连锁）、ZC（区域控制器）、ATS（列车自动监控）、车载ATP（列车自动防护）、ATO（列车自动运行）等子系统组成。

为实现CBTC列车不降速从本集中区驶入相邻集中区，以本集中区与相邻集中区的边界为起始边界划定一段区域作为共同管辖区域，该共同管辖区域称为重叠区。对驶入或驶出重叠区的列车，由两个相邻ZC共同管理。ZC对重叠区进行电子地图描述时，对于重叠区的轨道区段，均以相邻ZC为整体进行描述。同时，ZC对驶入或驶出相邻ZC的列车运行方向进行描述时，也是以相邻ZC为整体进行描述。

按照目前的方式对盐官车辆段ZC和盐官镇站ZC进行电子地图描述时，由于无法识别重叠区的轨道区段与移交边界的对应关系，导致ZC在填写“轨道区段列车排序信息包”时，无法满足“轨道区段上的列车应按照从边界点向远离边界点的方向排序”的要求。同时，由于盐官车辆段两侧的移交边界对应的为同一个集中站盐官镇站，导致本ZC无法识别出通过两侧移交边界同时驶入或驶出相邻ZC的不同运行方向的列车。根据以上分析，本文提出如下解决方案：

1.修改电子地图描述

针对与相邻ZC的每一个重叠区，电子地图需正确描述每一个移交边界到重叠区边界的方向；同时，针对每一个重叠区，电子地图需正确描述移交边界到重叠区边界包含的轨道区段。以盐官车辆段为例：描述移交边界方向时，假设以信号平面布置图为基准，自左向右为正向，自右向左为反向。则描述移交边界的方向时，移交边界1、移交边界2的方向为正向，移交边界3的方向为反向。描述重叠区轨道区段时，移交边界1对应的轨道区段为SEC1、SEC2、SEC3，移交边界2对应的轨道区段为SEC4、SEC5，移交边界3对应的轨道区段为SEC6、SEC7。

2.修改系统功能实现

为配合电子地图描述方式的修改，ZC跨站移交功能的实现方式也需进行适配性修改。ZC接收和发送“轨道区段列车排序信息包”时，按照ZC间交互轨道区段的顺序，结合本ZC描述重叠区轨道区段的方式，保证能够正确识别每个移交边界对应的轨道区段。然后，本ZC根据每个重叠区对应的轨道区段，依次处理每个移交边界对应的轨道区段上的列车排序，从而保证列车从本ZC集中区驶入相邻ZC集中区时，能够正确识别相邻ZC集中区的每个重叠区包含的列车，解决了由于无法识别相邻ZC重叠区的列车而导致本列车无法驶入相邻ZC的问题，提高了系统的可用性。

同时，由于本ZC集中区的每个移交边界均具有方向属性，ZC能够根据每个移交边界的方向为驶入重叠区的列车计算移动授权和设置移交接管状态。当列车在本ZC重叠区，且本ZC为列车计算的移动授权达到移交边界时，若本ZC当判断该列车运行方向与该移交边界方向相反，则本ZC向相邻ZC发送允许列车移交状态；否则，本ZC不允许该列车驶入相邻ZC。当列车在相邻ZC重叠区，且本ZC收到相邻ZC发送的列车移交状态为允许列车移交时，本ZC判断列车运行方向与该移交边界方向一致，则本ZC允许接管该列车，并沿着该移交边界方向为该列车计算移动授权，从而保证CBTC列车在每个移交边界都能够不降速驶入相邻ZC。

三、总结

本文所述的列车跨线移交方案已进行充分的测试验证，满足盐官自动化车辆段的特殊需求，后续杭海城际铁路将采用本方案开通运行。本方案对今后涉及CBTC列车跨线运行的特殊场景具有一定的参考作用，其他城际以及市域铁路可根据具体线路情况和需求开展工程应用实施。