謝培新

(北京全路通信信號研究設(shè)計院有限公司，北京 100073)

京津城際與津秦客運專線互聯(lián)互通探討

謝培新

(北京全路通信信號研究設(shè)計院有限公司，北京 100073)

針對津秦客運專線聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，不同型號的動車組運行跨線試驗時發(fā)現(xiàn)天津站城際場與津秦場場聯(lián)CTCS-2級互聯(lián)互通問題，通過數(shù)據(jù)分析與比對提出修改方案，并現(xiàn)場進行試驗，取得預期的效果，保證京津城際與津秦客運專線的跨線運行，為其他客專線路的互聯(lián)互通解決方案提供借鑒。

京津城際；津秦客運專線；互聯(lián)互通；聯(lián)調(diào)聯(lián)試

隨著2008年第一條城際鐵路京津城際的開通,我國高速鐵路建設(shè)已經(jīng)走過6個年頭,先后開通武廣、京滬、京石武等眾多干線,在中國高鐵由單一線路向網(wǎng)絡(luò)化過渡的過程中,不同線路結(jié)合點形成的樞紐地區(qū)互聯(lián)互通問題就逐漸顯現(xiàn)出來。

目前我國高鐵列車運行控制系統(tǒng)分為CTCS-2、CTCS-3、CTCS-3D,分別含義如下。

CTCS-2級:通過軌道電路完成列車占用和完整性檢查,同時連續(xù)向列車傳送行車許可信息,并采用點式應(yīng)答器向高速列車傳送定位信息、進路參數(shù)、線路參數(shù)、臨時限速和停車信息等;車載ATP設(shè)備根據(jù)地面提供信息生成一次性制動模式曲線,控制列車運行。

CTCS-3級:在CTCS-2級列控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,地面增加無線閉塞中心(RBC)設(shè)備,車載設(shè)備增加GSM-R無線電臺和無線信息接收模塊,實現(xiàn)基于GSM-R無線網(wǎng)絡(luò)的雙向信息傳輸,構(gòu)成CTCS-3級列控系統(tǒng),并且兼容CTCS-2級列控系統(tǒng)。

在京津城際鐵路信號系統(tǒng)初步設(shè)計、系統(tǒng)選型期間,實施CTCS-3級列車運行控制系統(tǒng)的條件還不充分,為滿足300～350 km/h動車組運營,列控系統(tǒng)方案基于ZPW-2000A軌道電路等系統(tǒng)設(shè)備和CTCS-2級列控系統(tǒng),補充軌道電路連續(xù)信息,形成“基于由軌道電路實現(xiàn)列車占用及空閑檢查,由應(yīng)答器和軌道電路傳輸行車許可,并采用目標距離模式監(jiān)控列車安全運行,滿足京津城際鐵路運營要求的列控系統(tǒng)”,命名為“CTCS-3D列車運行控制系統(tǒng)”,其中CTCS-3D地面子系統(tǒng)兼容CTCS-2級列控系統(tǒng)。2008年8月1日京津城際鐵路開通運行,北京南站城際場至天津站城際場間運行CTCS-3D列車運行控制系統(tǒng)。

2013年12月1日津秦客運專線開通,天津站津秦場至秦皇島站津秦場間運行CTCS-3級列車運行控制系統(tǒng)。基于CTCS-3D系統(tǒng)與CTCS-3系統(tǒng)都兼容CTCS-2級列控系統(tǒng),為滿足津秦客運專線與京津城際間列車貫通運行,擬采用CTCS-2級系統(tǒng)實現(xiàn)兩條線路的互聯(lián)互通。在津秦高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間,利用不同類型動車組對天津樞紐地區(qū)進行調(diào)試。

1 背景介紹

天津站由城際場、津秦場、普速場(1號樓)組成,津秦客運專線引入津秦場,津秦場13G經(jīng)221#側(cè)向經(jīng)過普速場與城際場連接,如圖1、2所示。

津秦場采用CTCS-3級列控系統(tǒng),城際場采用CTCS-3D列控系統(tǒng),兩套系統(tǒng)均兼容CTCS-2級列控系統(tǒng)。動車組由津秦場13G經(jīng)221#道岔側(cè)向發(fā)至SZ3,再由城際場SZ3接至京津城際正線。S13至SZ3線路最高允許速度為45 km/h,且軌道區(qū)段全部進行電碼化。XJ和SJ為列車終端按鈕,無實際信號機。221#道岔由普速場聯(lián)鎖控制,津秦場與普速場集中區(qū)分界位于XJ/SJ處,普速場與城際場集中區(qū)分界位于SZ3/XL處。

圖1 天津站站場布置示意圖

圖2 天津站站場局部示意圖

天津樞紐結(jié)合各工程,歷經(jīng)多次改造,不同站場信號設(shè)備不盡相同,這要求信號設(shè)備也采用不同廠家、不同型號設(shè)備。具體情況如表1所示。

表1 天津樞紐信號設(shè)備一覽表

城際場列控中心控制軌道電路發(fā)碼及與西門子LEU進行接口,應(yīng)答器由西門子LEU控制。

城際場列控中心、津秦場列控中心、普速場列控中心間不具備通信條件。

BSZ3A應(yīng)答器由城際場西門子LEU控制,距SZ3信號機256 m,津秦場BS13應(yīng)答器由津秦場列控中心控制。

根據(jù)地面電碼化情況,217DG載頻為2000-2,長度為174 m;223DG載頻為2600-2,長度為428 m;221DG載頻為2000-2,長度為82 m。

2 津秦場至京津城際上行聯(lián)調(diào)聯(lián)試問題

2.1 問題提出

問題1:動車組以CTCS-2等級從津秦場13G發(fā)車,先越過S13信號機,在收到BSZ3A應(yīng)答器后,列車運行在221DG時出現(xiàn)掉碼現(xiàn)象。

問題2:裝備300T型ATP的動車組在從津秦場13G運行至京津城際正線的過程中,在B1379應(yīng)答器處會報警鏈接失敗并觸發(fā)緊急制動停車。

2.2 問題分析

問題1:BS13應(yīng)答器描述217DG無信號機, 223DG無信號機,221DG為出站信號機。當車載在223DG收到BSZ3A應(yīng)答器時,將用BSZ3A中［CTCS-1］信息包覆蓋之前收到的［CTCS-1］信息包,BSZ3A中［CTCS-1］信息包從SZ3開始描述,D_SIGNAL=256 m,車載收到BSZ3A報文后將D_SIGNAL=256 m虛擬成一個軌道區(qū)段,該區(qū)段載頻為BSZ3A所在區(qū)段載頻即2 600 Hz,信號機為BSZ3A所在區(qū)段末端信號機類型即無信號機,這樣當列車運行至221DG后,車載認為載頻為2 600 Hz,而221DG地面發(fā)送載頻為2000-2,出站載頻不一致而掉碼制動。同時區(qū)段末端信號機類型為無信號機,當SZ3信號機關(guān)閉時,存在冒進信號機的潛在風險。

問題2:西門子公司根據(jù)京津城際報文編制原則,BSZ3A僅鏈接B5008,未鏈接BXL、B1383、B1379。B1379至B5008的鏈接距離為45 m,而300T車載收到BSZ3A后,在B5008應(yīng)答器窗口內(nèi)收到鏈接信息里不含B1379,并且B1379應(yīng)答器組方向與鏈接信息中方向相反,車載實施緊急制動。

2.3 解決方案

結(jié)合以上問題分析,鑒于修改車載軟件實施周期較長,無法滿足工程開通需求的情況下,通過修改地面設(shè)備的方式彌補,即通過修改外方設(shè)備或修改中方設(shè)備兩個方案解決,方案比選如表2所示。

表2 津秦場至京津城際上行問題方案對比

3 京津城際至津秦場下行聯(lián)調(diào)聯(lián)試問題

3.1 問題提出

城際場應(yīng)答器數(shù)據(jù)描述如圖3所示。

200H車載以20 km/h速度通過XL信號機。

3.2 問題分析

BX應(yīng)答器(70-2-19-139)中鏈接至BXL應(yīng)答器;其中B1379(4-5-1-58)應(yīng)答器為注入應(yīng)答器組。

BX應(yīng)答器中速度信息根據(jù)京津正線規(guī)則描述,BX至EOA的速度為45 km/h,開口速度為20 km/h,長度為100 m。

BX應(yīng)答器中軌道區(qū)段為兩段,第1段長度378 m,第2段長度513 m。

注入應(yīng)答器B1379的軌道區(qū)段信息從XL內(nèi)方開始描述,速度從BX應(yīng)答器中20 km/h速度的始端開始描述。BXN應(yīng)答器描述方法同上。

200H車載設(shè)備會根據(jù)絕緣節(jié)校正位置,收到BX應(yīng)答器數(shù)據(jù),鏈接信息描述BX至B1379長度為548 m,而軌道區(qū)段信息描述122+378=500 m,推出D105絕緣節(jié)距B1379長度為48 m。過了D105絕緣節(jié)校正位置后,再收到B1379距XL信號機513-48=465 m,而B1379中描述的C1包D_ SIGNAL=464 m,存在1 m的誤差,導致BX應(yīng)答器描述的20 km/h速度會被使用1 m。

3.3 解決方案

要消除上述誤差且同時考慮列車走行誤差,需將注入應(yīng)答器B1379中速度信息包的D_STATIC值由410 m調(diào)整為400 m。修改控制B1379的LEU報文。

圖3 報文描述示意圖

4 動車組運行場景說明

4.1 津秦場至京津城際上行

津秦客運專線動車組以CTCS-3等級、CTCS-2等級經(jīng)13G至SZ3運行模式如下。

1)CTCS-2等級運行

動車組以CTCS-2等級從津秦客運專線駛?cè)胩旖蛘窘蚯貓?3G后收到UU碼,列車在津秦場13G轉(zhuǎn)入PS模式,以PS模式運行至京津城際下行線至1134N信號點(長度約2.1 km)或上行線至1134信號點(長度約2.3 km)后再轉(zhuǎn)入FS模式。

2)CTCS-3等級運行

動車組以CTCS-3等級FS模式從津秦客專駛?cè)胩旖蛘窘蚯貓?3G后,繼續(xù)以CTCS-3等級FS模式發(fā)車,在BS13收到CTCS-3→CTCS-2等級轉(zhuǎn)換預告包后,在指定位置轉(zhuǎn)入CTCS-2等級的PS模式,以PS模式運行至京津城際下行線至1134N信號點(長度約2.1 km)或上行線至1134信號點(長度約2.3 km)后再轉(zhuǎn)入FS模式。

4.2 京津城際至津秦場下行

1)京津城際CTCS-2動車以CTCS-2等級運行至津秦線。

2)京津城際ETCS-1動車以ETCS-1等級運行至普速場(1號樓)。

5 結(jié)束語

津秦客運專線聯(lián)調(diào)聯(lián)試是第一次成功實現(xiàn)CTCS-3D系統(tǒng)與CTCS-3系統(tǒng)在工程結(jié)合部的調(diào)試,通過對大量動車組運行試驗數(shù)據(jù)的分析,并結(jié)合現(xiàn)場實際測量情況,經(jīng)過反復研討和推敲,對既有天津樞紐按上述方案實施,并通過現(xiàn)場動車驗證方案可行,保證津秦客運專線如期開通的同時實現(xiàn)京津城際與津秦客運專線的貫通。該方案減少了外方設(shè)備的修改,節(jié)省了工程投資,為今后復雜樞紐地區(qū)不同模式間列車貫通,以及中外設(shè)備互聯(lián)互通積累豐富的經(jīng)驗,同時也為既有線施工及聯(lián)調(diào)聯(lián)試提供很好的操作模式和范本。

In the process of test and commissioning of Jin-Qin DPL, it is found that there is a problem of CTCS-2 interoperability in the connecting line between Tianjin intercity yard and Jin-Qin yard with different types of EMUs operation. Based on the analysis and comparison of data, this paper puts forward a solution for the problem. The onsite test shows that the solution can achieve the expected results and guarantee the implementation of crossing operation on Jing-Jin DPL and Jin-Qin DPL, meanwhile, the solution is also a reference for solving interoperability problem of other DPLs.

Jing-Jin intercity line; Jin-Qin DPL; interoperability; test and commissioning

10.3969/j.issn.1673-4440.2014.04.002

2014-06-04)