常金波

（北京全路通信信號研究設(shè)計院有限公司， 北京 100073）

宜萬線增配CTCS-2級列控系統(tǒng)改造技術(shù)方案探討

常金波

（北京全路通信信號研究設(shè)計院有限公司， 北京 100073）

通過對宜萬線現(xiàn)場信號設(shè)備的深入分析和研究，結(jié)合宜萬線CTCS-2級升級改造的具體工期要求和現(xiàn)場實際情況，提出對宜萬線（宜昌東—涼霧）進(jìn)行CTCS-2級適配改造的3種實施方案，并進(jìn)行方案的對比分析研究，最終給出滿足工期要求的最合理實施方案。

宜萬線；CTCS-2；升級改造

滬漢蓉大通道中,漢宜線以CTCS-2級開通至宜昌東II場,渝利線亦采用CTCS-2級開通運營至涼霧站,目前只有中間的宜昌東至涼霧段仍為CTCS-0模式行車,不滿足高鐵動車運行條件。為了對滬漢蓉大通道進(jìn)行CTCS-2貫通,滿足高鐵動車組在宜萬線(宜昌東—涼霧)按CTCS-2級列控方式正常運行的需求,需要對宜萬線(宜昌東—涼霧)實施增配CTCS-2級列控系統(tǒng)的升級改造。

1 工程現(xiàn)狀

宜萬線線路全長約288 km,全線包括宜昌東II場、宜昌南、長陽、巴東、建始、恩施、利川、涼霧共8個車站及7個信號中繼站,已于2010年開通運營,同步開通了聯(lián)鎖、CTC、信號集中監(jiān)測等系統(tǒng)。目前,宜昌東II場、涼霧站設(shè)置和利時LKD2-H型列控中心。全線采用通號DS6-K5B型聯(lián)鎖設(shè)備。其中,在每個中繼站設(shè)置有區(qū)域聯(lián)鎖設(shè)備,實現(xiàn)對區(qū)間條件的采集和中繼站方向的控制。全線每個車站均采用卡斯柯CTC設(shè)備和上海鐵大的集中監(jiān)測設(shè)備。

全線采用ZPW-2000A型無絕緣軌道電路設(shè)備,由繼電電路實現(xiàn)編碼。區(qū)間通過信號機(jī)點燈由繼電電路實現(xiàn)。由于線路條件限制,站間未設(shè)置站聯(lián)電纜,由聯(lián)鎖設(shè)備通過125 M光纖實現(xiàn)站間通信控制方向電路,并與區(qū)域聯(lián)鎖設(shè)備實現(xiàn)區(qū)間區(qū)段狀態(tài)、信號機(jī)點燈狀態(tài)、邊界條件及紅燈斷絲轉(zhuǎn)移等信息傳輸;區(qū)間方向控制由聯(lián)鎖設(shè)備驅(qū)動相關(guān)繼電器組合實現(xiàn)。

本線區(qū)間的軌道編碼及區(qū)間通過信號機(jī)點燈均由繼電電路完成,區(qū)間方向電路由聯(lián)鎖軟件實現(xiàn)。以宜昌南站—車溪中繼站—長陽站為例,如圖1所示。

X行線:宜昌南站SF口設(shè)SF-JGFJ,SF-FGFJ, SF-FJ;車溪中繼站設(shè)S-JGFJ,S-FGFJ,S-FJ;長陽站X口設(shè)X-JGFJ,X-FGFJ,X-FJ。

S行線:宜昌南站S口設(shè)S-JGFJ,S-FGFJ, S-FJ;車溪中繼站設(shè)S-JGFJ,S-FGFJ,S-FJ;長陽站XF口設(shè)XF-JGFJ,XF-FGFJ,XF-FJ。

其中JGFJ和FGFJ聯(lián)鎖采集驅(qū)動,FJ由JGFJ和FGFJ的接點搭接實現(xiàn)。

由于宜昌南站與長陽站間的方向電路由聯(lián)鎖軟件實現(xiàn),所以宜昌南站聯(lián)鎖需要采集:宜昌南站管轄區(qū)間的軌道信息、車溪中繼站的區(qū)間軌道信息;長陽站需要采集長陽管轄區(qū)間的軌道信息。由于區(qū)間未設(shè)站聯(lián)電纜,站間的邊界信息(用于區(qū)間信號機(jī)點燈)由聯(lián)鎖負(fù)責(zé)實現(xiàn),具體內(nèi)容如下。

圖1 宜昌南站與長陽站區(qū)間示意圖

車溪中繼站需要通過光通道(ETNET網(wǎng))將19DJ,19G,21G,23G,25G,27G,36G的信息傳輸?shù)揭瞬险?由宜昌南站聯(lián)鎖驅(qū)動相應(yīng)的繼電器到本站,用于宜昌南站區(qū)間相關(guān)通過信號機(jī)的點燈和軌道電路編碼使用。

宜昌南站需要通過光通道(ETNET網(wǎng))將38DJ,38G,40G,42G,44G,46G,17G的信息傳輸?shù)杰囅欣^站,并通過光通道(ETNET網(wǎng))驅(qū)動相應(yīng)的繼電器到車溪中繼站,用于車溪中繼站相關(guān)的區(qū)間通過信號機(jī)的點燈和軌道電路編碼使用。

車溪中繼站需要通過光通道(ETNET網(wǎng))將20DJ,20G,22G,24G,26G,28G,35G的信息傳輸?shù)揭瞬险?由宜昌南站通過光通道(LAN網(wǎng))將這些信息傳輸給長陽站聯(lián)鎖,由長陽站聯(lián)鎖驅(qū)動相應(yīng)的繼電器到本站,用于長陽站相關(guān)的區(qū)間通過信號機(jī)的點燈和軌道電路編碼電路使用。

長陽站需要通過光通道(LAN網(wǎng))將37DJ, 37G,39G,41G,43G,45G,18G的信息傳輸?shù)揭瞬险?由宜昌南站通過光通道(ETNET網(wǎng))將這些信息傳輸并驅(qū)動相應(yīng)的繼電器到車溪中繼站,用于車溪中繼站的相關(guān)區(qū)間通過信號機(jī)的點燈和軌道電路編碼電路使用。

2 增配列控系統(tǒng)改造方案

2.1 行車指揮系統(tǒng)

各站維持既有調(diào)度區(qū)劃不變,對既有調(diào)度集中(CTC)車站自律機(jī)進(jìn)行升級,以滿足與車站列控中心接口要求。武漢局調(diào)度中心新設(shè)CTC-TSRS接口服務(wù)器,并對CTC中心系統(tǒng)相關(guān)軟件進(jìn)行修改,以滿足臨時限速服務(wù)器(TSRS)與CTC調(diào)度臺間通信需求。

2.2 閉塞系統(tǒng)

維持既有區(qū)間軌道電路設(shè)備和繼電編碼方式不變,將既有軌道電路低頻最高碼序由L碼修改為L3碼,相應(yīng)修改繼電編碼電路。對各車站反向發(fā)車進(jìn)路補充設(shè)計電碼化,調(diào)整正線發(fā)送盒及載頻配置,以滿足CTCS-2列控系統(tǒng)的要求。

2.3 列控地面設(shè)備

1)列控中心

宜昌東II場(不含)—涼霧站(不含)范圍內(nèi)各車站、中繼站新設(shè)列控中心(TCC)一套。區(qū)間軌道電路編碼、區(qū)間信號機(jī)等區(qū)間設(shè)備利舊。本工程不啟用站內(nèi)和區(qū)間軌道電路進(jìn)行編碼控制及區(qū)間信號機(jī)點燈控制功能。

2)信號系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)網(wǎng)

新設(shè)交換機(jī)及網(wǎng)管服務(wù)器設(shè)備,利用兩條不同物理路徑的6芯光纜構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)信號系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)網(wǎng),并與相鄰漢宜、渝利線安全數(shù)據(jù)網(wǎng)連接。

若按照《客運專線信號系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范V2.0》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,將漢宜線中繼站11左網(wǎng)、宜昌東II場右網(wǎng)既有二層交換機(jī)更換為三層交換機(jī),便于本線安全數(shù)據(jù)網(wǎng)與漢宜線安全數(shù)據(jù)網(wǎng)連接;將涼霧站左網(wǎng)、沙子站右網(wǎng)既有二層交換機(jī)更換為三層交換機(jī),便于本線安全數(shù)據(jù)網(wǎng)與渝利線安全數(shù)據(jù)網(wǎng)連接。同時,左網(wǎng)漢宜中繼11與宜昌東II場間、右網(wǎng)宜昌南至車溪間、左網(wǎng)箐口至利川間、右網(wǎng)涼霧至沙子站間均需新增4芯光纜。按《客運專線信號系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范V2.0》執(zhí)行的全線信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

若站間不具備新增光纜條件,則建議按照《客運專線信號系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)方案V1.0》標(biāo)準(zhǔn),將宜昌東II場左、右網(wǎng)既有二層交換機(jī)更換為三層交換機(jī),便于本線安全數(shù)據(jù)網(wǎng)與漢宜線安全數(shù)據(jù)網(wǎng)連接;將涼霧站左、右網(wǎng)既有二層交換機(jī)更換為三層交換機(jī),便于本線安全數(shù)據(jù)網(wǎng)與渝利線安全數(shù)據(jù)網(wǎng)連接。按《客運專線信號系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)方案V1.0》執(zhí)行的全線信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖2 全線信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖(V2.O規(guī)范)

3)臨時限速

在宜昌東II場新設(shè)一套臨時限速服務(wù)器,用于宜昌東II場(不含)—涼霧站(不含)CTCS-2臨時限速命令的集中管理。在武漢鐵路局調(diào)度所內(nèi)增設(shè)CTC與臨時限速服務(wù)器接口服務(wù)器一臺,用于臨時限速服務(wù)器與宜萬調(diào)度臺間的信息交互。

本工程的TSRS與相鄰的漢宜線TSRS、渝利線TSRS通過安全數(shù)據(jù)網(wǎng)連接,由此也會引起漢宜線TSRS、渝利線TSRS的軟件修改。

圖3 全線信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖(V1.O規(guī)范)

4)點式應(yīng)答器

按相關(guān)要求設(shè)置點式應(yīng)答器。

5)CTCS-0/CTCS-2級間切換

本設(shè)計暫不考慮動車組往齊岳山站方面的運用需求,不設(shè)CTCS-0/CTCS-2級間切換點。宜昌東II場—涼霧站間的列控系統(tǒng)改為CTCS-2級后,取消既有宜昌東II場、涼霧站設(shè)置的CTCS-0/ CTCS-2級間切換點。

2.4 計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)

結(jié)合本工程CTCS-2列控改造,對車站既有計算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備軟、硬件進(jìn)行配套修改,以便于TCC設(shè)備接口。

2.5 電源需求

列控中心(含安全數(shù)據(jù)網(wǎng))、計算機(jī)聯(lián)鎖等信號關(guān)鍵設(shè)備,需電源屏提供經(jīng)UPS的雙路獨立供電回路。

2.6 集中監(jiān)測系統(tǒng)

CTCS-2改造后,對各站信號集中監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行修改,增加與列控中心的接口,將列控系統(tǒng)納入監(jiān)測。

3 實施方案介紹

基于線路實際情況和工程工期要求,現(xiàn)場實施方案如下。

3.1 方案一：利用備用/新敷光纖組建安全數(shù)據(jù)網(wǎng)

3.1.1 總體原則

1)利用現(xiàn)場備用的其他光通道,獨立搭建信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)。

2)區(qū)間方向、區(qū)間編碼、區(qū)間信號機(jī)點燈維持既有。

3)列控中心采集方向繼電器,根據(jù)進(jìn)路信息和臨時限速命令控制有源應(yīng)答器發(fā)送報文,實現(xiàn)臨時限速下達(dá)功能。

4)聯(lián)鎖系統(tǒng)維持既有結(jié)構(gòu),僅在主站增加以太網(wǎng)板,實現(xiàn)與列控中心間進(jìn)路信息的傳遞。

3.1.2 方案特點

1)現(xiàn)場實施與列控中心現(xiàn)場實施可分開獨立進(jìn)行。

2)每站可獨立調(diào)試,獨立開通,現(xiàn)場調(diào)試簡單。

3)對既有CTCS-0功能無影響,風(fēng)險小。

4)對宜昌東II場、涼霧站列控中心僅修改報文。

3.2 方案二：利用125 M站間通信光纜和備用光纖組建安全數(shù)據(jù)網(wǎng)

3.2.1 總體原則

1)取消聯(lián)鎖125 M通道,將125 M通道所用4芯光纖及備用4芯光纖用于信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)的搭建,既有聯(lián)鎖的站間通信功能改為由以太網(wǎng)承載。

2)聯(lián)鎖通過信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)與列控中心通信,傳輸進(jìn)路信息;區(qū)域聯(lián)鎖保留,聯(lián)鎖其他功能維持不變。

3)列控中心采集方向繼電器并控制有源應(yīng)答器,實現(xiàn)臨時限速下達(dá)功能。

3.2.2 方案特點

1)由于拆除了原聯(lián)鎖站間通信125 M光纖,單站聯(lián)鎖無法獨立調(diào)試,安全數(shù)據(jù)網(wǎng)必須配套啟用后,才可進(jìn)行聯(lián)鎖站間調(diào)試。

2) 聯(lián)鎖無法單站開通,分段開通聯(lián)鎖存在軟件過渡,增加仿真測試現(xiàn)場調(diào)試工作量。

3)聯(lián)鎖調(diào)試開通和列控調(diào)試開通可分開進(jìn)行。

4)區(qū)域聯(lián)鎖通信和安全數(shù)據(jù)網(wǎng)無備用通道。

3.3 方案三：利用聯(lián)鎖通信光纜組建安全數(shù)據(jù)網(wǎng)

3.3.1 總體原則

1)利用既有ETNET及125 M網(wǎng)絡(luò)使用的光通道的備芯,臨時搭建信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng),滿足調(diào)試需求,本段調(diào)試完畢后拆除ETNET及125 M網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,并將光纖正式倒接為信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備使用。

2)分段調(diào)試并開通CTCS-0功能,待全線調(diào)試完畢后同步開通CTCS-2功能,并拆除涼霧—利川、宜昌東II場—宜昌南的CTCS-0/CTCS-2等級轉(zhuǎn)換點。

3)每個階段開通后,拆除中繼站的區(qū)域聯(lián)鎖設(shè)備、主站聯(lián)鎖的遠(yuǎn)程通信設(shè)備,區(qū)間區(qū)段占用信息、邊界信號機(jī)點燈狀態(tài)、斷絲信息等由中繼站列控中心與主站列控中心通信實現(xiàn),同時方向電路改由列控中心控制,編碼所需的邊界條件由列控中心在本站驅(qū)動復(fù)示繼電器實現(xiàn)。

3.3.2 方案特點

1)由于拆除了原聯(lián)鎖站間通信125 M光纖,單站無法獨立調(diào)試,聯(lián)鎖軟件調(diào)試必須和列控中心同步進(jìn)行。

2)分段組建安全數(shù)據(jù)網(wǎng),聯(lián)鎖軟件須配套過渡修改。

3)聯(lián)鎖存在軟件過渡,增加仿真測試、現(xiàn)場調(diào)試工作量。

4)現(xiàn)場配線工作量大,每天現(xiàn)場軟裝調(diào)試時需頻繁更換光纖和配線。

5)由于改動了區(qū)間方向,施工對既有影響大。

4 方案評比

3種實施方案對比如表1所示。

5 結(jié)論

方案一,不管從現(xiàn)場安裝、調(diào)試和開通,還是從電務(wù)段驗收方面考慮都是3個方案中的最佳方案,但是宜萬線現(xiàn)場信號光纜只有4芯備用,不能滿足組建信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)的要求,并且宜萬線沿線地勢條件惡劣,重新敷設(shè)光纜需要的工期很長,不能滿足現(xiàn)場7月1日開通的要求,因此方案一不可選。方案三,完全拆除既有聯(lián)鎖的125 M和ETNET網(wǎng),以便組建信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng),這樣中繼站信息不再由聯(lián)鎖采集驅(qū)動,方向電路不再由聯(lián)鎖控制,聯(lián)鎖改為標(biāo)準(zhǔn)CTCS-2模式的單站,全線聯(lián)鎖軟件需要重新制作,電務(wù)段需要對每個車站的聯(lián)鎖軟件進(jìn)行全站仿真實驗;列控實現(xiàn)方向電路,各站間的邊界信息需要列控實現(xiàn);現(xiàn)場調(diào)試時,聯(lián)鎖、列控必須同步調(diào)試開通,且必須分段實施、階段劃分須滿足區(qū)域聯(lián)鎖控制的要求?，F(xiàn)場實施時,工作量太大,每日需倒接聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)通道、倒接聯(lián)鎖及列控中心的GJ及DJ等復(fù)示繼電器驅(qū)采電路,風(fēng)險太大,方案三不可選。方案二,利用拆除的125 M的4芯光纜和備用的4芯光纜來組建信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng),保留聯(lián)鎖的區(qū)域聯(lián)鎖,中繼站信息仍由聯(lián)鎖采集,方向電路和站間邊界信息的互傳由聯(lián)鎖通過信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)實現(xiàn)。聯(lián)鎖軟件改動不大,現(xiàn)場施工也相對簡單,因此,方案

表1 實施方案評比表

二是滿足工期要求,適合現(xiàn)場條件的最佳方案。

Through the analysis and study of onsite signal equipment of Yichang-Wanzhou railway line, the paper puts forward the three schemes of implementing CTCS-2 level adaptation transformation for Yichang-Wanzhou railway line (from Yichangdong to Liangwu) combining with the specific project requirements of CTCS-2 level upgrading reconstruction and the actual situation of Yichang-Wanzhou railway line, and provides the most applicable implementation plan by analysis and comparison of the schemes.

Yichang-Wanzhou railway line; CTCS-2 train control system; upgrading and reconstruction

10.3969/j.issn.1673-4440.2014.04.003

2014-06-17）