習(xí) 博

“珠三角”、“長三角”和京津冀環(huán)渤海地區(qū)等已形成區(qū)域性城際鐵路交通網(wǎng)，作為快速客運交通工具，城際鐵路可以為區(qū)域內(nèi)城市間旅客運輸提供1～2h交通圈，縮短城市之間的時空距離。

雖然城際鐵路得到了迅速發(fā)展，但對應(yīng)的列車控制系統(tǒng)尚未建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)線路條件、供電制式等工程條件，其信號系統(tǒng)各有不同的解決方案。例如廣州到佛山城際軌道交通，采用城市軌道交通形式的直流供電，地鐵車型、站間距較密，與國鐵沒有互聯(lián)互通要求，信號系統(tǒng)采用了基于通信的列車自動控制系統(tǒng) （CBTC）；廣珠城際鐵路、京津城際、滬寧城際則采用國鐵客運專線制式，交流供電，動車組與國鐵存在互聯(lián)互通要求，信號系統(tǒng)采用國鐵CTCS－2／3列控系統(tǒng)。

1 兩種不同標(biāo)準(zhǔn)的城軌信號系統(tǒng)

1．城際鐵路采用城市軌道交通標(biāo)準(zhǔn)時，其信號系統(tǒng)一般采用CBTC，各線通常由各個不同的信號系統(tǒng)集成商集成提供地面和車載設(shè)備系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。不同系統(tǒng)集成商提供的列車自動監(jiān)控系統(tǒng) （ATS）設(shè)備互不兼容，沒有一套統(tǒng)一的ATS可以控制各類供貨商的列車自動控制系統(tǒng) （ATC）、計算機聯(lián)鎖系統(tǒng) （CBI）等設(shè)備，要做到一套ATS中心設(shè)備管理全網(wǎng)很困難。采用CBTC系統(tǒng)的城際鐵路，不能實現(xiàn)互聯(lián)互通，各線需獨立建設(shè)各自的信號系統(tǒng)中心設(shè)備，設(shè)置在各條線路上或者集中放置在調(diào)度中心大樓。

圖1 采用城市軌道交通標(biāo)準(zhǔn)的城際鐵路信號設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2．城際鐵路采用國鐵標(biāo)準(zhǔn)時，信號系統(tǒng)采用CTCS－2／CTCS－3列控系統(tǒng)，其行車調(diào)度采用調(diào)度集中系統(tǒng) （CTC）或者列車調(diào)度指揮系統(tǒng)（TDCS），一般每個鐵路局都建設(shè)有一套獨立的CTC／TDCS中心系統(tǒng)，用以實現(xiàn)本路局管轄范圍內(nèi)的實施計劃接收、人工和自動列車運行計劃調(diào)整、列車運行監(jiān)視、列車運行調(diào)整計劃下達、人工和自動進路控制、實績運行圖描繪、調(diào)度命令傳送、列車跟蹤及車次號校核等功能。信號系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 采用國鐵標(biāo)準(zhǔn)的城際鐵路信號系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

城際鐵路所采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和信號系統(tǒng)制式，決定了其中心設(shè)備的設(shè)計方案。采用城市軌道交通標(biāo)準(zhǔn)的城際鐵路，需獨立建設(shè)各自的信號系統(tǒng)中心設(shè)備；采用國鐵標(biāo)準(zhǔn)的城際鐵路CTC／TDCS中心系統(tǒng)，支持對整個區(qū)域范圍內(nèi)所有線路進行管理，各城際線路在建設(shè)時不需裝備CTC／TDCS中心系統(tǒng)設(shè)備，僅考慮接入CTC／TDCS中心所需的調(diào)度臺、通信服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器等設(shè)備即可。

城際鐵路信號系統(tǒng)中心設(shè)備的規(guī)劃、建設(shè)應(yīng)遵循 “統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一運營”的建設(shè)原則，實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度指揮和一體化管理，最大程度地實現(xiàn)線網(wǎng)的資源共享。同時應(yīng)兼顧線網(wǎng)內(nèi)不同線路的建設(shè)時序，合理統(tǒng)籌規(guī)劃，盡量減少后期線路對前期投產(chǎn)線路的影響。從目前發(fā)展的城際鐵路線路規(guī)劃、列車運營等方面來看，與國鐵交通線網(wǎng)存在互聯(lián)互通需求的城際鐵路適用范圍較廣。現(xiàn)以正在建設(shè)中的某城際鐵路網(wǎng)為例，對采用國鐵信號系統(tǒng)制式的城際鐵路中心設(shè)備規(guī)劃方案進行論述。

2 城際鐵路網(wǎng)中心設(shè)備

區(qū)域性城際鐵路網(wǎng)從線路規(guī)劃、列車運營等方面，一般要求與國鐵互聯(lián)互通，同時又具有 “區(qū)域自成網(wǎng)絡(luò)，公交化服務(wù)，客流量大”的實際要求。信號系統(tǒng)設(shè)備主要包括CTC、列控中心 （TCC）、臨時限速服務(wù)器 （TSRS）、CBI、信號集中監(jiān)測（CSM）等。采用國鐵標(biāo)準(zhǔn)的城際鐵路信號系統(tǒng)主要設(shè)備如圖3所示。

CTC、CSM包括中心設(shè)備和車站設(shè)備：CTC中心設(shè)備一般集中設(shè)置在調(diào)度中心，CTC車站設(shè)備設(shè)置在沿線各車站，調(diào)度中心和車站間通過2Mb／s雙通道組網(wǎng)方式通信；CSM中心設(shè)備一般設(shè)置在電務(wù)段或維修車間，也可設(shè)置在調(diào)度中心，CSM車站設(shè)備設(shè)置在各車站，以實現(xiàn)對信號其他基礎(chǔ)設(shè)備的實時監(jiān)測，并通過集中維護專用廣域網(wǎng)（2Mb／s通道）將有關(guān)信息傳遞至電務(wù)段、車間及綜合工區(qū)。

TCC、TSRS、CBI沒有中心設(shè)備，TCC車站設(shè)備設(shè)置在沿線各車站 （有岔站及中繼站），CBI設(shè)備僅設(shè)置在沿線各有岔車站。列控系統(tǒng)中的臨時限速命令由TSRS實現(xiàn)統(tǒng)一集中管理，一般設(shè)置于沿線車站，同時采用統(tǒng)一的通信接口協(xié)議與TCC、CTC等通信。TSRS設(shè)備受工程條件限制（安全數(shù)據(jù)網(wǎng)無法一次建成），不可能做到也沒有必要全部集中設(shè)置于同一處，需要結(jié)合項目建設(shè)規(guī)劃和工程條件以及設(shè)備容量進行合理規(guī)劃布置，設(shè)置地點為車站信號機房內(nèi)。

圖3 采用國鐵標(biāo)準(zhǔn)的城際鐵路信號系統(tǒng)主要設(shè)備

根據(jù)以上分析，需要考慮集中設(shè)置的信號中心設(shè)備有CTC中心設(shè)備以及CSM中心設(shè)備。

3 城際鐵路中心設(shè)備設(shè)置地點

城際鐵路中心設(shè)備的設(shè)置地點有3種方案。

方案1：在路局既有調(diào)度所擴展場地，包括調(diào)度臺和機房設(shè)備用房，中心設(shè)備利用既有路局已投運的主機設(shè)備，城際鐵路按接入考慮。

方案2：在路局既有調(diào)度所內(nèi)擴展場地，但城際中心設(shè)備單獨配置。

方案3：獨立新建城際調(diào)度大樓，可將城際調(diào)度中心與公司管理機構(gòu)共設(shè)于同一建筑內(nèi)。

方案1在配套調(diào)度大廳、設(shè)備機房以及供電等設(shè)施費用方面較為節(jié)省，但接入時影響已運營線路，適合由鐵路局代管模式，不適合城際鐵路公司獨立運營管理。方案2較方案1適應(yīng)性上較靈活，不影響前期運營線路，方便人員調(diào)度、運營維護等，較適合城際鐵路委托路局運維的模式。方案1、2實施的前提是既有調(diào)度所的機房面積和供電負(fù)荷要確保有余量。方案3在工程造價方面最高，且調(diào)度大樓的具體設(shè)置地點取決于具體工程條件，但較方便今后城際軌道交通線網(wǎng)的獨立成網(wǎng)運營，適合規(guī)模成網(wǎng)且完全獨立運營的城際鐵路模式。

4 城際鐵路中心設(shè)備設(shè)置原則

城際鐵路單獨配置中心設(shè)備時，CTC中心設(shè)備以及CSM主機設(shè)備設(shè)置有2個方案可供選擇：各線中心設(shè)備集中設(shè)置和分別獨立設(shè)置。2個方案優(yōu)缺點綜合分析見表1。

集中設(shè)置方案較分散設(shè)置方案更有利于城際軌道交通網(wǎng)發(fā)展，具有線網(wǎng)運輸協(xié)調(diào)性好、應(yīng)急指揮能力強、工程及運營投資省、與未來路網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性強等優(yōu)勢。

5 建設(shè)實施方案

城際鐵路中心設(shè)備容量應(yīng)按管理整個線網(wǎng)考慮，設(shè)備配置應(yīng)結(jié)合建設(shè)時機采取一次規(guī)劃分步配套的原則，先期實施的項目應(yīng)預(yù)留后期項目接入條件，同時建設(shè)方案應(yīng)盡量與前期各線建設(shè)同步，最好與首批開通的線路同步投入使用，以減少過渡過程和運營干擾。

若不能與前期各線同期建成投入使用時，應(yīng)考慮過渡方案。由首批開通線路提供1套過渡中心設(shè)備，設(shè)備的性能標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)降低，以滿足先期建設(shè)線路行車調(diào)度為原則。待后期新調(diào)度大樓所有中心設(shè)備安裝調(diào)試就位后，一次倒接到新中心，同時拆除原過渡設(shè)備。

對于城際線網(wǎng)后期建成各線，對CTC中心設(shè)備、CSM主機設(shè)備按接入修改設(shè)計，若該線路屬于已建調(diào)度臺管轄，則需對既有CTC調(diào)度臺進行修改，若屬于本調(diào)度臺第一條新線，則按新建CTC調(diào)度臺考慮。

6 結(jié)束語

城際鐵路交通網(wǎng)是一種節(jié)約型交通系統(tǒng)，大規(guī)模建設(shè)城際鐵路交通網(wǎng)，與中國經(jīng)濟、社會發(fā)展水平相適應(yīng)。城際鐵路信號系統(tǒng)中心設(shè)備與列車運行和調(diào)度息息相關(guān)，中心設(shè)備的規(guī)劃及實施，關(guān)系到整個城際線網(wǎng)的建設(shè)、運營、管理。研究中心設(shè)備的規(guī)劃方案，根據(jù)實際情況制定實施方案，有利于綜合考慮旅客流量、線路狀況、設(shè)備狀況、環(huán)境因素及各種復(fù)雜的特殊情況，確保線網(wǎng)的運輸效率；有利于適應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施的需要，靈活地進行變更和擴展；有利于降低建設(shè)成本，避免各線重復(fù)建設(shè)以及差錯、漏項等問題；有利于指導(dǎo)城際鐵路線網(wǎng)各線設(shè)計，避免工程實施的盲目性，提高設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率。

表1 中心設(shè)置方案綜合比較

［1］ 中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司．珠江三角洲地區(qū)城際軌道交通規(guī)劃總體實施方案［Z］．武漢：中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司，2009．

［2］ 石先明，習(xí)博．城際鐵路運營特點及列車運行控制系統(tǒng)功能定位研究［J］．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2011（4）：112－116．

［3］ 唐淼，施辰平．城際鐵路在城市交通中的定位與適應(yīng)性研究［J］．城市道橋與防洪，2014（2）：17－19．

［4］ 林瑜筠．城市軌道交通信號［M］．北京：中國鐵道出版社，2008．