于曉泉

（1.北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070 2.北京市高速鐵路運(yùn)行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070）

1 概述

國(guó)內(nèi)部分既有線路因運(yùn)輸需求僅運(yùn)行動(dòng)車(chē)組，但既有站場(chǎng)設(shè)計(jì)采用速度為75 km/h的1/18道岔，按普速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范，當(dāng)辦理側(cè)向接車(chē)進(jìn)路時(shí)，即使接車(chē)進(jìn)路均為1/18及以上道岔，進(jìn)站信號(hào)機(jī)也只能點(diǎn)亮雙黃燈，進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方發(fā)送UU碼；高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定1/18道岔最低限速不得小于80 km/h，因此當(dāng)車(chē)站設(shè)有側(cè)線限速75 km/h的1/18道岔，即使僅運(yùn)行動(dòng)車(chē)組，無(wú)論采用高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范，還是普速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范，均只能按45 km/h運(yùn)行，這極大降低了運(yùn)輸效率。

2 問(wèn)題分析

既有線要求只有當(dāng)接車(chē)進(jìn)路均為1/18道岔，并且辦理發(fā)車(chē)進(jìn)路為直向進(jìn)路或者均為1/18以上的側(cè)向進(jìn)路后，進(jìn)站信號(hào)機(jī)才能顯示黃閃黃，進(jìn)站信號(hào)機(jī)外發(fā)UUS碼。其主要原因?yàn)檫\(yùn)行于既有線列車(chē)類(lèi)型較多，制動(dòng)性能較差，當(dāng)辦理側(cè)線接車(chē)時(shí)，進(jìn)站信號(hào)機(jī)顯示雙黃燈，以降低列車(chē)通過(guò)進(jìn)站信號(hào)機(jī)時(shí)的速度，滿(mǎn)足列車(chē)制動(dòng)距離要求。

如果是僅運(yùn)行動(dòng)車(chē)組的車(chē)站，因動(dòng)車(chē)組制動(dòng)距離短，當(dāng)進(jìn)站速度為80 km/h時(shí)，接車(chē)進(jìn)路長(zhǎng)度能滿(mǎn)足80～0 km/h的制動(dòng)距離?；贑TCS-2現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范，當(dāng)接車(chē)進(jìn)路為75 km/h的1/18道岔，進(jìn)站信號(hào)只能顯示雙黃燈，如果顯示黃閃黃可能存在如下風(fēng)險(xiǎn)。

如圖1所示，列車(chē)在接近區(qū)段收到UUS碼，ATP按X進(jìn)站信號(hào)機(jī)處限速80 km/h控制速度，如果進(jìn)站內(nèi)方1#道岔是1/18道岔，其側(cè)線限速75 km/h。當(dāng)列車(chē)在X進(jìn)站外方收到應(yīng)答器報(bào)文后，ATP按前方道岔處限速75 km/h輸出制動(dòng)，但由于1#道岔距離X進(jìn)站信號(hào)機(jī)距離L小于列車(chē)由80 km/h制動(dòng)到75 km/h所需的距離，無(wú)法滿(mǎn)足列車(chē)在1#道岔前方制動(dòng)到75 km/h的要求，即列車(chē)將超速通過(guò)1#道岔，無(wú)法保證行車(chē)安全。

為使現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)的限速75 km/h的1/18道岔充分發(fā)揮性能，需研究如何使列車(chē)在經(jīng)過(guò)1#道岔時(shí)，運(yùn)行速度不超過(guò)75 km/h，使得列車(chē)在保證安全的前提下提高運(yùn)輸效率。

3 方案分析

為保證行車(chē)安全，滿(mǎn)足列車(chē)在1#道岔處速度低于75 km/h的限速，必須滿(mǎn)足列車(chē)接收到1#道岔限速75 km/h后，有足夠的距離滿(mǎn)足列車(chē)在經(jīng)過(guò)1#道岔前制動(dòng)到不超過(guò)75 km/h的速度，即列車(chē)必須在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)能收到1#道岔限速75 km/h，則有如下幾個(gè)方案可供選擇。

方案一：修改ATP軟件。對(duì)運(yùn)行于本線的車(chē)載ATP進(jìn)行軟件修改，當(dāng)ATP處于完全監(jiān)控模式且解調(diào)的低頻碼為U2S碼或UUS碼時(shí)，如圖2所示，如果未收到應(yīng)答器發(fā)送的大號(hào)碼包，則將UUS碼所在閉塞分區(qū)出口（進(jìn)站信號(hào)機(jī)處）速度按75 km/h控制，其他情況按現(xiàn)有ATP控制邏輯及速度要求控制列車(chē)運(yùn)行。

圖1 現(xiàn)有經(jīng)道岔側(cè)向限速75 km/h的接車(chē)進(jìn)路示意圖Fig.1 Passing through point siding with restriction speed of 75 km/h into receiving route

圖2 修改ATP頂棚速度適應(yīng)側(cè)向限速75 km/h示意圖Fig.2 Modifying ATP ceiling speed for suitable to siding restriction speed of 75 km/h

此方案需將所有可能經(jīng)過(guò)本站的列車(chē)ATP均做修改，且與TB 3060機(jī)車(chē)信號(hào)信息定義及分配、車(chē)載設(shè)備技術(shù)條件等不符，對(duì)于限速為80 km/h的道岔降低運(yùn)輸效率，如遇其他特殊情況，臨時(shí)調(diào)用其他車(chē)輛在本線運(yùn)行，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

方案二：如圖3所示，將進(jìn)站信號(hào)機(jī)向站外方向移動(dòng)，使X進(jìn)站信號(hào)機(jī)至1#道岔間距離L滿(mǎn)足列車(chē)由80 km/h制動(dòng)到75 km/h的制動(dòng)距離要求。當(dāng)ATP處于完全監(jiān)控模式且解調(diào)的低頻碼為U2S碼或UUS碼時(shí)，車(chē)載ATP將UUS碼所在閉塞分區(qū)出口（進(jìn)站信號(hào)機(jī)處）速度按80 km/h控制。列控中心將經(jīng)過(guò)1#道岔側(cè)向進(jìn)路數(shù)據(jù)分段描述，其中由X進(jìn)站信號(hào)機(jī)至1#道岔岔尖的線路速度描述為80 km/h，由1#岔尖至S5反向出站線路速度描述為75 km/h，股道速度描述方式不變。當(dāng)列車(chē)在進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方收到進(jìn)站應(yīng)答器報(bào)文后， ATP將在1#道岔岔尖前將列車(chē)速度控制到不超過(guò)75 km/h的速度。

圖3 進(jìn)站信號(hào)機(jī)向外方移設(shè)示意圖Fig.3 Moving the home signal more outside station

此方案理論上可行，但需增加車(chē)站咽喉區(qū)長(zhǎng)度、移設(shè)進(jìn)站信號(hào)機(jī)、鋸鋼軌等，還可能影響進(jìn)站外方分相區(qū)位置、自動(dòng)閉塞區(qū)間信號(hào)機(jī)（點(diǎn)）的設(shè)置等，且其工程造價(jià)較高。如將進(jìn)站信號(hào)機(jī)向站外方向移設(shè)，車(chē)站進(jìn)行側(cè)線接車(chē)作業(yè)、反向側(cè)線發(fā)車(chē)作業(yè)、接車(chē)進(jìn)路限速低于80 km/h或引導(dǎo)接車(chē)作業(yè)時(shí)，對(duì)運(yùn)輸效率影響較大。

方案三：如圖4所示，將進(jìn)站信號(hào)機(jī)外方應(yīng)答器向遠(yuǎn)離車(chē)站方向移動(dòng)，使進(jìn)站應(yīng)答器組B-JZ至1#道岔間距離L滿(mǎn)足列車(chē)由當(dāng)前速度V1制動(dòng)到75 km/h的制動(dòng)距離要求，若列車(chē)在進(jìn)站應(yīng)答器窗口范圍內(nèi)未收到應(yīng)答器報(bào)文，則車(chē)載ATP將輸出制動(dòng)。

圖4 進(jìn)站有源應(yīng)答器向外移設(shè)示意圖Fig.4 Moving the active ballise more outside station

此方案能保證列車(chē)在經(jīng)過(guò)1#道岔時(shí)速度不超過(guò)75 km/h，但其進(jìn)站應(yīng)答器B-JZ向遠(yuǎn)離車(chē)站方向移設(shè)后，如果列車(chē)執(zhí)行機(jī)外停車(chē)作業(yè)，列車(chē)上的BTM天線可能已經(jīng)越過(guò)移設(shè)后的進(jìn)站應(yīng)答器組B-JZ，此時(shí)聯(lián)鎖再次開(kāi)放進(jìn)路后，雖然列控系統(tǒng)正常，移設(shè)后的進(jìn)站應(yīng)答器組能正常發(fā)送報(bào)文。但由于列車(chē)上的BTM天線已經(jīng)越過(guò)應(yīng)答器，車(chē)載設(shè)備將無(wú)法獲得接車(chē)進(jìn)路及臨時(shí)限速信息，只能以部分監(jiān)控模式接車(chē)，影響運(yùn)輸效率。

方案四：如圖5所示，在進(jìn)站應(yīng)答器外方增加一組有源應(yīng)答器，通過(guò)該應(yīng)答器組為列車(chē)提前提供經(jīng)1#道岔側(cè)線接車(chē)，接車(chē)進(jìn)路速度為75 km/h的信息，列車(chē)經(jīng)過(guò)新增應(yīng)答器后，按新數(shù)據(jù)執(zhí)行。由于C2相關(guān)規(guī)范規(guī)定，側(cè)線接車(chē)線路數(shù)據(jù)速度以進(jìn)站信號(hào)機(jī)為起點(diǎn)進(jìn)行描述，故新增應(yīng)答器布置應(yīng)滿(mǎn)足列車(chē)在收到應(yīng)答器數(shù)據(jù)后，從當(dāng)前速度v1進(jìn)行常用制動(dòng)后，在進(jìn)站信號(hào)機(jī)處將速度降至75 km/h的需求。

圖5 增加進(jìn)站應(yīng)答組器示意圖Fig.5 Adding a entrence ballises group

如圖5所示，在原進(jìn)站應(yīng)答器組B-JZ外放增加一個(gè)B-JZ-1應(yīng)答器組，B-JZ-1應(yīng)答器組與B-JZ應(yīng)答器組之間的距離L滿(mǎn)足大于等于列車(chē)由80 km/h到75 km/h的制動(dòng)距離，L還需小于列車(chē)從v2（進(jìn)站信號(hào)機(jī)未開(kāi)放，列車(chē)進(jìn)行機(jī)外停車(chē)作業(yè)時(shí)經(jīng)過(guò)B-JZ-1應(yīng)答器組的速度）加速至75 km/h所需距離。B-JZ-1發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文內(nèi)容與B-JZ一致，其d值描述為從B-JZ-1應(yīng)答器至X進(jìn)站信號(hào)機(jī)處的距離；臨時(shí)限速內(nèi)容描述與B-JZ應(yīng)答器一致。

現(xiàn)有車(chē)載ATP在UUS區(qū)段丟失應(yīng)答器或收到應(yīng)答器默認(rèn)報(bào)文，則實(shí)施制動(dòng)。為保證行車(chē)安全，如圖6所示，此方案要求在應(yīng)答器B-JZ-1相鄰前方兩個(gè)連續(xù)的應(yīng)答器組B-001、B-003的報(bào)文均增加B-JZ-1丟失執(zhí)行鏈接反應(yīng)（應(yīng)答器丟失列車(chē)實(shí)施制動(dòng)）描述。

圖6 增加應(yīng)答器鏈接反應(yīng)示意圖Fig.6 Adding ballises link response

此方案能將列車(chē)在進(jìn)站信號(hào)機(jī)處控制速度小于等于75 km/h監(jiān)控列車(chē)安全運(yùn)行，由于新設(shè)B-JZ-1應(yīng)答器與B-JZ應(yīng)答器距離較其他方案遠(yuǎn)，故車(chē)站辦理側(cè)線接車(chē)時(shí)，列車(chē)“到—到”、“到—通”的間隔時(shí)間較長(zhǎng)，且其工程造價(jià)相對(duì)也較高。

方案五：在現(xiàn)有應(yīng)答器外方增加新的有源應(yīng)答器組，使得該應(yīng)答器組至1號(hào)道岔間距離滿(mǎn)足列車(chē)由當(dāng)前速度制動(dòng)到75 km/h的制動(dòng)距離要求。

如圖7所示，在原進(jìn)站應(yīng)答器組B-JZ外放增加一個(gè)B-JZ-1應(yīng)答器組，B-JZ-1應(yīng)答器組與1#道岔之間的距離L滿(mǎn)足不小于列車(chē)由當(dāng)前運(yùn)行速度v1到75 km/h的制動(dòng)距離，L還需小于列車(chē)從v2（進(jìn)站信號(hào)機(jī)未開(kāi)放，列車(chē)進(jìn)行機(jī)外停車(chē)作業(yè)時(shí)經(jīng)過(guò)B-JZ-1應(yīng)答器組的速度）加速至75 km/h所需距離。B-JZ-1發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文內(nèi)容與B-JZ一致，其“d”值描述為從B-JZ-1應(yīng)答器至X進(jìn)站信號(hào)機(jī)處的距離；臨時(shí)限速內(nèi)容描述與B-JZ應(yīng)答器一致。

圖7 增加距離進(jìn)站信號(hào)機(jī)最近的應(yīng)答器組示意圖Fig.7 Adding a ballises group nearest the home signal

如圖8所示，現(xiàn)有車(chē)載ATP在UUS區(qū)段丟失應(yīng)答器或收到應(yīng)答器默認(rèn)報(bào)文則實(shí)施制動(dòng)，為保證行車(chē)安全此方案要求在應(yīng)答器B-JZ-1相鄰前方兩個(gè)連續(xù)的應(yīng)答器組B-001、B-003的報(bào)文均增加B-JZ-1丟失執(zhí)行鏈接反應(yīng)（應(yīng)答器丟失列車(chē)實(shí)施制動(dòng)）描述。

圖8 增加001及003鏈接反應(yīng)示意圖Fig.8 Adding ballise 001 and ballise 003 links response

此方案能最大限度提高車(chē)站的接車(chē)效率，縮短車(chē)站辦理側(cè)線接車(chē)時(shí)，列車(chē)“到—到”、“到—通”的間隔時(shí)間，且由于新增B-JZ-1應(yīng)答器距離本站信號(hào)樓較近，其工程實(shí)施難度較小，工程造價(jià)較低。

4 結(jié)論

以上幾種方案均可實(shí)現(xiàn)接車(chē)進(jìn)路上存在側(cè)線限速75 km/h的1/18道岔時(shí)，ATP能監(jiān)控列車(chē)以不高于75 km/h的速度安全運(yùn)行的需求。但結(jié)合對(duì)運(yùn)輸效率的影響、工程實(shí)施的難度以及工程造價(jià)，建議以“在現(xiàn)有應(yīng)答器外方增加新的有源應(yīng)答器組，使得該應(yīng)答器組至1#道岔間距離滿(mǎn)足列車(chē)由當(dāng)前速度制動(dòng)到75 km/h的制動(dòng)距離要求”的方案為主，特殊情況結(jié)合工程實(shí)際要求也可參考其余方案。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于CTCS-2級(jí)車(chē)載設(shè)備，其控車(chē)數(shù)據(jù)來(lái)源于地面應(yīng)答器，在滿(mǎn)足應(yīng)答器布置原則的基礎(chǔ)上，可根據(jù)工程所需場(chǎng)景的實(shí)景情況，靈活進(jìn)行應(yīng)答器布置。同時(shí)在滿(mǎn)足報(bào)文編制原則的前提下，對(duì)該應(yīng)答器所需報(bào)文進(jìn)行特殊處理，解決現(xiàn)場(chǎng)類(lèi)似于上述道岔限速等較為特殊的應(yīng)用問(wèn)題。另外，現(xiàn)場(chǎng)還存在一些限速值低于75 km/h的1/18道岔，也可參考上述方案進(jìn)行處理。