劉 彧 喬高鋒

（1.浙江杭海城際鐵路有限公司 嘉興海寧 314400；2.通號(hào)城市軌道交通技術(shù)有限公司 北京 100070）

一、概述

杭州至海寧城際鐵路是浙江省都市圈城際鐵路網(wǎng)中的一條放射性線(xiàn)路。杭海城際線(xiàn)路總長(zhǎng)約46km，設(shè)站12座，在鹽官鎮(zhèn)設(shè)車(chē)輛段一座。全線(xiàn)（包括鹽官車(chē)輛段）采用基于通信的列車(chē)運(yùn)行控制（CBTC）系統(tǒng)，全線(xiàn)目標(biāo)速度為120km/h。

鹽官車(chē)輛段雙方向均可出入庫(kù)及出入段，且雙方向的鄰站均為鹽官鎮(zhèn)站。該站型具有一定的特殊性和代表性。為保證CBTC列車(chē)能夠在鹽官車(chē)輛段和鹽官鎮(zhèn)站之間雙向出入庫(kù)及出入段，對(duì)區(qū)域控制器（ZC）的跨站移交功能提出了特殊的要求。本文通過(guò)對(duì)鹽官車(chē)輛段特殊站型進(jìn)行研究，提出了CBTC列車(chē)跨站移交方案。

二、CBTC列車(chē)跨站移交方案

（一）站型概況

鹽官車(chē)輛段作為自動(dòng)化車(chē)輛段，與正線(xiàn)具備同樣等級(jí)的CBTC控制級(jí)別，提高了段場(chǎng)內(nèi)行車(chē)作業(yè)的安全防護(hù)等級(jí)和作業(yè)效率。鹽官車(chē)輛段設(shè)置一套專(zhuān)用區(qū)域控制器（ZC），負(fù)責(zé)根據(jù)列車(chē)的位置信息和連鎖的線(xiàn)路設(shè)備狀態(tài)及進(jìn)路狀態(tài)信息，為其控制范圍內(nèi)的列車(chē)計(jì)算移動(dòng)授權(quán)。同時(shí)，根據(jù)相鄰ZC發(fā)送的列車(chē)信息和移動(dòng)授權(quán)請(qǐng)求信息，實(shí)現(xiàn)CBTC列車(chē)跨站移交。

鹽官車(chē)輛段為雙庫(kù)車(chē)輛段，列車(chē)可以通過(guò)左右兩側(cè)移交接管區(qū)3個(gè)移交邊界實(shí)現(xiàn)雙入雙出段和雙入雙出庫(kù)。鹽官車(chē)輛段和鹽官鎮(zhèn)站重疊區(qū)站型簡(jiǎn)圖如圖1所示：

圖1 鹽官車(chē)輛段和鹽官鎮(zhèn)站重疊區(qū)站型簡(jiǎn)圖

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

其中，重疊區(qū)1、重疊區(qū)2、重疊區(qū)3表示鹽官鎮(zhèn)站與鹽官車(chē)輛段的3個(gè)重疊區(qū)。移交邊界1、移交邊界2、移交邊界3表示鹽官車(chē)輛段集中區(qū)與鹽官鎮(zhèn)站集中區(qū)的邊界。重疊區(qū)邊界1、重疊區(qū)邊界2、重疊區(qū)邊界3表示鹽官鎮(zhèn)站與鹽官車(chē)輛段站的重疊區(qū)邊界。SEC1、SEC2、SEC3、SEC4、SEC5、SEC6、SEC7表示鹽官鎮(zhèn)站與鹽官車(chē)輛段站重疊區(qū)包含的軌道區(qū)段。

（二）特殊要求

為實(shí)現(xiàn)CBTC列車(chē)在鹽官車(chē)輛段與鹽官鎮(zhèn)站的正常移交接管功能，對(duì)ZC的移交接管功能提出了特殊要求，包括以下幾點(diǎn)：

1.鹽官車(chē)輛段雙入雙出站型需滿(mǎn)足區(qū)域控制器（ZC）間接口規(guī)范要求

《城市軌道交通基于通信的列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)（CBTC）互聯(lián)互通接口規(guī)范第4部分：區(qū)域控制器（ZC）間接口》定義了ZC間通信接口數(shù)據(jù)交互內(nèi)容，其應(yīng)用信息類(lèi)型包括：道岔狀態(tài)信息包、物理區(qū)段狀態(tài)信息包、移交狀態(tài)信息包、移交列車(chē)信息包、站場(chǎng)信息延時(shí)包、軌道區(qū)段列車(chē)排序信息包。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，除“軌道區(qū)段列車(chē)排序信息包”外，其他應(yīng)用信息均對(duì)站型無(wú)特殊要求。對(duì)于“軌道區(qū)段列車(chē)排序信息包”，要求：軌道區(qū)段上的列車(chē)應(yīng)按照從邊界點(diǎn)向遠(yuǎn)離邊界點(diǎn)的方向排序。

由于鹽官車(chē)輛段ZC與鹽官鎮(zhèn)站ZC有三個(gè)移交邊界，因此要求，鹽官車(chē)輛段ZC和鹽官鎮(zhèn)ZC之間交互的“軌道區(qū)段列車(chē)排序信息包”，應(yīng)能識(shí)別出三個(gè)移交邊界到對(duì)應(yīng)重疊區(qū)邊界的軌道區(qū)段，且能將軌道區(qū)段上的列車(chē)按照從邊界點(diǎn)到遠(yuǎn)離邊界點(diǎn)的方向進(jìn)行排序。

2.區(qū)域控制器需支持CBTC列車(chē)同時(shí)駛?cè)牖蝰偝鰞蓚?cè)移交邊界為同一相鄰區(qū)域控制器的集中站

由于鹽官車(chē)輛段ZC兩側(cè)移交邊界均為鹽官鎮(zhèn)站ZC，且存在雙入雙出段場(chǎng)景，因此，區(qū)域控制器需支持三個(gè)移交邊界同時(shí)存在不同運(yùn)行方向的CBTC列車(chē)駛?cè)牖蝰偝鱿噜弲^(qū)域控制器的場(chǎng)景。

（三）具體方案

目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)城市軌道交通線(xiàn)路均采用CBTC系統(tǒng)，例如中國(guó)通號(hào)全套自主化城軌列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)（CBTC）。該系統(tǒng)主要由CBI（計(jì)算機(jī)連鎖）、ZC（區(qū)域控制器）、ATS（列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控）、車(chē)載ATP（列車(chē)自動(dòng)防護(hù)）、ATO（列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行）等子系統(tǒng)組成。

為實(shí)現(xiàn)CBTC列車(chē)不降速?gòu)谋炯袇^(qū)駛?cè)胂噜徏袇^(qū)，以本集中區(qū)與相鄰集中區(qū)的邊界為起始邊界劃定一段區(qū)域作為共同管轄區(qū)域，該共同管轄區(qū)域稱(chēng)為重疊區(qū)。對(duì)駛?cè)牖蝰偝鲋丿B區(qū)的列車(chē)，由兩個(gè)相鄰ZC共同管理。ZC對(duì)重疊區(qū)進(jìn)行電子地圖描述時(shí)，對(duì)于重疊區(qū)的軌道區(qū)段，均以相鄰ZC為整體進(jìn)行描述。同時(shí)，ZC對(duì)駛?cè)牖蝰偝鱿噜廧C的列車(chē)運(yùn)行方向進(jìn)行描述時(shí)，也是以相鄰ZC為整體進(jìn)行描述。

按照目前的方式對(duì)鹽官車(chē)輛段ZC和鹽官鎮(zhèn)站ZC進(jìn)行電子地圖描述時(shí)，由于無(wú)法識(shí)別重疊區(qū)的軌道區(qū)段與移交邊界的對(duì)應(yīng)關(guān)系，導(dǎo)致ZC在填寫(xiě)“軌道區(qū)段列車(chē)排序信息包”時(shí)，無(wú)法滿(mǎn)足“軌道區(qū)段上的列車(chē)應(yīng)按照從邊界點(diǎn)向遠(yuǎn)離邊界點(diǎn)的方向排序”的要求。同時(shí)，由于鹽官車(chē)輛段兩側(cè)的移交邊界對(duì)應(yīng)的為同一個(gè)集中站鹽官鎮(zhèn)站，導(dǎo)致本ZC無(wú)法識(shí)別出通過(guò)兩側(cè)移交邊界同時(shí)駛?cè)牖蝰偝鱿噜廧C的不同運(yùn)行方向的列車(chē)。根據(jù)以上分析，本文提出如下解決方案：

1.修改電子地圖描述

針對(duì)與相鄰ZC的每一個(gè)重疊區(qū)，電子地圖需正確描述每一個(gè)移交邊界到重疊區(qū)邊界的方向；同時(shí)，針對(duì)每一個(gè)重疊區(qū)，電子地圖需正確描述移交邊界到重疊區(qū)邊界包含的軌道區(qū)段。以鹽官車(chē)輛段為例：描述移交邊界方向時(shí)，假設(shè)以信號(hào)平面布置圖為基準(zhǔn)，自左向右為正向，自右向左為反向。則描述移交邊界的方向時(shí)，移交邊界1、移交邊界2的方向?yàn)檎?，移交邊?的方向?yàn)榉聪颉Ｃ枋鲋丿B區(qū)軌道區(qū)段時(shí)，移交邊界1對(duì)應(yīng)的軌道區(qū)段為SEC1、SEC2、SEC3，移交邊界2對(duì)應(yīng)的軌道區(qū)段為SEC4、SEC5，移交邊界3對(duì)應(yīng)的軌道區(qū)段為SEC6、SEC7。

2.修改系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

為配合電子地圖描述方式的修改，ZC跨站移交功能的實(shí)現(xiàn)方式也需進(jìn)行適配性修改。ZC接收和發(fā)送“軌道區(qū)段列車(chē)排序信息包”時(shí)，按照Z(yǔ)C間交互軌道區(qū)段的順序，結(jié)合本ZC描述重疊區(qū)軌道區(qū)段的方式，保證能夠正確識(shí)別每個(gè)移交邊界對(duì)應(yīng)的軌道區(qū)段。然后，本ZC根據(jù)每個(gè)重疊區(qū)對(duì)應(yīng)的軌道區(qū)段，依次處理每個(gè)移交邊界對(duì)應(yīng)的軌道區(qū)段上的列車(chē)排序，從而保證列車(chē)從本ZC集中區(qū)駛?cè)胂噜廧C集中區(qū)時(shí)，能夠正確識(shí)別相鄰ZC集中區(qū)的每個(gè)重疊區(qū)包含的列車(chē)，解決了由于無(wú)法識(shí)別相鄰ZC重疊區(qū)的列車(chē)而導(dǎo)致本列車(chē)無(wú)法駛?cè)胂噜廧C的問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的可用性。

同時(shí)，由于本ZC集中區(qū)的每個(gè)移交邊界均具有方向?qū)傩?，ZC能夠根據(jù)每個(gè)移交邊界的方向?yàn)轳側(cè)胫丿B區(qū)的列車(chē)計(jì)算移動(dòng)授權(quán)和設(shè)置移交接管狀態(tài)。當(dāng)列車(chē)在本ZC重疊區(qū)，且本ZC為列車(chē)計(jì)算的移動(dòng)授權(quán)達(dá)到移交邊界時(shí)，若本ZC當(dāng)判斷該列車(chē)運(yùn)行方向與該移交邊界方向相反，則本ZC向相鄰ZC發(fā)送允許列車(chē)移交狀態(tài)；否則，本ZC不允許該列車(chē)駛?cè)胂噜廧C。當(dāng)列車(chē)在相鄰ZC重疊區(qū)，且本ZC收到相鄰ZC發(fā)送的列車(chē)移交狀態(tài)為允許列車(chē)移交時(shí)，本ZC判斷列車(chē)運(yùn)行方向與該移交邊界方向一致，則本ZC允許接管該列車(chē)，并沿著該移交邊界方向?yàn)樵摿熊?chē)計(jì)算移動(dòng)授權(quán)，從而保證CBTC列車(chē)在每個(gè)移交邊界都能夠不降速駛?cè)胂噜廧C。

三、總結(jié)

本文所述的列車(chē)跨線(xiàn)移交方案已進(jìn)行充分的測(cè)試驗(yàn)證，滿(mǎn)足鹽官自動(dòng)化車(chē)輛段的特殊需求，后續(xù)杭海城際鐵路將采用本方案開(kāi)通運(yùn)行。本方案對(duì)今后涉及CBTC列車(chē)跨線(xiàn)運(yùn)行的特殊場(chǎng)景具有一定的參考作用，其他城際以及市域鐵路可根據(jù)具體線(xiàn)路情況和需求開(kāi)展工程應(yīng)用實(shí)施。