枢纽内CTCS-3向CTCS-2级间转换设置位置的探讨

张劼

（北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073）

枢纽内CTCS-3向CTCS-2级间转换设置位置的探讨

张劼

（北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073）

分析枢纽内特殊情况下CTCS-3向CTCS-2级间转换的问题，结合工程实践提出解决方案。

列控系统；应答器；级间转换

1 背景

中国列车运行控制系统CTCS根据系统配置按功能划分为5级（CTCS-0级─CTCS-4级）。

CTCS-2（以下简称“C2”）级列控系统是基于轨道电路和点式应答器传输列车运行许可信息并采用目标-距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统。

CTCS-3（以下简称“C3”）级列控系统是基于GSM-R无线通信实现车-地信息双向传输，无线闭塞中心（RBC）生成行车许可，轨道电路实现列车占用检查，应答器实现列车定位，并具备C2级功能的列车运行控制系统。

在工程实践中，受限于站场设置、GSM-R网络单网交织覆盖范围、C2与C3移动授权传输方式的差异及C2与C3临时限速下达范围的差异等客观条件，经常遇到在枢纽内C3→C2级间转换执行点C3与C2允许速度不一致的情况，若C3与C2速度差大于10 km/h，则会触发列车紧急制动。如果上述限制性因素难以排除，则需要从设计角度采取一定的措施，保证C3与C2在级间转换执行点允许速度一致。

本文重点讨论C3级→C2级列控系统级间转换的问题。

2 理论

2.1 相关规范的规定

《CTCS-3级列控系统总体技术方案》（以下简称“C3总体技术方案”）是C3级列控系统的标准文件，为C3级列控系统设计提供了指导原则。

《CTCS-2/CTCS-3级列控系统等级转换应用原则（V1.0）》（以下简称“C2/C3等级转换应用原则”）对C2区域/C3区域边界设置等级转换点的设计原则提供了指导原则。

C3总体技术方案第3.4.2章节中规定：“C3向C2级进行级间转换需设置下列转换点：1）转换预告点（LTA）：在至转换点唯一进路入口处设置该点，当列车前端通过该点时，车载设备将向RBC报告所在位置，RBC判断为唯一进路时向车载设备提供行车许可及等级转换命；2）转换执行点（LTO）：当列车前端通过LTO点时，本务端的车载设备执行C3级→C2级的控车转换，非本务端处于休眠模式（SL）的车载设备记录等级转换信息”。

C3总体技术方案第3.4.6.1等级转换预告章节中规定：“当列车需要驶离C3级线路并进入C2级区域时，RBC应在列车前端距C3级/C2级转换边界一定距离时，使用等级转换命令向车载设备发送在C3级/C2级转换边界转换为C2级控车的等级转换预告命令。

转换预告点（LTA）距转换边界的最小距离应大于车载与RBC通信时间（5 s）+司机确认（5 s）过程中列车走行的距离”。

C3总体技术方案第3.4.6.2等级转换执行章节中规定：“C3级/C2级等级转换边界一般应是闭塞分区和RBC控制范围的边界，当列车前端通过C3级/C2级转换边界时，车载设备根据RBC命令将转为C2级系统控车。

为使列车能以C2级最大允许运行速度通过C3级/C2级转换边界，在C3级区段从RBC得到的C3级行车许可将向C2级区域延伸一定距离（完整常用制动距离）。

在C3级向C2级转换时，车载设备C3级控制单元和C2级控制单元应实时通信，C3级控制单元比较列车的实际速度与C2级控制单元的允许速度。若实际速度高于允许速度，则由C3级控制单元触发常用制动；当列车速度低于C2级控制单元允许速度后，实施等级转换”。

C2/C3等级转换应用原则第4.1.4.1条规定：“[ZX-3/2]应答器组不宜设在列车制动区（降速区）的轨道区段。”

2.2 实际工程应用原则

C3/C2级间转换需由地面通过设置级间转换预告应答器组和执行应答器组的方式实现，在RBC数据中不配置等级转换信息。[YG-3/2]应答器组与[ZX-3/2]应答器组的设置原则按如下2种情况考虑：

1）当C3级和C2级列车运行速度一致时，[YG-3/2]应答器组距[ZX-3/2]应答器组的距离应不小于列车以线路允许速度运行5 s的距离。

2）当C3级和C2级列车运行速度不一致时，为避免在级间转换执行点出现允许速度差，从而引发制动停车，要求[YG-3/2]应答器组距[ZX-3/2]应答器组的距离不小于列车以C3允许速度降至C2允许速度的距离。

3 实践

3.1 原设计情况

某枢纽站设高速场和城际场，分别连接高速客专及城际客专。详细站场布置如图1所示。其中高速客专为C3线路，正线线路允许速度为300 km/h（如图1中浅灰色区域所示），城际客专为C2线路，正线线路允许速度为200 km/h。对于本站的C2线路，GSM-R单网交织网络仅覆盖至XM、XB、XMN、XBN进站口处。

高速客专SN、S口的C3列车经2#、4#道岔（均为42号大号码道岔，道岔侧向允许通过速度为160 km/h）可转场进入城际场VIG及XIG，按C2行车可开往XM、XB、XMN及XBN口；高速场C3列车在7G及10G经5/7及9/11号道岔（均为18号道岔，道岔侧向允许通过速度为80 km/h）可向XB及XBN口发车。该枢纽站原C3/C2级间转换点设计情况如下：1）在2#、4#道岔岔后，设置[FZX-3/2]及[ZX-3/2]应答器组。

2）在5/7、9/11号道岔岔后，设置[FZX-3/2]及[ZX-3/2]应答器组。

3.2 原级间转换点设置存在的问题

1）当办理SN向VIG的接车或通过进路时，若VIG或离去区段有低于80 km/h的临时限速，C2系统根据收到的UU码在进站口降速至45 km/h（全进路限速45 km/h），而C3系统在经2#道岔侧向时，允许速度高于45 km/h，导致C2、C3系统在2#道岔存在允许速度差。

2）当办理SN向VIG的接车或通过进路时，C2系统经2#道岔侧向的允许速度为80 km/h，而C3系统在经2#道岔侧向时，允许速度高于80 km/h，导致C2、C3系统在2#道岔存在允许速度差。

3）当办理S向XIG的接车或通过进路时，在下列情况C2系统根据收到的UU码在进站口降速至45 km/h（全进路限速45 km/h），而C3系统在经4#道岔侧向时，允许速度高于45 km/h，导致C2、C3系统在4#道岔岔后存在允许速度差：

*办理由S经4#道岔侧向的接车进路，XIG有临时限速。

图1 某枢纽站示意图

*办理由S经4#道岔侧向的向XBN口的通过进路，侧向进路范围内以及离去区段有低于45 km/h的临时限速。

*办理由S经4、17/19号道岔侧向的向XMN口的通过进路，侧向进路范围内以及离去区段有低于45 km/h的临时限速。

4）当办理S向XIG的接车或通过进路时，在下列情况C2系统无法发送大号码道岔报文信息，根据收到的UUS码在进站口降速至80 km/h（全进路限速80 km/h），而C3系统在经4#道岔侧向时，允许速度高于80 km/h，导致C2、C3系统在4#道岔岔后存在允许速度差：

*办理由S经4#道岔侧向的接车进路。

*办理由S经4#道岔侧向的向XBN口的通过进路，进路许可长度小于制动距离检查范围。

*办理由S经4#道岔侧向的向XBN口的通过进路，侧向进路范围内以及离去区段制动距离内有低于160 km/h的临时限速。

*办理由S经4、17/19号道岔侧向的向XMN口的通过进路。

3.3 解决方案

3.3.1 方案一

3.3.1.1 C3/C2级间转换点的选择

为了避免列车在级间转换执行点C2与C3允许速度不一致的情况，设计首先考虑级间转换LTA与LTO点之间的距离，应满足列车从LTA点以线路最高允许速度运行，并在LTO点减速至45 km/h（最大常用制动）的长度要求，长度估算如表1所示。

表1 C3→C2级间转换长度计算表

假设列车以最高165 km/h速度经2#、4#大号码道岔侧向进入城际场。由表1可知，C3/C2级间转换所需最小长度估算值约1 800 m，而S、SN进站口至XBN、XMN、XB、XM进站口的长度约为2 108 m，因此经2#、4#道岔的C3/C2级间转换预告点选择在S、SN进站口，而C3/C2级间转换执行点选择在XBN、XMN、XB、XM进站口较为合适。

假设列车以最高的85 km/h速度经5/7、9/11号道岔侧向进入城际场。由表1可知，C3/C2级间转换所需最小长度估算值约350 m，而S7、S10出站信号机至XB、XBN进站口的长度约为386 m，因此经5/7、9/11号道岔的C3/C2级间转换预告点选择在S7、S10出站信号机处，而C3/C2级间转换执行点选择在XB、XBN进站口较为合适。

3.3.1.2 C3/C2级间转换应答器的布置

在应答器容量允许、应答器位置合理且满足上文要求的前提下，级间转换预告点、级间转换执行点应答器组应尽量考虑与其他应答器组合设置。

对于经高速场SN、S进站口2#、4#大号码道岔侧向至城际场VIG、XIG的进路：

*采用S及SN进站口[JZ]应答器组中的有源应答器兼做向XBN、XMN、XB、XM进站口的[YG-3/2]及[FYG-3/2]应答器；

图2 方案一应答器布置示意图

*采用XB、XBN进站口[JZ]应答器组中的无源应答器兼做[FZX-3/2]及[ZX-3/2]应答器；

*采用XM、XMN进站口[JZ]应答器组中的无源应答器兼做[FZX-3/2]及[ZX-3/2]应答器。

对于高速场7G、10G经5/7、9/11号道岔侧向的发车进路：

*采用S7及S10出站信号机[CZ]应答器组中有源应答器兼做高速场[FYG-3/2]及[YG-3/2]应答器；

*采用XB、XBN进站口[JZ]应答器组中的无源应答器兼做[FZX-3/2]及[ZX-3/2]应答器。

在收到[YG-3/2]及[FYG-3/2]级间转换预告应答器报文后，C2车载向C3车载提供C2系统允许速度，C3车载开始向C2允许速度减速。上述方案中，级间转换预告应答器与级间转换执行应答器之间的距离满足从线路最高允许速度（LTA点）减速至45 km/h（LTO点）的制动距离要求，从而保证C3、C2系统在级间转换执行点允许速度一致。应答器布置如图2所示（浅灰色部分）。

3.3.2 方案二

根据前述的级间转换应答器工程应用布置原则，可将[YG-3/2]布置在C3级和C2级列车运行速度一致的位置，[YG-3/2]应答器组距[ZX-3/2]应答器组的距离不小于列车以线路允许速度运行5 s的距离。

因此，在区间完成C3与C2级间转换即可满足C2、C3在预告点运行速度一致的条件。在XB、XBN、XM、XMN进站信号机外方450 m处（避开列尾限速保持区域）设置[YG-3/2]及[FYG-3/2]应答器组，在距离预告点、反向预告点280 m处（按线路最高允许速度200 km/h运行5 s的距离）设置[ZX-3/2]及[FZX-3/2]应答器组。但由于级间转换区域需GSM-R单网交织覆盖， XB、XBN、XM、XMN进站口满足C3级控车需求的G网需向区间延伸，通信基站的投资将增加。应答器布置如图3所示（浅灰色部分）。

The paper analyzes the problem of level transmission from СTСS-3 to СTСS-2 in special situation in a junction station, and gives the solution based on engineering practice.

СTСS; balise; level transmission

10.3969/j.issn.1673-4440.2015.01.002