高铁短联络线列控系统方案举例研究

张 伟

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063）

为提高高铁路网运营规模效应，相邻高铁线路间一般会设置联络线进行疏解。由于列控系统方案与联络线的长度及区间闭塞分区布点直接相关，两者相协调时，地面CTCS-3（简称C3）列控系统控制可实现无缝切换；但当联络线长度较短时，信号需综合RBC切换、大号码道岔、临时限速等因素对列控系统进行适应性分析，研究提出与联络线长度相匹配的列控系统的技术解决方案及运营管理措施。本文以某项目为例，对列控系统方案配置进行探讨，希望对其他类似的高铁线路间短联络线设计提供参考。

1 工程建设场景

X线和Y线为已开通高铁线路，采用C3列控系统，独立设置RBC控制；Y线区间设有大号码道岔出岔（C线路所）引出联络线与X线实现互联互通，转线作业的列车可在联络线上自动实现RBC切换，联络线最高允许速度为160 km/h。

Z线为新建工程，从Y线的车站B场引出，区间设有D线路所出岔接入C线路所间接接入X线，C线线路设计速度250 km/h，线路主体采用CTCS-2（简称C2）列控系统；由于新工程对C线路所改造，原X线和Y线间联络线长度变短，根据牵引计算结果，联络线既有闭塞分区取消。项目建设场景如图1示。

图1 高铁短联络线工程场景示意Fig.1 Scenario schematic of high-speed railway short-distance liaison line project

2 列控系统配套问题分析

根据《高速铁路设计规范》（TB 10321-2014）第14.4.11的规定，RBC切换应设置在闭塞分区分界点。Z线项目的实施，导致原依托于X-Y之间联络线闭塞分区分界点的RBC切换方案不再成立，需重新研究联络线无闭塞分区分界点的RBC切换，或参照场间联络线方式降级为C2模式的方案。

3 列控系统配套方案研究

由于RBC范围调整将导致RBC、TSRS、联锁、列控中心等一系列地面设备软件修改和试验验证工作，因此，本项目不考虑对X线或Y线RBC范围调整，将联络线统一划归到某一RBC控制的方案。

参照各标准对RBC切换的规定要求及高铁场间转线的列控系统方案，本工程建设场景中联络线理论上存在3种配套列控系统解决方案。

方案一：联络线设置虚拟信号机RBC切换方案。联络线设置虚拟闭塞分区并对应设置RBC切换应答器组，联锁分界设置在线路所通过信号机处（或A场进站信号机）。以下行联络线为例，逻辑上RBC切换设置闭塞分区分界处，符合规范的要求，可实现C3列控系统无缝切换；但由于RBC与联锁分界不一致，信号系统设备还需进行适配：A场联锁设备将AG条件传递给C线路所联锁，A场所属的X-TSRS将AG范围的限速信息传递给C线路所所属的Y-TSRS，Y-RBC再根据C线路所联锁和Y-TSRS的信息生成覆盖AG的移动授权指令，如图2所示。

图2 联络线设置虚拟信号机的RBC切换方案Fig.2 RBC switching scheme for setting virtual signal on liaison line

方案二：线路所通过信号机（进站信号机）处RBC切换方案。线路所通过信号机是信号机接近方向的闭塞分界点，理论上可以设置RBC切换。以下行联络线为例，X-RBC和Y-RBC的切换点设置在TXJ1处，考虑应答器组的安装间距要求，进站应答器与RBC切换应答器组不得同时设置，TXJ1的进站应答器兼做RBC切换应答器，如图3所示。

图3 线路所通过信号机（进站信号机）处RBC切换方案Fig.3 RBC switching scheme for block signal (home signal) located at block post

根据《列控系统应答器运用原则》（TB 3484-2017）规定，RBC切换应答器组要求设置在距离绝缘节1 m处，但TXJ3处的RBC切换应答器实际距离绝缘节30 m，RBC数据需进行特殊处理：若将应答器组位置统一到TXJ1处，则RBC数据与实际数据相差30 m，当列车存在测距误差时，A→C方向，列车经过应答器但车载可能判定位于窗口外而丢失数据，或反方向运行车载窗口内列车可能收不到应答器数据，从而导致列车输出制动的风险；若将TXJ3位置统一到应答器处，应答器至TXJ3间的30 m区域由X-RBC实际检查，而非Y-RBC检查，RBC的数据管界与实际配置不一致，A→C方向，前行列车占用30 m区域时，X-RBC可对后续列车运行进行安全防护。但反方向运行时，Y-RBC可能生成越过前行列车抵达RBC切换应答器的MA，存在对后续列车不能有效防护的安全风险。

综上分析，短联络线利用线路所通过信号机或车站进站信号机作为RBC切换方案不再考虑。

方案三：联络线列控系统降级为C2方案。联络线设置C3→C2的单方向级间转换执行点， A场进站信号机TSG2、TSGF2和C线路所通过信号机TXJ1、TXJF1的进站应答器组兼作C3→C2级间转换预告应答器组，且预告预执行应答器间距大于线路速度制动至45 km/h距离，C线路所4#对应的大号码道岔应答器设置于联络线预告与执行应答器组间。无论是A→C还是C→A的行车方向，C3的列车均在联络线上降级为C2控车模式并接入A场或C线路所，出站后在正线自动恢复为C3控车模式，如图4所示。

图4 联络线列控系统降级为CTCS-2方案Fig.4 Train control system for liaison line being degraded to CTCS-2 scheme

上述方案中，方案一和方案三在理论上具有可实施性，但鉴于方案一突破现有的技术规章且目前无实施的案例，本文暂不推荐采用方案一，仅对方案三的实施进行分析。

4 联络线降级C2列控系统实施方案分析

车载设备在进行C3→C2切换时，越过级间切换预告应答器，车载设备将C2模式下C3/C2执行点速度或当下速度作为执行点目标速度重新生成新的C3系统控车曲线，虽然C3与C2模式控车曲线的计算机制不同，一般情况下，新旧控车曲线没有差异；但在个别场景下新旧曲线存在不一致的可能从而导致超速制动，此类场景的特征可归纳为两点：一是级间切换预告应答器运行前方进路含有大号码道岔。二是预告应答器运行后方存在45 km/h限速导致预告应答器运行前方信号机降级UU码。

因此，工程方案还需综合大号码道岔、临时限速、码序等因素对联络线C3→C2切换的应用场景进行分析，提出方案的配套措施，保证联络线降级C2列控系统方案的可用性。

4.1 联络线降级C2列控系统不利因素分析

经分析，针对本项目站前工程的具体情况及C3→C2的设置处所，以下运营场景可能导致C3与C2模式控车曲线的不同，进一步引起列车制动。

1）根据《列控系统相关规范补充规定》（铁总运[2016]222号），联络线的C线路所TXJ1、TXJF1，A场TSG2、TSGF2信号机UUS码发送需检查其接近区段是否存在低于80 km/h限速。若上述4架信号机对应的运行方向闭塞分区入口至级间预告点范围内存在低于80 km/h限速，TXJ1、TXJF1、TSG2（侧向）或TSGF2（侧向）只能发送UU码，尤其“直进弯出”进路最为可能导致C3、C2在级间转换执行点处控车速度不一致，触发制动。以A→C方向为例，A场的直向发车进路至下行联络线C3→C2级间预告点范围内有45 km/h限速时，前方TXJ1发送UU码，而C3按照全速通过线路所大号码道岔下达移动授权，列车越过限速区域后提速运行，可能导致列车越过级间转换预告点时制动，如图5所示。

图5 联络线45 km/h临时限速对级间切换的影响Fig.5 Influence of 45 km/h temporary speed restriction

2）联络线上行线反向即A→C方向（如图4所示），线路所C 信号机TXJF1内方的2#为42号道岔，但无对应的大号码道岔信息，C2模式在TXJF1处的速度为80 km/h，与C3模式的160 km/h不一致，控车曲线反推可能导致两者在级间转换预告点处控车速度不一致，触发制动。

3）联络线下行线正向即A→C方向（如图4所示），虽然线路所C 信号机TXJ1内方的4#设有对应的大号码道岔应答器，但当4#大号码道岔信息行车许可范围有车占用或限速检查范围有低于160 km/h的限速时，大号码道岔信息停止发送，与上述的联络上行线A→C方向运行类似，此场景也可能引起列车在级间转换时制动。

由于联络线接入A场无大号码道岔，C→A方向不存在因大号码道岔引起列车进行C3→C2级间切换时制动。

4.2 联络线降级C2列控系统实施对策

根据上文4.1分析，为保证列车正常进行级间切换，线路开通运营需配套相应限制措施，具体要求如下。

1）联络线A→C方向，A场至线路所C方向直向发车进路任意地点存在低于80 km/h的临时限速时，联络线全区间同步、同等进行限速（与4.1中场景1）对应）。

2）联络线上行线A→C方向，RBC对C3列控系统限速80 km/h（与4.1中场景2）对应）。

3）联络线A→C方向，线路所C的4#道岔大号码道岔行车许可检查范围有车占用时，信号机TXJ1信号不允许开放；临时限速检查范围低于160 km/h 的限速只能保留 80 km/h、45 km/h两档，限速起点统一标定于TXJ1处（与4.1中场景3）对应）。

5 总结

站前工程设计、正线的信号系统配置均会影响短联络线的列控系统方案的选择，本文推荐的列控系统降级方案只是众多方案中的一种，因级间切换触发的制动场景只做了定性分析。如果类似项目也采取同样的列控方案，工程设计者要抓住C3与C2模式控车曲线可能不一致这个关键点，综合大号码道岔、临时限速、码序等因素全面进行运营场景分析，必要时应联系各车载厂商进行仿真确认，最终方案尤其是运营配套管理措施还需报铁路运营单位批准，做到技术方案可行、配套管理到位，全面保证高铁转线作业的安全、可靠。