基于虚拟信号的场间大号码道岔联络线RBC切换方案

武汝涵，刘长波

（1.中国国家铁路集团有限公司工程管理中心，北京 100038；2.北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070）

1 概述

有的枢纽车站设有两个高速场，均采用CTCS-3级列控系统，场间设有1/42大号码道岔联络线，联络线设计速度160 km/h，经大号码道岔联络线跨场通过进路属于常用进路。在研究这种特殊站场信号系统方案时，为确保通过效率，首先要满足各型车载设备均以设计速度160 km/h正常通过大号码道岔联络线；其次，要统筹建设时序、资产属性、故障影响面及控车平稳性等因素合理确定联络线列控方案。本文介绍基于虚拟信号的场间大号码道岔联络线RBC切换方案，希望能为高速铁路信号工程设计工作提供有益借鉴。

某枢纽车站有两个高速场，设计速度350 km/h，均采用CTCS-3级(简称C3）列控系统，场间设有1/42大号码道岔联络线，如图1所示。

图1 场间设有大号码道岔联络线示意Fig.1 Schematic diagram of large-number turnout connection line between yards

2 场间联锁分界必须采用虚拟信号

能否以设计速度160 km/h正常通过大号码道岔联络线，场间联锁分界方案至关重要。以下行联络线为例，分两种方案进行探讨。

2.1 设置实体列车信号机

图1中XII至SYF距离为1 844 m，可以在坐标1315处设并置的实体列车信号机XC4和SC4，XII至XC4距离为994 m，SYF至SC4距离为850 m，如图2所示。

图2 联锁分界处设实体列车信号机示意Fig.2 Schematic diagram of physical train signal at interlocking boundary

设置实体列车信号机XC4后，办理下行方向跨场通过进路时，两组大号码道岔226#、102#设在了两条列车进路内。这种方案从单纯信号显示方案角度似乎可行，但在确保大号码道岔侧向通过速度方面存在问题。此时226#大号码道岔应答器组DD无论是描述226#为大号码道岔还是102#为大号码道岔，都不能满足全进路160 km/h通过运行的要求。

1）DD应答器组描述226#为大号码道岔时将触发紧急制动

若DD应答器描述到大号码道岔的距离为XII信号机，即将226#视为大号码道岔，则车载会在XII信号机前控制速度降到160 km/h。但是车载越过XII信号机后，车载大号码信号变为无效，默认前方102#为1/18道岔，车载会按照XC4信号机80 km/h的目标速度控车，XII到XC4间距离不满足160 km/h到80 km/h常用制动距离要求（平坡约1 700 m），将触发紧急制动。

2）DD应答器组描述102#为大号码道岔

若DD应答器描述到大号码道岔的距离为XC4信号机，即将102#视为大号码道岔，车载设备在XII信号机外方闭塞分区收到UUS码，将默认226#为1/18道岔，按照XII信号机80 km/h的目标速度控车。越过XII信号机后，再按照XC4信号机160 km/h的目标速度控车，无法发挥226#大号码道岔作用，降低通过效率。

3）联络线不宜停车

场间设置大号码道岔联络线的主要目的是办理侧线通过进路，场间联锁分界处若设置实体列车信号机，信号机关闭时列车可能在联络线停车，则大号码道岔失去作用；若将XC4与XII设计为红灯重复，则实体列车信号机失去意义，可以取消。联络线不宜停车，即便XII至XC4间满足160 km/h到80 km/h常用制动距离要求，场间联锁分界处也不宜设实体列车信号机。

2.2 设置虚拟信号

虚拟信号技术基于计算机联锁控制逻辑，在实际未设信号点时，在特定位置设置计算机联锁逻辑判断点，用以完成特定场景应用，该技术在场间分界场景已经得到广泛应用。

由于距离较近，为简化信号机及大号码道岔应答器组设置，满足以160 km/h跨场通过运行的要求，将两组大号码道岔设置在同一条列车进路内，场间联锁分界采用虚拟信号方案，如图3所示。

图3 联锁分界处设虚拟信号示意Fig.3 Schematic diagram of virtual signal at interlocking boundary

综合上述分析，一站多场、跨场通过进路设有连续大号码道岔时，场间联锁分界处设置实体列车信号机不满足跨场通过进路以设计速度160 km/h运行的要求。由于联络线较短，为简化信号机及大号码道岔应答器组设置，确保通过速度，应将两组大号码道岔设置在同一条列车进路内，两组大号码道岔间不得设置实体列车信号机，场间联锁分界应采用虚拟信号方案。

3 两个高速场合用一套RBC

当两个车场工期同步时，为确保跨场通过进路C3贯通，减少不必要的RBC切换和C3→C2级间切换，采用两个高速场合用一套RBC设备的方案。

优点：办理跨场通过进路时不需进行RBC切换，有利于保持控车平稳性。

缺点：两个场共用一套RBC设备，故障影响面较大。当RBC设备故障时，两条线均受影响。该站RBC需与两条线共4个相邻RBC接口，达到上限。当图3中预留线路接入时，不具备C3接入条件，只能采用C2接入方案。当两条线资产属性不同时，合用RBC设备方案不利于清晰划分资产界面。

是否采用该方案，应慎重研究，充分征求运营维护单位意见。

4 两个高速场分设RBC时C3→C2级间切换方案

如果两个车场工期不同步，一个车场先开通运营，另一个场工期滞后约两年。若仍然合用RBC，新建车场接入既有RBC引起的相关动态验证工作多在天窗点进行，实施难度非常大，影响范围广，安全风险高。因此，当工期不同步时，两个高速场宜单独设置RBC。

根据《高速铁路设计规范》（TB 10621-2014）14.4.11规定，RBC切换点应设置在闭塞分区分界点处。由于场间联锁分界采用虚拟信号方案，所以两个RBC不具备进行正常切换的条件。针对这种情况，提出联络线采用C3→C2级间切换方案进行研究。

4.1 临时限速对级间切换影响分析

C3、C2临时限速处理逻辑存在差异，以线路所为例，离去区段有临时限速时，在岔前接近区段和岔后车尾保持范围内，C3速度往往高于C2速度。级间切换方案应充分考虑这一特点，否则列车很可能在预告点触发制动。

先排进路、后下限速为最不利情况，此时C3、C2速差最大。以102#道岔为例，排列跨场通过进路后，SYF离去区段再下达低于大号码道岔侧向160 km/h的临时限速时，在XII附近，C3速度最高为160 km/h，C2速度为45 km/h。由于这种情况会导致信号显示降级和速度突降，在实际运营中一般规定不采用这种临时限速下达方式。正常运营中通常为先下限速、后排进路，临时限速最低值为45 km/h，仍然可能出现C3速度为160 km/h、C2速度为45 km/h的最不利速差情况。

若要确保各型车载设备顺利完成级间切换，预告点到执行点距离应满足160 km/h到45 km/h常用制动距离要求，平坡时约1 900 m。

为最大限度减少RBC数据跨场延伸范围，正、反向均在虚拟信号点处完成级间切换。

由于场间联络线距离较短，预告点、执行点设置非常困难，预告点到执行点间距离很难满足最不利情况下160 km/h到45 km/h常用制动距离要求。

场间联络线C3→C2级间切换方案示意如图4所示。

图4 场间联络线C3→C2级间切换方案示意Fig.4 Schematic diagram of C3→C2 level transition scheme of connection line between yards

4.2 预告点到执行点距离分析

下行联络线正向：XC4位置尽量靠近B场方向，坐标1773。XII至XC4距离为1 502 m，利用XII出站应答器组兼做预告点，在XC4外方100 m设置级间切换执行点应答器组，预告点到执行点距离为1 438 m，满足160 km/h到100 km/h常用制动距离要求。

下行联络线反向：SYF至SC4间距离仅为392 m。上行联络线正向：SY至SC6距离为728 m。上行联络线反向：XXI至XC6距离为647 m。

4.3 级间切换方案可行性分析

因联络线距离较短，预告点到执行点距离均不满足160 km/h到45 km/h常用制动距离要求。如果将SY、SYF向站外方向移设，对区间布点及站内信号显示方案影响较大。信号机外移，利用进站应答器组兼做级间切换预告点，则预告点速度会提高，例如SY外移500 m，则预告点处C3速度可能为200 km/h，制动距离会大大增加。因此，信号机外移依然不满足最不利临时限速时预告点C3速度到45 km/h常用制动距离要求。

另外，跨场通过时，列车由C3切换为C2，进入区间后再切换为C3，短时间内进行两次级间切换，不利于列车平稳运行。

综合上述分析，大号码道岔联络线级间切换方案不可行。

如果场间联络线为1/18道岔，联络线允许速度80 km/h；考虑C3、C2临时限速差异时，80 km/h到45 km/h制动距离较短，约400 m；或者将联络线设为临时限速侧线区，则C3、C2不存在速差。因此，1/18道岔场间联络线可以采用C3→C2级间切换方案。

5 基于虚拟信号的场间RBC切换方案

两个场单独设置RBC，场间设有1/42大号码道岔联络线时，信号系统限制条件较多，为确保大号码道岔侧向通过速度，场间联锁分界处必须设虚拟信号；若采用C3→C2级间切换方案，受临时限速影响较大；短时间进行两次级间切换，不利于保持控车平稳性。综合上述因素，提出基于虚拟信号的场间RBC切换方案。

RBC与计算机联锁均是基于软件处理进行逻辑判断，RBC将虚拟信号点视为实体列车信号机，仅用于RBC切换。计算机联锁、列控中心控制逻辑不变，联络线同时只能运行一列车，不会出现虚拟信号点两侧均有不同列车占用的情况。因此，基于虚拟信号的场间RBC切换方案在技术上是可行的，也不降低整体系统安全。总体要求如下。

1）正、反向均在虚拟信号点处完成RBC切换，RBC数据终点至虚拟信号点处。

2）为使接收RBC收到基于预告应答器组的位置报告后能确切判定将驶入列车位置，且具备发送MA的条件，考虑到预告应答器组的冗余性，在RBC移交边界外方至少要配置2组预告应答器组。考虑到无线传输时位置报告可能丢失1次及第二组预告应答器组可能丢失，RBC移交边界外方最远预告应答器组距移交边界应大于6 s走行距离，附加ATP信息传输和各设备处理时间，该距离宜按10 s计算。受联络线长度限制，反向运行时该距离可适当缩短。联络线允许速度160 km/h，10 s走行距离为445 m。

3）虚拟信号点外方1 m设置RBC切换执行应答器组；两组预告应答器组间距不小于200 m。

基于虚拟信号的场间RBC切换方案示意如图5所示。

图5 基于虚拟信号场间RBC切换方案示意Fig.5 Schematic diagram of RBC handover scheme based on virtual signal between yards

5.1 下行联络线正向

XC4外方两段无岔区段长度分别为258m、267 m。XC4外方1 m设置执行应答器组。YG1-R到ZX-R距离为517 m，YG1-R到YG2-R距离为250 m。

5.2 下行联络线反向

SC4外方无岔区段长度为455 m。反向只设1组预告应答器组，FYG-R到FZX-R距离为450 m，大于10 s走行距离。

5.3 上行联络线正向

上行联络线较短，条件困难，优先满足正向应答器组布置要求。 SC6外方无岔区段长度为440 m。在XC6外方1 m设置执行应答器组，YG1-R到ZX-R距离为435 m，大于9 s走行距离，YG2-R到ZX-R距离为235 m。

5.4 上行联络线反向

XC6外方无岔区段长度为277 m。FYG-R到FZX-R距离为270 m，大于6 s走行距离。

综合上述分析，通过合理设置虚拟信号点位置和预告、执行应答器组，基于虚拟信号的场间大号码道岔联络线RBC切换方案是可行的，既满足大号码道岔侧向通过速度要求，也满足在联络线进行RBC切换的要求。

6 结束语

跨场通过进路设有连续1/42大号码道岔时，为简化信号机及大号码道岔应答器组设置，确保通过速度，应将两组大号码道岔设置在同一条列车进路内，场间联锁分界采用虚拟信号方案。

两个场合用一套RBC时，虚拟信号点的位置无特殊要求。当两个车场单独设置RBC时，虚拟信号点的位置与RBC切换方案密切相关，需根据预告应答器组要求适当调整。

基于虚拟信号的场间RBC切换方案较合用RBC方案和C3→C2级间切换方案都具有明显优势，为大号码道岔场间联络线C3列控方案提供了一个全新的选择。随着“八纵八横”高速铁路通道的建设，深化研究基于虚拟信号的场间RBC切换方案很有必要，有利于增加中国高铁的技术储备，进一步提高枢纽RBC控制方案的灵活性。