海南环岛高铁列控系统实施方案特殊处理季忠洪 (广州铁路(集团)公司惠州电务段，广东惠州 516003) 摘 要：新建海南西环线建成后与海南东环线共同构成了全球首条环岛高速铁路，以海南环岛高铁为例，对环形高速铁路列控系统中信号安全数据网、临时限速、轨道电路载频转换以及应答器报文的特殊处理进行介绍，说明海南环岛高铁列控系统的特殊性。海南环岛高铁的开通运营，也意味着环岛高铁列控系统实施方案的特殊处理得到工程实践检验。 关键词：高速铁路；列控系统；信号安全数据网；临时限速；轨道电路 2015年12月30日海南西环线正式开通运营，标志着全球首条环岛高铁投产，也意味着海南西环线列控系统通过验收正式投入使用。环岛高铁顾名思义就是高铁线路构成环状线路运行，由海南西环线和海南东环线共同构成海南环岛高铁(图1)，其列控系统与其他高铁有何不同呢？下面就对海南环岛高铁列控系统实施方案的特殊处理进行说明。 1 信号安全数据网1.1 信号安全数据网结构 新建高速铁路信号安全数据网接入既有高铁时，按照《高速铁路信号系统安全数据网技术规范V3.0》(铁总运[2014]353号)要求，仅在线路中间或一侧采用点对点链路聚合方式接入[1]，而由于海南西环线与海南东环线是环形线路，为提高网络传输可靠性和减少数据传输时延，实施时采用在线路两端的海口站、三亚站同时进行安全数据网的接入。 1.2 与海南东环线(海口侧)的接口 海南西环线与海南东环线在海口侧接口的左右网三层交换机分别设置在老城镇站和西秀镇所，采用双通道冗余光缆链路聚合的方式与海南东环线的海口站和长流站使用的三层交换机进行连接，以此提高链路冗余性和网络的可靠性。接口示意见图2。 1.3 与海南东环线(三亚侧)的接口 海南西环线与海南东环线三亚侧接口的左右网三层交换机分别设置在中继9和凤凰站，采用双通道冗余光缆链路聚合的方式分别与三亚站使用的三层交换机进行连接，以此提高链路冗余性和网络的可靠性。接口示意见图3。  图1 海南环岛高铁示意  图2 海南西环线与海南东环线(海口侧)接口示意  图3 海南西环线与海南东环线(三亚侧)接口示意 2 临时限速2.1 临时限速引入 海南西环线引入海南东环线的海口站，海口站为包含5条正线的车站，其中去往西环货线方向半自动闭塞的CO线路，不纳入列控系统控制，纳入列控系统控制的4条正线为：海南东环线2条正线线路、海南西环线2条正线线路。 既有海南东环线2条正线线路号定义为1和2[2，3]，针对海口站一个TCC管辖范围内不能出现两个一样的正线线路号，故海南西环线2条正线线路号不能再是1和2，需重新定义线路号为15、16。海南东环线线路号(1和2)与海南西环线线路号(15和16)分界点定义在三亚站X、XN进站信号机处。临时限速引入带来了两个问题需特殊处理。 2.2 问题1：长大限速时下达时线路号转换 西秀镇所TCC往三亚方向临时限速管辖范围至中继站1的区间信号机235、236处；三亚站TCC往海口方向临时限速管辖范围至中继站9的区间信号机3431、3436处；如图4所示。  图4 西秀线路所、三亚站TCC在海南西环线上临时限速管辖范围示意 当下达限速起点在西秀镇所TCC临时限速管辖范围内，终点在三亚站TCC临时限速管辖范围内的长大限速时，海南西环TSRS需将此限速进行线路号转换后转发给海南东环TSRS，由海南东环TSRS发送给三亚站TCC和海口站TCC，但存在如下问题： (1)当将15/16线路号转为1/2线路号时(适用于三亚站TCC)，会造成海口站15/16号线限速漏下达； (2)当将1/2线路号转为15/16线路号时(适用于海口站TCC)，会造成三亚站1/2号线限速漏下达。  图5 运输组织模式 解决措施：为防止长大限速下达时出现限速漏下达问题，需在海南西环线福山镇—崖州站间(处于海口、三亚站临时限速管辖范围之外)选择一个车站的下行进站信号机(本工程选择东方站X、XN信号机)作为限速切割点，不允许下达跨越此进站信号机的限速。当出现长大限速时，人工拆分成两条限速命令下达。 2.3 问题2：西环线里程系 海南东环线里程是K里程系，从海口至三亚站递增；海南西环与海南东环车站存在TCC临时限速管辖范围的冗余覆盖，如海南西环线也采用K里程系，从海口至三亚站递增，会因无法区分是东环线还是西环线，出现临时限速下达错误位置的情况。 解决措施:在西环线里程Kxxx+xxx之前增加“XH”变成XHKxxx+xxx，用于和海南东环线里程系区分。 3 轨道电路载频转换3.1 轨道电路引入 由于海南东环线的海口-三亚为下行，海南西环线的三亚-海口为上行，在环形运行时，就出现了正线同时存在上下行频率的情况和两种运输组织模式，如图5所示。 3.2 现场运用方案 根据图1所示，三亚站的“1”与“16”、“2”与“15”，荣山村所和西秀镇所的“17”、“18”线路均存在上下行频率切换情况。 根据《列控中心技术规范》(科技运[2010]138号)中“4.3.7对于站内采用ZPW-2000轨道电路的高速铁路车站，不发送25.7Hz低频码”[4]。列控中心不发送载频切换码，通过有源应答器报文和无源应答器报文实现载频切换，具体方案如下。 3.2.1 三亚站 三亚站由端头站改为直通站，站内S、SN口存在正线载频切换(SN口站内采用下行载频，区间采用上行载频；S口站内采用上行载频，区间采用下行载频)，即三亚站内轨道电路区段的载频与海南西环同行别，与海南东环相反。 东环至西环运行时：通过东环的区间应答器组和上行进站应答器组的CTCS-1包描述前方区段的载频信息，实现列车载频自动切换。 西环至东环运行时：通过西环的区间应答器组，以及下行进、出站应答器组增加CTCS-1包描述前方区段的载频信息，实现列车载频自动切换。 3.2.2 海口站 海南西环引入后，海口站仍是端头站，通过海南东环线的荣山村所和海南西环线的西秀镇所可进行跨线运行，在两个线路所进站应答器组处通过列控中心报文中的CTCS-1包实现载频切换(在荣山村所XDL、XDLN信号机处，分别由“18”线路上行载频切换为“1”号线路下行载频、由“17”号线路下行载频切换为“2”号线路上行载频)。 海口站平面布置如图6所示。  图6 海口站平面布置示意 4 应答器报文特殊处理4.1 存在问题 三亚站站场改造施工进行动车组拉通试验，在测试三亚站XV-SN直向发车进路测试序列时，试验列车(装备200H车载ATP)以C2部分监控模式发车，列车越过SN信号机进入S1LQG时，由于L5码掉码，ATP输出B7制动，之后恢复L5码。 4.2 问题分析 三亚站平面如图7所示，三亚站V道发车(XV->SN直向进路)，此进路在站内咽喉区载频为下行载频2300-2，而出站后进入区间在S1LQG转换为上行载频2000-2，此处涉及到下行转上行载频。  图7 三亚站平面示意 而200H车载ATP在站内以部分监控模式(PS)发车，在BXV应答器组收到轨道区段CTCS-1信息包获知前方线路上相关区段长度及载频信息，但在越过SN反向进站绝缘节后，因为200H型车载ATP在PS模式下不能单独使用CTCS-1包进行载频锁定而出现掉码并触发最大常用制动，继续运行越过BSN应答器组后转完全监控模式(FS)，此时可锁住2000-2载频正常收码，自动缓解。 由三亚站平面示意可知BXV为正线VG股道出站信号机应答器组(CZ)，按照《列控中心技术规范》(科技运[2010]138号)，正线出站应答器组在排列直向发车出站信号开放时发送允许通过报文(不包含完整的线路数据信息包)，在侧向发车出站信号开放时发送正常进路报文和临时限速报文(包含线路坡度ETCS-21、线路速度ETCS-27、轨道区段CTCS-1、临时限速CTCS-2信息包[5，6])。 4.3 解决方案 由于海南环岛高铁仅运行装配200H和300T型车载ATP的动车组，经与车载设备厂家确认300T型车载ATP无此问题，为解决该200H车载ATP输出制动问题提出以下3种解决方案。 一是修改200H型ATP车载软件，使其可以在PS模式下使用CTCS-1包进行载频锁定(但涉及全路200H型ATP车载软件修改实施难度较大，且其他线路无此运用需求)。 二是对于VG->SN/IVG->S直向发车进路，司机进行转线手动切换载频(但三亚站以上运营场景中司机手动切换载频时机人工操作难以掌握)。 三是按照地面设备适应车载设备的原则，特殊修改三亚站列控中心软件，对VG->SN/IVG->S直向发车进路在BXV/BXIV有源应答器中增加线路坡度(ETCS-21)、线路速度(ETCS-27)信息包，以满足200H型车载ATP在越过BXV/BXIV后实现PS转为FS。 综合车载、地面修改和人工干预操作的风险，在考虑减小修改和降低风险的同时可以适应各种车型，确定采用了修改三亚站列控中心软件来适应车载设备处理逻辑的方案。 5 结语在海南环岛高铁的建设和接入改造施工过程中，以及接入实施方案调整和问题整改上，体现了环岛高铁列控系统的特殊情况。海南环岛高铁的开通运营，标志着本文的成果对今后环形高铁建设类似场景的工程实施具有较好参考和借鉴意义。 参考文献： [1] 中国铁路总公司.铁总运[2014]353号高速铁路信号系统安全数据网技术规范V3.0[Z].北京：中国铁路总公司，2014. 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Research on the Train Control System Implementation Scheme of Hainan High-Speed Railway Loop JI Zhong-hong (Huizhou Communication and Signal District， Guangzhou Railway Group Co.， Ltd.， Huizhou 516003， China) Abstract：The new Hainan west ring line after its completion together with the existed Hainan east ring line will constitute the world’s first high-speed railway loop around the island. This paper introduces the signal safety data network， temporary speed restriction， track circuit frequency conversion and balise telegram special treatment related to this high speed railway train control system， and addresses the particularities of the round-island high speed railway train control system. The opening and operation of Hainan Island high speed railway justify the applicability of the special treatments designed for this high speed railway train control system． Key words：High speed railway; Train control system; Signal safety data network; Temporary speed restriction; Track circuit 收稿日期：2016-06-02； 修回日期：2016-07-07 作者简介：季忠洪( 1971—)，男，高级工程师，2008年毕业于兰州交通大学自动化工程专业，工学硕士，E-mail:hzjizhonghong@sina.com。 文章编号：1004-2954(2017)02-0117-05 中图分类号：U238； U284.2 文献标识码：A DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.2017.02.025 |
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