常金波

（北京全路通信信号研究设计院有限公司， 北京 100073）

宜万线增配CTCS-2级列控系统改造技术方案探讨

常金波

（北京全路通信信号研究设计院有限公司， 北京 100073）

通过对宜万线现场信号设备的深入分析和研究，结合宜万线CTCS-2级升级改造的具体工期要求和现场实际情况，提出对宜万线（宜昌东—凉雾）进行CTCS-2级适配改造的3种实施方案，并进行方案的对比分析研究，最终给出满足工期要求的最合理实施方案。

宜万线；CTCS-2；升级改造

沪汉蓉大通道中,汉宜线以CTCS-2级开通至宜昌东II场,渝利线亦采用CTCS-2级开通运营至凉雾站,目前只有中间的宜昌东至凉雾段仍为CTCS-0模式行车,不满足高铁动车运行条件。为了对沪汉蓉大通道进行CTCS-2贯通,满足高铁动车组在宜万线(宜昌东—凉雾)按CTCS-2级列控方式正常运行的需求,需要对宜万线(宜昌东—凉雾)实施增配CTCS-2级列控系统的升级改造。

1 工程现状

宜万线线路全长约288 km,全线包括宜昌东II场、宜昌南、长阳、巴东、建始、恩施、利川、凉雾共8个车站及7个信号中继站,已于2010年开通运营,同步开通了联锁、CTC、信号集中监测等系统。目前,宜昌东II场、凉雾站设置和利时LKD2-H型列控中心。全线采用通号DS6-K5B型联锁设备。其中,在每个中继站设置有区域联锁设备,实现对区间条件的采集和中继站方向的控制。全线每个车站均采用卡斯柯CTC设备和上海铁大的集中监测设备。

全线采用ZPW-2000A型无绝缘轨道电路设备,由继电电路实现编码。区间通过信号机点灯由继电电路实现。由于线路条件限制,站间未设置站联电缆,由联锁设备通过125 M光纤实现站间通信控制方向电路,并与区域联锁设备实现区间区段状态、信号机点灯状态、边界条件及红灯断丝转移等信息传输;区间方向控制由联锁设备驱动相关继电器组合实现。

本线区间的轨道编码及区间通过信号机点灯均由继电电路完成,区间方向电路由联锁软件实现。以宜昌南站—车溪中继站—长阳站为例,如图1所示。

X行线:宜昌南站SF口设SF-JGFJ,SF-FGFJ, SF-FJ;车溪中继站设S-JGFJ,S-FGFJ,S-FJ;长阳站X口设X-JGFJ,X-FGFJ,X-FJ。

S行线:宜昌南站S口设S-JGFJ,S-FGFJ, S-FJ;车溪中继站设S-JGFJ,S-FGFJ,S-FJ;长阳站XF口设XF-JGFJ,XF-FGFJ,XF-FJ。

其中JGFJ和FGFJ联锁采集驱动,FJ由JGFJ和FGFJ的接点搭接实现。

由于宜昌南站与长阳站间的方向电路由联锁软件实现,所以宜昌南站联锁需要采集:宜昌南站管辖区间的轨道信息、车溪中继站的区间轨道信息;长阳站需要采集长阳管辖区间的轨道信息。由于区间未设站联电缆,站间的边界信息(用于区间信号机点灯)由联锁负责实现,具体内容如下。

图1 宜昌南站与长阳站区间示意图

车溪中继站需要通过光通道(ETNET网)将19DJ,19G,21G,23G,25G,27G,36G的信息传输到宜昌南站,由宜昌南站联锁驱动相应的继电器到本站,用于宜昌南站区间相关通过信号机的点灯和轨道电路编码使用。

宜昌南站需要通过光通道(ETNET网)将38DJ,38G,40G,42G,44G,46G,17G的信息传输到车溪中继站,并通过光通道(ETNET网)驱动相应的继电器到车溪中继站,用于车溪中继站相关的区间通过信号机的点灯和轨道电路编码使用。

车溪中继站需要通过光通道(ETNET网)将20DJ,20G,22G,24G,26G,28G,35G的信息传输到宜昌南站,由宜昌南站通过光通道(LAN网)将这些信息传输给长阳站联锁,由长阳站联锁驱动相应的继电器到本站,用于长阳站相关的区间通过信号机的点灯和轨道电路编码电路使用。

长阳站需要通过光通道(LAN网)将37DJ, 37G,39G,41G,43G,45G,18G的信息传输到宜昌南站,由宜昌南站通过光通道(ETNET网)将这些信息传输并驱动相应的继电器到车溪中继站,用于车溪中继站的相关区间通过信号机的点灯和轨道电路编码电路使用。

2 增配列控系统改造方案

2.1 行车指挥系统

各站维持既有调度区划不变,对既有调度集中(CTC)车站自律机进行升级,以满足与车站列控中心接口要求。武汉局调度中心新设CTC-TSRS接口服务器,并对CTC中心系统相关软件进行修改,以满足临时限速服务器(TSRS)与CTC调度台间通信需求。

2.2 闭塞系统

维持既有区间轨道电路设备和继电编码方式不变,将既有轨道电路低频最高码序由L码修改为L3码,相应修改继电编码电路。对各车站反向发车进路补充设计电码化,调整正线发送盒及载频配置,以满足CTCS-2列控系统的要求。

2.3 列控地面设备

1)列控中心

宜昌东II场(不含)—凉雾站(不含)范围内各车站、中继站新设列控中心(TCC)一套。区间轨道电路编码、区间信号机等区间设备利旧。本工程不启用站内和区间轨道电路进行编码控制及区间信号机点灯控制功能。

2)信号系统安全数据网

新设交换机及网管服务器设备,利用两条不同物理路径的6芯光缆构成冗余结构信号系统安全数据网,并与相邻汉宜、渝利线安全数据网连接。

若按照《客运专线信号系统安全数据网技术规范V2.0》标准执行,将汉宜线中继站11左网、宜昌东II场右网既有二层交换机更换为三层交换机,便于本线安全数据网与汉宜线安全数据网连接;将凉雾站左网、沙子站右网既有二层交换机更换为三层交换机,便于本线安全数据网与渝利线安全数据网连接。同时,左网汉宜中继11与宜昌东II场间、右网宜昌南至车溪间、左网箐口至利川间、右网凉雾至沙子站间均需新增4芯光缆。按《客运专线信号系统安全数据网技术规范V2.0》执行的全线信号安全数据网组网结构如图2所示。

若站间不具备新增光缆条件,则建议按照《客运专线信号系统安全数据网技术方案V1.0》标准,将宜昌东II场左、右网既有二层交换机更换为三层交换机,便于本线安全数据网与汉宜线安全数据网连接;将凉雾站左、右网既有二层交换机更换为三层交换机,便于本线安全数据网与渝利线安全数据网连接。按《客运专线信号系统安全数据网技术方案V1.0》执行的全线信号安全数据网组网结构如图3所示。

图2 全线信号安全数据网组网结构图(V2.O规范)

3)临时限速

在宜昌东II场新设一套临时限速服务器,用于宜昌东II场(不含)—凉雾站(不含)CTCS-2临时限速命令的集中管理。在武汉铁路局调度所内增设CTC与临时限速服务器接口服务器一台,用于临时限速服务器与宜万调度台间的信息交互。

本工程的TSRS与相邻的汉宜线TSRS、渝利线TSRS通过安全数据网连接,由此也会引起汉宜线TSRS、渝利线TSRS的软件修改。

图3 全线信号安全数据网组网结构图(V1.O规范)

4)点式应答器

按相关要求设置点式应答器。

5)CTCS-0/CTCS-2级间切换

本设计暂不考虑动车组往齐岳山站方面的运用需求,不设CTCS-0/CTCS-2级间切换点。宜昌东II场—凉雾站间的列控系统改为CTCS-2级后,取消既有宜昌东II场、凉雾站设置的CTCS-0/ CTCS-2级间切换点。

2.4 计算机联锁系统

结合本工程CTCS-2列控改造,对车站既有计算机联锁设备软、硬件进行配套修改,以便于TCC设备接口。

2.5 电源需求

列控中心(含安全数据网)、计算机联锁等信号关键设备,需电源屏提供经UPS的双路独立供电回路。

2.6 集中监测系统

CTCS-2改造后,对各站信号集中监测设备进行修改,增加与列控中心的接口,将列控系统纳入监测。

3 实施方案介绍

基于线路实际情况和工程工期要求,现场实施方案如下。

3.1 方案一：利用备用/新敷光纤组建安全数据网

3.1.1 总体原则

1)利用现场备用的其他光通道,独立搭建信号安全数据网。

2)区间方向、区间编码、区间信号机点灯维持既有。

3)列控中心采集方向继电器,根据进路信息和临时限速命令控制有源应答器发送报文,实现临时限速下达功能。

4)联锁系统维持既有结构,仅在主站增加以太网板,实现与列控中心间进路信息的传递。

3.1.2 方案特点

1)现场实施与列控中心现场实施可分开独立进行。

2)每站可独立调试,独立开通,现场调试简单。

3)对既有CTCS-0功能无影响,风险小。

4)对宜昌东II场、凉雾站列控中心仅修改报文。

3.2 方案二：利用125 M站间通信光缆和备用光纤组建安全数据网

3.2.1 总体原则

1)取消联锁125 M通道,将125 M通道所用4芯光纤及备用4芯光纤用于信号安全数据网的搭建,既有联锁的站间通信功能改为由以太网承载。

2)联锁通过信号安全数据网与列控中心通信,传输进路信息;区域联锁保留,联锁其他功能维持不变。

3)列控中心采集方向继电器并控制有源应答器,实现临时限速下达功能。

3.2.2 方案特点

1)由于拆除了原联锁站间通信125 M光纤,单站联锁无法独立调试,安全数据网必须配套启用后,才可进行联锁站间调试。

2) 联锁无法单站开通,分段开通联锁存在软件过渡,增加仿真测试现场调试工作量。

3)联锁调试开通和列控调试开通可分开进行。

4)区域联锁通信和安全数据网无备用通道。

3.3 方案三：利用联锁通信光缆组建安全数据网

3.3.1 总体原则

1)利用既有ETNET及125 M网络使用的光通道的备芯,临时搭建信号安全数据网,满足调试需求,本段调试完毕后拆除ETNET及125 M网络设备,并将光纤正式倒接为信号安全数据网设备使用。

2)分段调试并开通CTCS-0功能,待全线调试完毕后同步开通CTCS-2功能,并拆除凉雾—利川、宜昌东II场—宜昌南的CTCS-0/CTCS-2等级转换点。

3)每个阶段开通后,拆除中继站的区域联锁设备、主站联锁的远程通信设备,区间区段占用信息、边界信号机点灯状态、断丝信息等由中继站列控中心与主站列控中心通信实现,同时方向电路改由列控中心控制,编码所需的边界条件由列控中心在本站驱动复示继电器实现。

3.3.2 方案特点

1)由于拆除了原联锁站间通信125 M光纤,单站无法独立调试,联锁软件调试必须和列控中心同步进行。

2)分段组建安全数据网,联锁软件须配套过渡修改。

3)联锁存在软件过渡,增加仿真测试、现场调试工作量。

4)现场配线工作量大,每天现场软装调试时需频繁更换光纤和配线。

5)由于改动了区间方向,施工对既有影响大。

4 方案评比

3种实施方案对比如表1所示。

5 结论

方案一,不管从现场安装、调试和开通,还是从电务段验收方面考虑都是3个方案中的最佳方案,但是宜万线现场信号光缆只有4芯备用,不能满足组建信号安全数据网的要求,并且宜万线沿线地势条件恶劣,重新敷设光缆需要的工期很长,不能满足现场7月1日开通的要求,因此方案一不可选。方案三,完全拆除既有联锁的125 M和ETNET网,以便组建信号安全数据网,这样中继站信息不再由联锁采集驱动,方向电路不再由联锁控制,联锁改为标准CTCS-2模式的单站,全线联锁软件需要重新制作,电务段需要对每个车站的联锁软件进行全站仿真实验;列控实现方向电路,各站间的边界信息需要列控实现;现场调试时,联锁、列控必须同步调试开通,且必须分段实施、阶段划分须满足区域联锁控制的要求。现场实施时,工作量太大,每日需倒接联锁网络通道、倒接联锁及列控中心的GJ及DJ等复示继电器驱采电路,风险太大,方案三不可选。方案二,利用拆除的125 M的4芯光缆和备用的4芯光缆来组建信号安全数据网,保留联锁的区域联锁,中继站信息仍由联锁采集,方向电路和站间边界信息的互传由联锁通过信号安全数据网实现。联锁软件改动不大,现场施工也相对简单,因此,方案

表1 实施方案评比表

二是满足工期要求,适合现场条件的最佳方案。

Through the analysis and study of onsite signal equipment of Yichang-Wanzhou railway line, the paper puts forward the three schemes of implementing CTCS-2 level adaptation transformation for Yichang-Wanzhou railway line (from Yichangdong to Liangwu) combining with the specific project requirements of CTCS-2 level upgrading reconstruction and the actual situation of Yichang-Wanzhou railway line, and provides the most applicable implementation plan by analysis and comparison of the schemes.

Yichang-Wanzhou railway line; CTCS-2 train control system; upgrading and reconstruction

10.3969/j.issn.1673-4440.2014.04.003

2014-06-17）