林炳龙

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063)

沪昆高铁引入武广高铁长沙南站武广场信号过渡设计及开通方案研究

林炳龙

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063)

以杭长高速铁路引入武广高速铁路长沙南站武广场过渡设计为例，详细介绍运营中的高速铁路车站信号系统过渡设计方案，总结各种类型插入道岔的过渡方法、插入道岔的联锁试验方法、信号系统(联锁、列控、CTC、临时限速、RBC、微机监测)的模拟演练方法。

高速铁路；站场；信号系统；插入道岔；过渡方案；模拟演练

1 问题的提出

既有长沙南站武广场是武广高速铁路运营中的主要大站，也是沪昆高速铁路引入后沪昆高速铁路与武广高速铁路十字交汇车站，沪昆高速铁路引入时，在长沙南站增设沪昆场、东南线路所、西北线路所，并引起长沙南站武广场改造，引起长沙南站武广场所有信号系统(包括联锁系统、列控系统、CTC系统、RBC系统、临时限速服务器系统、信号集中监测)改造[1]，信号系统改造过渡方案极为复杂，信号系统过渡方案的优劣、开通是否顺利，直接关系到运营中的武广高速铁路是否能够安全正点[2，3]，对武广高速铁路影响重大，是沪昆高速铁路项目的重中之重的关键过程。如图1所示。

图1 长沙南站相关线路示意

2 改造内容(表1、表2)

表1 长沙南武广场站改基本内容(一)：道岔、信号机、股道、线路部分

表2 长沙南武广场站改基本内容(二)：信号各软件系统

3 改造特点和难点分析及方案研究

3.1 改造特点[4，5]

既有武广高速铁路长沙南站武广场是正在运营的高速铁路站，作业繁忙，仅在每天23：00至次日5：00的天窗点时间(共6 h)段才可以进场施工，所有插入道岔的次日就得投入使用，因此，插入道岔必须纳入联锁，在维持既有信号系统(联锁系统、CTC系统、列控系统、临时限速服务器服务器系统、RBC系统、微机监测系统)不变的情况下，不能影响正常的武广高速铁路运营，依次逐步完成所有道岔插入。

在所有新插入的道岔插入完毕后，一次性开通联锁系统、列控系统、CTC系统、RBC系统、临时限速服务器系统、微机监测系统，最后进行动车拉通试验(即：联调联试)，信号系统大开通时间23：00至次日5：00的天窗点时间(共6 h)，由于大开通封锁时间有限，要求在1 h完成所有系统软件换装，联锁试验的时间必须在第2个1 h完成，其他4 h时间完成基本进路拉通试验，以保证次日能满足武广高速铁路正常运营[6]。

3.2 难点分析

难点一，信号平面图变化大。

插入道岔多，辙岔号1/18号道岔12组，辙岔号1/12号道岔1组，新增进站口5处，新增进站信号机5架，新增调车信号机6架。

难点二，改造的信号子系统多。

由于信号平面图的变化，引起信号各自子系统的修改，信号联锁系统、CTC 系统、列控系统，临时限速服务器系统、RBC系统、微机监测系统。

难点三，施工点面广。

(1)长沙南站武广场车站室外插入道岔施工；

(2)长沙南站室内信号机房、机械室插入联锁组合施工，修改联锁系统、列控系统、CTC系统、微机监测施工；

(3)相邻车站汨罗东、株洲北、长沙动车所修改列控、CTC软件施工；

(4)广铁集团调度所修改CTC软件施工；

(5)广州南站机房修改临时限速服务器软件、RBC软件施工；

(6)武汉局调度所修改临时限速服务器软件、RBC软件施工。

由于施工地点多，施工组织及协调就特别重要，任何一个地点的施工出现差错，都将直接影响整个信号系统，甚至瘫痪整个运输组织系统。

难点四，施工期间，不得影响武广高速铁路正常的运营。

长沙南站是武广高速铁路线中间大站，日常运输十分繁忙，插入道岔施工和软件换装施工要点时间十分有限，在既要保证武广高速铁路正常运输，又要满足试验要求,,如果联锁失效，如轻则列车晚点，打乱行车调度，重则信号系统瘫痪，危及列车行车安全。

3.3 方案研究

33.3.1 插入道岔方面

根据插入的道岔位置不同，采用不同的联锁方案[7,8]。

3.3.2 信号各子系统实验方案及开通方案研究

(1)总体方案

虽然武广场道岔多，信号平面图变化大，但经过认真缜密研究，尽量减少软件版本次数，采取所有道岔插入完毕后，一次性软件大换装方案，同时更换联锁、列控、CTC、RBC、临时限速服务器软件，减少对行车的干扰。

(2)信号各子系统单独临时换装方案

由于信号系统庞大，各子系统相对独立，采取信号各子系统(联锁、列控、CTC、临时限速、RBC、微机监测)单独实验方案[9-12]，各子系统单独要点换装实验，实验完后恢复原子系统软件，满足既有武广高速铁路的正常运营。

(3)分时多次模拟演练实验方案[13]

由于信号系统庞大，考虑到一次性开通的复杂性、不可能一次性就完成所有信号系统同时同步开通，保证大开通过程可控，确保大开通零风险，采取分时要点、模拟演练一次性开通的方案，为正式开通做充分准备，确保武广高速铁路的正常运营。

(4)正式开通方案

在各子系统满足技术要求后、且各系统组合一起模拟演练也满足开通技术要求后，再一次要点大开通，确保信号各系统在新软件换装后满足武广高速铁路正常运营。

4 插入道岔纳入联锁方案

4.1 第Ⅰ类道岔：既有信号联锁范围外插入道岔的方案

新插入的18、20号道岔不在既有信号联锁范围内，可以不作任何过渡，室内外均可直接按正式工程施工，待新联锁系统开通时，纳入联锁。插入18、20、28号道岔局部平面如图2所示。

图2 18、20、28号道岔局部平面

4.2 第Ⅱ类道岔：既有信号联锁范围内插入道岔，单动改双动的方案

以28号道岔为例设计过渡方案。见图2。

新插入的28号道岔在既有信号联锁范围内，28号道岔插入后定闭反位，道岔开通至26号道岔反位，28号道岔插入后不启用、不操纵，插入的道岔作为既有站场的一段线路使用，待新联锁系统开通时，26号道岔与28号道岔构成双动道岔，启用道岔定反位操纵。

4.2.1 室外施工过渡内容

28号道岔室外转辙机设备完全按正式工程施工。

26号/28号道岔双动道岔绝缘节按正式工程施工，过渡区间封连26号/28号道岔中间绝缘节跳线，过渡期间26号与28号道岔同属26DG轨道区段，维持既有26DG一送二受方式不变，联锁方式不变。

4.2.2 室内施工过渡内容

室内设临时组合柜，设计道岔临时表示组合，根据28号道岔为5机S700K转辙机牵引的特点，对应设5位BD1-7和FBJ，刚好构成一个完整组合。如表3所示。

表3 28号道岔临时组合

设计临时组合柜和临时组合，与正式工程从分线盘为界完全物理隔开，避免正式工程与过渡工程相互影响，以确保过渡期间的联锁系统不受影响，也便于正式工程安全施工和联锁试验。这样设计的优点有三：首先过渡不用另设过渡电缆，没有室外过渡工程，节省投资；第二方便过渡施工，由于室外转辙机安装调试可一次性按正式工程施工，减少正式工程开通的工作量；第三在插入道岔的封锁时间内，即可同时就可验证所插入道岔的正式工程电路及配线的准确性、室外转辙机道岔操纵也可同步试验。过渡工程与正式工程的分界点就在分线盘。

过渡工程对应28号道岔的每一机(即：J1、J2、J3、X1、X2)设1个FBJ，电路原理如图3所示[14]。

过渡工程将28号道岔反位表示纳入26号道岔反位表示电路原理如图4所示。

图3 道岔表示电路原理

图4 28号反位表示纳入26号反位表示电路原理

4.3 第Ⅲ类道岔：既有信号联锁范围内插入道岔，转辙机2机改5机启用的方案

既有15号道岔转辙机设备为2机S700K，新插入N15道岔转辙机设备为5机S700K，如图5所示，结合站前工务施工进度，先插入N15号道岔，次日再拆除既有15号道岔，由于既有15号道岔的安全线作为延续进路终端使用，因此，插入N15号道岔不能定闭曲股、开通反位，而是启用N15号道岔，5号与N15号构成双动道岔纳入联锁，既有15号道岔定闭反位纳入N15号道岔联锁，维持既有联锁关系不变，维持安全线作为既有延续进路终端用途，根据上述要求，设计过渡方案。

图5 N15号道岔插入局部平面

4.3.1 室外施工过渡内容

N15号道岔室外转辙机设备、箱盒及配线完全按正式工程施工。

增设N15号岔后临时绝缘节，避免N15号岔后工程施工影响(如发生短路现象)15DG轨道电路工作，正式工程开通时，拆除该绝缘节。

4.3.2 室内施工过渡内容

启用N15号道岔，5号道岔与N15号道岔构成双动道岔；

第一步：停用既有15号道岔，断开既有15号道岔操纵动作三相电源380，保留表示电源DJZ220/DJF220。既有15号道岔表示FBJ纳入N15号定反位表示回路。电路原理如图6所示。

图6 既有15号纳入N15号道岔表示电路原理

图8 28号道岔试验电路原理

第二步：拆除既有15号道岔，N15号道岔表示电路恢复正式工程设计。拆除既有15号道岔室内组合TDF及其配线。

4.4 第Ⅳ类道岔：既有信号联锁范围内插入道岔，道岔纳入既有相邻道岔联锁，道岔不启用的方案

以76号道岔为例设计过渡方案。如图7所示，新插入的76号道岔在既有信号联锁范围内，76号道岔插入后定闭直股、开通至22号道岔，76号道岔DBJ纳入既有50号道岔定反位表示电路中。

图7 插入24、74、76号道岔局部平面

4.4.1 室外施工过渡内容

76号道岔室外转辙机设备完全按正式工程施工。施工点闭后，道岔定闭直股、加锁。

74号道岔/76号道岔双动道岔绝缘节按正式工程施工，取消坐标826处的绝缘节，增设坐标895处的绝缘节，轨道电路的箱盒相应移设至坐标895处，维持既有50DG一送一受方式不变，联锁方式不变，正式工程也同步施工到位。

4.4.2 室内施工过渡内容

室内设计方法：设临时组合、分线盘处理方法均同4.2，电路设计按76号道岔DBJ纳入50号道岔定反位表示，达到插入道岔纳入联锁的要求。

5 信号系统试验方案

由于长沙南站武广场改站场变化较大，信号设备相应增加许多设备(表1)，信号各系统软件全部作了很大修改(表2)，在一个大的封锁点内完成信号各系统软件换装，很难完成所有试验项目，为使大封锁信号各系统软件换装过程可控，减少故障点，降低风险，确保开通，为此，采用分步试验、局部试验的方法，在n个封锁点内逐步完成，减少大封锁的试验项目，降低大封锁开不通的风险，最大限度地减少对运营中的武广高速铁路影响[6]。只有在新增信号设备、各系统都进行试验并确认无误、具备大封锁开通条件后，才进行信号系统大开通[13]。

模拟演练的方法：在封锁期间，安装新软件、进行各种试验(采集、驱动码位试验，道岔操纵试验、信号机点灯试验，轨道电路试验，电码化试验)，模拟演练完毕后，恢复既有软件，保证模拟演练的次日能正常运营。

5.1 新插入道岔操纵试验

以28号道岔为例，电路原理如图8所示。

试验目的：检验新28号道岔的室内外电路、配线是否正确。

(1)试验前提条件

在既有联锁软件平台下，28号道岔室外取消定闭条件(即开锁)。

(2)试验方法

道岔电缆从分线盘接至正式工程组合，分步实施封连DCJ、FCJ节点，封连28DGJ节点，进行28号道岔定反位操纵试验。

(3)试验完毕回退

(4)试验结果

完成上述试验说明28号道岔的电路及配线是正确的，具备开通条件。武广场其他插入道岔(18、20、24、28、44、54、56、74、76号)用相同的方法进行试验。

5.2 联锁、列控软件试验

(1)前提条件

软件应在设备提供商厂家经过电务段模拟试验，验收的软件。

(2)试验方法

名称核对：根据新的软件码位信息表对照接口架配线表，逐一进行名称核对，检查是否完全一致，有没有差、错、漏现象。

状态核对：根据新的软件码位信息表，与对应的实际继电器状态逐一进行状态核对。

(3)试验完毕回退

(4)试验结果

完成上述试验说明，新联锁、列控软件计算机内采集、驱动码位与接口架配线一致，各采集、驱动状态与软件内部一致、新联锁、列控软件满足大封锁开通要求。

5.3 信号全系统软件模拟试验

由于长沙南武广场站改，长沙南武广场信号系统的联锁软件、列控软件、CTC软件、微机监测软件、广州南临时限速服务器软件、广铁调度中心CTC软件、RBC软件、武汉局RBC软件等要同时更换，为确保在信号大封锁大开通顺利完成，各信号子系统软件应在信号大封锁前进行一次或两次模拟演练，检查信号各子系统是否正常，子系统间接口相互通信是否正常，检查长沙南武广场衔接站长沙动车所、汨罗东站、株洲北线路所站联联锁、列控联系是否正常，检查临时限速能否下达。上述各项模拟演练是必须的，与普速铁路车站改造不同的是，普速铁路信号系统比较单一，一般仅试验联锁系统即可，高速铁路车站的联锁系统仅仅是信号系统的其中一个子系统，高速铁路车站列控系统、CTC系统、RBC系统、临时限速服务器系统等都是信号系统的关键系统，任何一个子系统有故障，即意味着信号系统的失效，都将直接影响正在运营的高速铁路车站。

6 结语

(1)过渡道岔插入

高速铁路车站站改插入道岔应根据分析插入道岔的位置做相应的过渡设计，以不修改既有联锁软件为原则，注重过渡工程与正式工程的衔接，减少废弃工程，从方便施工、方便验收出发，减少重复试验，最大限度地减少大封锁时间。

(2)软件试验

运营中的高速铁路站信号过渡是个系统工程，信号过渡首先要考虑到不能影响日常高速铁路站的正常运营，最大限度地降低对运营站的影响，信号各子系统(列控系统、CTC系统、RBC系统、临时限速服务器系统)应在大封锁前先进行模拟演练，确保各子系统运行正常，确保各子系统与相邻站(线路所)衔接正常，使得大封锁、大开通过程可控，风险可控，确保正常开通。

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Research on Signal Transition Design and Open Scheme for Integration of Shanghai-Kunming High-speed Railway into Wuguang Yard

LIN Bing-long

(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.， Ltd.， Wuhan 430063， China)

Based on the study of the transition design for Shanghai-Kunming high-speed railway integrated into Wuguang Yard in Changsha South station of Wuhan-Guangzhou high-speed railway， this paper details the transition design scheme for the high-speed railway line under operation， summarizing the transition methods for the insert of different types of switches as well as the interlocking testing experiences and simulation test of overall signaling system (interlocking， train control center， CTC， temporary speed restriction， RBC， computer monitoring).

Signaling， High speed railway; Station; Signaling system， Insert switch; Transition scheme; Simulation test

2015-05-27；

2015-06-15

林炳龙(1961—)，男，高级工程师，1985年毕业于西南交通

大学计算机系自动控制专业，工学学士，E-mail:437805019@qq.com。

1004-2954(2015)10-0157-06

U284

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2015.10.035