CTCS-2/CTCS-3等级线路引入京津城际工程中列控系统设计的探讨

张 弛

（北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073）

京津城际铁路是我国设计建造的第一条时速300 km以上的高速铁路，信号系统采用德国西门子公司的Simis W联锁列控一体化系统，结合ZPW-2000型轨道电路和LKD2-T2型列控中心等系统设备，补充轨道电路连续信息，形成了独特的CTCS-3D级（简称C3D）等级列控系统。北京南站作为京津城际的起始站，其C3D等级线路包括城际场和动车走行线，与北京动车段和京津正线贯通。京沪高铁高速场开通后，需要将城际场与动车走行线接入高速场和普速场，以满足C3D和CTCS-2（简称C2）等级动车组在北京南枢纽中无缝运行的需求。

1 北京南站列控系统

1.1 北京南站及动车走行线

2008年北京南站城际场开通，2009年动车走行线开通，城际场的C3D和C2动车组可经动车走行线进入北京动车段。2011年高速场开通，C2等级动车组亦通过动车走行线运行至动车段。高速场和城际场均可接发京沪高铁的动车组，但城际场不能接发CTCS-3等级动车组。高速场CTCS-3等级动车组如果发车至动车走行线，须进入C2等级后才可以发车。北京南站站场示意如图1所示。

动车走行线区间布置双向区间停车标志牌，每个标志牌外方布置有源应答器组，有源应答器由MSTT现场控制单元器控制，发送标志牌防护方向有效的应答器报文，地面轨道电路按照闭塞和进路情况发送相应的低频信息。由于C3D动车组不按照轨道电路发送的低频信息运行，所以需要在接近区段的应答器中提前发送导向安全侧的进路信息和限速报文，使动车组在进站时能够将速度控制在规定速度以下。

动车走行线的区间布置示意如图2所示。

1.2 北京南站列控系统设计需求

在C3D列控系统中，西门子MSTT控制有源应答器发送报文，该设备与Simis W联锁系统的区域控制计算机（ACC）通过ISDN通信连接，从ACC获取进路信息和临时限速信息。由于MSTT设备容量限制，最多只能存储16条不同的报文（不含默认报文）。C3D列控系统的限速区域以闭塞分区为最小单位。C2列控系统与联锁设备、临时限速服务器通过安全数据网连接，限速区域以m为最小单位，所以需要在限速信息发送上保证C3D和C2列控系统的一致性。

从动车段发车的动车组经过SD和SDN信号机去往城际场、高速场和普速场，SD和SDN应答器由MSTT控制，所以不可能做到与列控中心控制的应答器一样发送同等精确描述线路信息的报文。如果考虑将这两处的应答器报文发送方式改为由列控中心控制，则由于动车走行线上应答器报文的冗余关系，导致动车走行线上所有有源应答器都需要改为列控中心控制。否则，列控中心就必须仍然按照C3D的报文体系发送报文从而失去了修改的意义，同时列控中心也不具备控制同组内两台有源应答器的功能，因此必须继续采用原有设备。

SL6应答器报文可以控制从京沪正线接入的C2等级动车组、动车走行线接入的C2和C3D动车组运行至城际场，XZ2应答器报文则可将城际场的C2和C3D动车组发车至京沪正线（仅C2等级动车组）或动车走行线。由于这两处应答器是新增设备，因此可以由列控中心控制，但是因为要兼容C3D列控系统的需求，所以需要增加发送C3D报文的控制条件。

北京南站各个站场有不同的运营需求，因此每个站场只会接发特定的动车组。C3D等级动车组只会在城际场接发车，不考虑接入普速场和高速场。高速场的动车组去往动车走行线会以C2等级发车，城际场的动车组可以C3D等级或C2等级运行至动车走行线。

2 临时限速系统设计

北京南站高速场的临时限速由京沪高铁新设的临时限速服务器管理，与之衔接的动车走行线也纳入新设的临时限速服务器统一管理临时限速。动车走行线的限速设定为只有一档45 km/h，且只能下达3处限速。

动车走行线临时限速仍按照现有的闭塞分区限速方式，由京沪高速铁路CTC调度台或北京南站高速场联锁对每个闭塞下达临时限速命令。高速场列控中心根据设置的临时限速，对应每个闭塞分区设置一个临时限速继电器，该继电器常态处于吸起状态，当从临时限速服务器接收到临时限速信息后，列控中心驱动该继电器落下。

京沪正线临时限速按照实际里程设置限速。对于站内限速，为了满足动车走行线有源应答器预告站内临时限速信息，设置京沪正线站内临时限速继电器，当京沪正线站内有临时限速时，驱动站内限速继电器落下，进站应答器组根据站内进路发送进路限速报文。

3 C3D与C2报文设计

在C3D等级的线路运行时，C3D和C2等级动车组根据接收到的应答器报文（ETCS-27包）完成动车组速度控制，临时限速信息包（CTCS-2包）只提供无限速信息使C2等级动车组保持完全监控模式。在提供进路信息方面，需要发送C3D等级动车组所需的移动授权信息（ETCS-12包）和C2等级动车组所需的C2轨道区段信息（CTCS-1包），同时满足两种等级的列车运行需求。

由于C3D列控系统的限制，相关应答器的报文需要根据进路情况和道岔区段的限速状态来简单分类，满足大多数情况下的控车需求。

3.1 SD与SDN应答器报文设计

由于C3D动车组不能进入高速场，且SL4、SL8和SL10只能开放至高速场的进路，所以无论SL4、SL8和SL10是否开放，SD应答器都会发送移动授权为0 m的信息，使C3D动车组停车；C2动车组因不处理移动授权信息所以不会停车，可按照C2线路数据和速度信息行车进入高速场。

当C2或C3D动车组需要接入城际场时，SL6开放，SD/SDN应答器以SL6至城际场最短进路长度对应股道的出站信号机为终点发送移动授权长度以及至高速场XIIG股道的线路数据信息，限速由ETCS-27包按照区段限速的方式提供，CTCS-2包的临时限速信息为全进路无限速信息。动车组运行至SL6信号机前，如果开放至城际场，则在SL6信号机前会收到UU码和移动授权报文，动车组会按照上述信息继续前进。如果SL6关闭或开放至高速场，则C3D等级动车组只能在SL6前停车，而C2等级动车组可以相应的停车或接入高速场。为了节省报文容量，只要SD至进路信号机的区段有限速，就将整个进路限速，因为列车在北京南必然停车，不需要更加精确的描述限速。

由于容量限制，SD应答器只在排列基本接车进路时，才能发出进路报文。排列变更进路时，只能发送默认报文。

SD应答器的报文发送逻辑如表1所示。

表1 SD应答器报文发送逻辑表

SDN的处理逻辑与SD完全一致。

3.2 SL6应答器报文设计

进路信号机SL4、SL8、SL10由于不会通过C3D动车组，所以相关应答器只发送C2的接车进路信息。如果列车由SL6接车至城际场，列控中心控制SL6应答器发送进入各个股道的移动授权报文和C2线路数据，固定限速45 km/h；如果接车至高速场，则发送移动授权为0 m的信息（ETCS-12包），使C3D动车组停车，C2动车组按照线路数据和限速信息进入城际场。

SL6应答器的报文发送逻辑如表2所示。

表2 SL6应答器报文发送逻辑表

3.3 XZ2应答器报文设计

总出站信号机XZ4、XZ6、XZ8由于不会通过C3D动车组，所以相关应答器只发送C2的发车进路信息。如果开放至动车走行线的进路，由于SD和SDN应答器并不会发送走行线区间方向的临时限速信息和移动授权信息，因此XZ2应答器发送的临时限速管辖范围和移动授权最远覆盖至二离去区间标志牌的同向有源应答器，由一离去的区间应答器更新临时限速。限速信息是根据闭塞分区的临时限速继电器的状态确定，通过速度信息包（ETCS-27包）发送；C2数据则为描述至二离去信号机的无限速报文。如果开放至京沪高铁正线的进路，则发送移动授权为0米的信息和标准C2发车报文，使C3D动车组不会发车至京沪高铁正线，C2动车组可以正常通过。

XZ2的报文发送逻辑如表3所示。

4 实际运用的情况

在实际运用中发现，因为MSTT的容量限制，所以SD和SDN的报文都是限定按照基本进路提供进路数据，但是由于车站值班员并不知道MSTT在开放非基本进路时会发送默认报文导致列车制动。因此需要提前跟运营单位说明情况。SL6和XZ2应答器是由列控中心控制，因此可以避免这种问题。

5 综述

从北京南枢纽的列控系统设计中可以看出，由于京津城际使用的C3D列控系统属于比较独立的系统，一般难以改造，因此引入客专C2/C3等级线路时，要首先考虑尽量减少C3D列控系统修改的方案。

C3D列控系统的移动授权采用应答器发送，而C2列控系统是采用轨道电路的低频信息来发送前方空闲信息，所以两者在发送的信息含义必须保持一致。但是根据运营需求不同，有时需要发送特定信息使C3D动车组不会与C2动车组运行同样的进路，或需要补充额外的信息，来弥补C3D列控系统因容量限制导致的无法精确描述的缺陷。

表3 XZ2应答器报文发送逻辑表

C3D列控系统的临时限速采用限速继电器触发限速报文的方式，而C2/C3列控系统普遍采用临时限速服务器。如果出现管辖范围的重叠，在C3D列控系统无法修改的情况下，可以用临时限速服务器采集相关限速继电器，并用列控中心按照限定的限速继电器的控制区域归档并发送报文。如果不具备采集条件，就需要在确认流程上保证限速下达的一致性。

对于C3D列控系统因限制无法满足的情况，应该提前与运营单位沟通。

[1]刘朝英.京津城际高速铁路信号系统集成[M].北京：中国铁路出版社，2010.

[2]科技运[2010]136号 CTCS-2级列控系统应答器应用原则（V2.0）[S].