孟令韜

MENG Ling-tao

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 通信信號(hào)研究所，北京 100081）

(Communication and Signal Research Institute， China Academy of Railway Sciences， Beijng 100081， China)

鄭州鐵路樞紐優(yōu)化臨時(shí)限速設(shè)置方案的研究

孟令韜

MENG Ling-tao

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 通信信號(hào)研究所，北京 100081）

(Communication and Signal Research Institute， China Academy of Railway Sciences， Beijng 100081， China)

鄭焦城際鐵路引入既有鄭州鐵路樞紐，與隴海鐵路、京廣鐵路交匯，受列控中心技術(shù)條件及調(diào)度臺(tái)劃分限制，鄭州鐵路樞紐臨時(shí)限速設(shè)置流程復(fù)雜，施工影響范圍大，對(duì)鄭州鐵路樞紐的運(yùn)輸組織及行車(chē)效率造成了影響。針對(duì)鄭州鐵路樞紐臨時(shí)限速設(shè)置過(guò)程中存在問(wèn)題，提出臨時(shí)限速設(shè)置優(yōu)化方案，通過(guò)臨時(shí)限速設(shè)置優(yōu)化前后案例分析，為其他鐵路局樞紐臨時(shí)限速設(shè)置和調(diào)度邊界劃分提供參考。

鄭州鐵路樞紐；臨時(shí)限速設(shè)置；運(yùn)輸效率；模式曲線

1　鄭州鐵路樞紐臨時(shí)限速設(shè)置現(xiàn)狀

鄭焦城際鐵路 (鄭州—焦作) 自鄭州鐵路樞紐南陽(yáng)寨站引出至焦作市，于 2015年 6月 26日開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。鄭焦城際開(kāi)通后，隴海鐵路 (蘭州—連云港)、京廣鐵路 (北京—廣州)、鄭焦城際鐵路等干線鐵路交匯于鄭州鐵路樞紐，行車(chē)組織復(fù)雜，交通運(yùn)輸繁忙，原有的行車(chē)組織和調(diào)度管理均發(fā)生了變化。

（1）鄭州鐵路樞紐鄭州、南陽(yáng)寨、海棠寺、圃田西站設(shè)有車(chē)站列控中心設(shè)備，各車(chē)站列控中心設(shè)備臨時(shí)限速按照中國(guó)鐵路總公司發(fā)布的《列控中心技術(shù)條件》《客運(yùn)專(zhuān)線列控系統(tǒng)臨時(shí)限速技術(shù)規(guī)范》《臨時(shí)限速服務(wù)器技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范執(zhí)行。按照《客運(yùn)專(zhuān)線列控系統(tǒng)臨時(shí)限速技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，列控中心單方向臨時(shí)限速管轄范圍應(yīng)從本站進(jìn)站口開(kāi)始至前方車(chē)站出站口(或中繼站第 2 個(gè)有源應(yīng)答器組)再增加一個(gè)制動(dòng)距離，制動(dòng)距離應(yīng)涵蓋從線路最高允許碼至HU碼的所有閉塞分區(qū)并延伸 100 m。列控中心臨時(shí)限速管轄范圍示意圖如圖1 所示[1,2]。

列控中心單方向臨時(shí)限速管轄范圍比較長(zhǎng)，加上鄭州鐵路樞紐內(nèi)站間距比較短，因而京廣線南陽(yáng)寨、海棠寺站下行線臨時(shí)限速管轄范圍將延伸至隴海線圃田西站，圃田西站臨時(shí)限速管轄范圍也將延伸至京廣線。鄭州鐵路樞紐既有臨時(shí)限速設(shè)置方案如圖2 所示。在鄭州鐵路樞紐采用該方案下，京廣線、隴海線互相干擾，當(dāng)圃田西站有施工需要設(shè)置臨時(shí)限速時(shí)，隴海線和京廣線將需要同時(shí)設(shè)置臨時(shí)限速。另外，當(dāng)南陽(yáng)寨、海棠寺站需要設(shè)置臨時(shí)限速時(shí)，隴海線和京廣線也需要同時(shí)設(shè)置臨時(shí)限速，這種設(shè)置方式施工影響范圍比較大，而且施工要點(diǎn)困難，對(duì)運(yùn)輸組織及運(yùn)輸效率也會(huì)造成比較大的影響。

（2）引入鄭州鐵路樞紐的鄭焦城際鐵路從鄭州至焦作城際場(chǎng)共 7 站：鄭州、海棠寺、南陽(yáng)寨、黃河景區(qū)、武陟東、修武西和焦作城際場(chǎng)站。其中，鄭州、海棠寺和南陽(yáng)寨站歸鄭州鐵路樞紐既有調(diào)度指揮系統(tǒng) (TDCS) 調(diào)度臺(tái)管轄；黃河景區(qū)、武陟東、修武西和焦作城際場(chǎng)站歸鄭州城際調(diào)度臺(tái)管轄，該調(diào)度臺(tái)設(shè)有臨時(shí)限速服務(wù)器 (TSRS)。既有TDCS 調(diào)度臺(tái)與鄭州城際鐵路調(diào)度臺(tái)的分界點(diǎn)在南陽(yáng)寨進(jìn)站信號(hào)機(jī) XJ 及 XJN 處，如圖3 所示。

黃河景區(qū)、武陟東、修武西及焦作城際場(chǎng)站車(chē)站列控中心臨時(shí)限速由鄭州城際鐵路調(diào)度臺(tái) TSRS下達(dá)；海棠寺、鄭州站列控中心臨時(shí)限速由既有TDCS 下達(dá)；南陽(yáng)寨站列控中心為轉(zhuǎn)換站，臨時(shí)限速由 TSRS 及 TDCS 共同下達(dá)，對(duì)于既有 TDCS 調(diào)度臺(tái)下達(dá)的臨時(shí)限速命令，如果與黃河景區(qū)站有關(guān)，南陽(yáng)寨站列控中心把該命令轉(zhuǎn)發(fā)給 TSRS，TSRS 再下達(dá)給黃河景區(qū)站列控中心設(shè)備執(zhí)行[3]。

圖1 列控中心臨時(shí)限速管轄范圍示意圖

圖2 鄭州鐵路樞紐既有臨時(shí)限速設(shè)置方案

按照《客運(yùn)專(zhuān)線列控系統(tǒng)臨時(shí)限速技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，海棠寺站列控中心 (以上行線為例) 向南陽(yáng)寨站方向臨時(shí)限速管轄范圍至南陽(yáng)寨站出站信號(hào)機(jī) XJN 應(yīng)再增加一個(gè)制動(dòng)距離，但由于既有 TDCS 調(diào)度臺(tái)與鄭州城際鐵路調(diào)度臺(tái)的調(diào)度分界在南陽(yáng)寨站 XJN 信號(hào)機(jī)處，海棠寺站列控中心臨時(shí)限速管轄范圍只能到南陽(yáng)寨站 XJN 信號(hào)機(jī)處。但是，由于受到目前技術(shù)條件限制，2 個(gè)調(diào)度臺(tái)只能在分界處設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)換站，南陽(yáng)寨站列控中心為轉(zhuǎn)換站，因而海棠寺站列控中心不能再設(shè)置為轉(zhuǎn)換站，這樣海棠寺站列控中心臨時(shí)限速管轄范圍只能設(shè)置到本調(diào)度臺(tái)末端。海棠寺站列控中心向南陽(yáng)寨站方向臨時(shí)限速管轄范圍如圖4 所示[4,5]。

因此，當(dāng)從 XJN 信號(hào)機(jī)開(kāi)始線路最高允許速度200 km/h 制動(dòng)到 45 km/h 的制動(dòng)距離范圍內(nèi)存在臨時(shí)限速時(shí) (由鄭州城際鐵路調(diào)度臺(tái) TSRS 下達(dá))，如圖5 所示，而海棠寺站列控中心無(wú)法預(yù)告該臨時(shí)限速。

當(dāng) XJN 制動(dòng)距離范圍內(nèi)有較低臨時(shí)限速時(shí)，列車(chē)正線通過(guò)南陽(yáng)寨站，臨時(shí)限速只能由南陽(yáng)寨站BS 和BXJN 有源應(yīng)答器預(yù)告。南陽(yáng)寨站內(nèi)距離比較短，不能滿足列車(chē)從線路最高允許速度 200 km/h 制動(dòng)到 45 km/h 的制動(dòng)距離，因而 S 進(jìn)站信號(hào)機(jī)必須由綠燈、綠黃燈顯示降級(jí)為黃燈顯示，使列車(chē)提前降速。這種方案既影響列車(chē)運(yùn)行效率，給調(diào)度員造成了困惑，也不能滿足相應(yīng)技術(shù)規(guī)范的要求[6]。

圖3 既有 TDCS 調(diào)度臺(tái)與鄭州城際鐵路調(diào)度臺(tái)調(diào)度邊界劃分

2　鄭州鐵路樞紐臨時(shí)限速設(shè)置優(yōu)化方案

2.1 臨時(shí)限速設(shè)置優(yōu)化

考慮到動(dòng)車(chē)在鄭州站均需要經(jīng)停作業(yè)，而且鄭州站內(nèi)線路最高允許速度較低，因而可以對(duì)鄭州鐵路樞紐南陽(yáng)寨、海棠寺及圃田西站列控中心臨時(shí)限速設(shè)置進(jìn)行如下優(yōu)化。

圖4 海棠寺站列控中心向南陽(yáng)寨站方向臨時(shí)限速管轄范圍

圖5 制動(dòng)距離范圍內(nèi)存在臨時(shí)限速

調(diào)整南陽(yáng)寨、海棠寺及圃田西站列控中心臨時(shí)限速管轄范圍，京廣下行線南陽(yáng)寨、海棠寺站列控中心臨時(shí)限速管轄范圍延伸至鄭州站 XB 進(jìn)站信號(hào)機(jī)，圃田西站臨時(shí)限速管轄范圍也延伸至鄭州站XB 進(jìn)站信號(hào)機(jī)。鄭州鐵路樞紐臨時(shí)限速管轄范圍優(yōu)化如圖6 所示。

調(diào)整南陽(yáng)寨、海棠寺和圃田西站列控中心臨時(shí)限速管轄范圍后，京廣線與隴海線貫通線路在鄭州站 XB 信號(hào)機(jī)處分開(kāi)，京廣線與隴海線臨時(shí)限速設(shè)置相互獨(dú)立。假設(shè)隴海線鄭州站與圃田西站間有施工要求而需要設(shè)置臨時(shí)限速，按照調(diào)整前臨時(shí)限速管轄范圍，該臨時(shí)限速命令應(yīng)發(fā)送到南陽(yáng)寨、海棠寺、鄭州及圃田西站，調(diào)度員及電務(wù)人員在以上4 個(gè)站均需要確認(rèn)該臨時(shí)限速命令是否執(zhí)行成功，增加了限速設(shè)置流程的復(fù)雜性；而調(diào)整臨時(shí)限速管轄范圍后，該臨時(shí)限速命令只與鄭州、圃田西站有關(guān)，調(diào)度員與電務(wù)人員只需要在鄭州、圃田西站確認(rèn)即可。

由上述分析可知，調(diào)整南陽(yáng)寨、海棠寺和圃田西站列控中心臨時(shí)限速管轄范圍后，提高了臨時(shí)限速設(shè)置的靈活性，減小了京廣線和隴海線間施工的互相干擾，以及調(diào)度員的作業(yè)流程和工作強(qiáng)度。

2.2 調(diào)度臺(tái)的合理劃分

在避免列車(chē)超速運(yùn)行前提下，為提高列車(chē)運(yùn)行效率，按照《客專(zhuān)列控系統(tǒng)臨時(shí)限速技術(shù)規(guī)范(V1.0)》規(guī)定，應(yīng)將既有 TDCS 調(diào)度臺(tái)與鄭州城際調(diào)度臺(tái)的調(diào)度分界調(diào)整至黃河景區(qū)站進(jìn)站信號(hào)機(jī) SN和 S 處。

（1）既有 TDCS 調(diào)度臺(tái)與鄭州城際調(diào)度臺(tái)的調(diào)度分界調(diào)整至黃河景區(qū)站 SN 和 S 信號(hào)機(jī)處后，海棠寺站列控中心應(yīng)向南陽(yáng)寨站方向臨時(shí)限速管轄范圍增加一個(gè)制動(dòng)距離。海棠寺站臨時(shí)限速管轄范圍優(yōu)化如圖7 所示。

圖6 鄭州鐵路樞紐臨時(shí)限速管轄范圍優(yōu)化

（2）制動(dòng)距離范圍內(nèi)有臨時(shí)限速時(shí)，南陽(yáng)寨站S 進(jìn)站信號(hào)機(jī)不需要由綠燈、綠黃燈顯示降為黃燈顯示，減小了對(duì)運(yùn)輸組織的影響。同時(shí)，海棠寺站列控中心也能精確預(yù)告該臨時(shí)限速，即使南陽(yáng)寨站BS、BXJN 有源應(yīng)答器丟失，也不存在超速風(fēng)險(xiǎn)。

圖7 海棠寺站臨時(shí)限速管轄范圍優(yōu)化

2.3 影響分析

鄭州鐵路樞紐在臨時(shí)限速設(shè)置優(yōu)化前，南陽(yáng)寨、海棠寺站列控中心京廣下行線臨時(shí)限速管轄范圍至圃田西站；優(yōu)化后，南陽(yáng)寨、海棠寺站列控中心京廣下行線臨時(shí)限速管轄范圍至鄭州站 XB 進(jìn)站信號(hào)機(jī)，海棠寺站 BX、BSN 有源應(yīng)答器報(bào)文尾部有 100 m 的 45 km/h 臨時(shí)限速。因此，臨時(shí)限速設(shè)置經(jīng)過(guò)優(yōu)化，列車(chē)在鄭州站 XB 信號(hào)機(jī) 100 m 前已經(jīng)制動(dòng)至 45 km/h 運(yùn)行，接收到 BXB 有源應(yīng)答器報(bào)文后提速，然后運(yùn)行至 XIII 信號(hào)機(jī)后停車(chē)。經(jīng)模擬軟件分析，臨時(shí)限速設(shè)置優(yōu)化后列車(chē)運(yùn)行效率影響約 10 s 左右，與提高臨時(shí)限速設(shè)置靈活性、減少臨時(shí)限速設(shè)置流程及干線之間施工相互干擾相比，完全在可接受范圍內(nèi)。

以南陽(yáng)寨站與黃河景區(qū)站間制動(dòng)距離內(nèi)有45 km/h 臨時(shí)限速為例，在調(diào)整調(diào)度臺(tái)前，南陽(yáng)寨站 S 進(jìn)站信號(hào)機(jī)由綠燈降為黃燈顯示，列車(chē)運(yùn)行模式曲線如圖8 所示[7,8]。在調(diào)整調(diào)度臺(tái)后，南陽(yáng)寨站 S 進(jìn)站信號(hào)機(jī)為綠燈，列車(chē)運(yùn)行模式曲線如圖9 所示。

比較以上 2 條在調(diào)整調(diào)度臺(tái)邊界前后制動(dòng)距離內(nèi)有臨時(shí)限速列車(chē)運(yùn)行模式曲線，差別主要在于SLQG、6704G 的運(yùn)行速度。

（1）調(diào)整調(diào)度邊界前，列車(chē)進(jìn)入 SLQG 前以線路最高允許運(yùn)行速度 140 km/h 運(yùn)行；進(jìn)入 SLQG后，列車(chē)運(yùn)行模式曲線開(kāi)始發(fā)生變化。由于南陽(yáng)寨站內(nèi) S 信號(hào)機(jī)至 SII 信號(hào)機(jī)間距離為 1 240 m，為保證列車(chē)運(yùn)行不超速，列車(chē)在南陽(yáng)寨站 S 信號(hào)機(jī)前速度應(yīng)不高于 50 km/h。列車(chē)在 SLQG 及 6704G 的運(yùn)行時(shí)間理論計(jì)算為 (0.1787+0.1391)/((50+140)/2)= 0.03 345 h (約 2 min)。

圖8 調(diào)整調(diào)度臺(tái)邊界前制動(dòng)距離內(nèi)有臨時(shí)限速列車(chē)運(yùn)行模式曲線

圖9 調(diào)整調(diào)度臺(tái)邊界后制動(dòng)距離內(nèi)有臨時(shí)限速列車(chē)運(yùn)行模式曲線

（2）調(diào)整調(diào)度邊界后，列車(chē)在 SLQG、6704G始終以 140 km/h 速度運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間理論計(jì)算為(0.1787+0.1391)/140=0.0227 h (約 1.36 min)。在鄭州樞紐海棠寺站段線路最高允許運(yùn)行速度為 140 km/h的情況下，調(diào)整調(diào)度邊界后運(yùn)行時(shí)間縮短了將近39 s，提高了運(yùn)輸效率。

3　結(jié)束語(yǔ)

鐵路樞紐各車(chē)站臨時(shí)限速設(shè)置是 CTCS-2/3 級(jí)列控系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能，直接關(guān)系列車(chē)運(yùn)行安全、行車(chē)組織及運(yùn)輸效率。鐵路樞紐車(chē)站站場(chǎng)結(jié)構(gòu)、線路條件復(fù)雜，情況各不相同，合理劃分調(diào)度臺(tái)、優(yōu)化臨時(shí)限速設(shè)置應(yīng)結(jié)合鐵路樞紐各車(chē)站的實(shí)際情況，通過(guò)列車(chē)運(yùn)行模式曲線比較來(lái)最終確定優(yōu)化方案。鄭州鐵路樞紐車(chē)站臨時(shí)限速設(shè)置優(yōu)化方案，可以為其他鐵路局樞紐臨時(shí)限速設(shè)置和調(diào)度邊界劃分提供參考。

[1] 中華人民共和國(guó)鐵道部. 客運(yùn)專(zhuān)線列控系統(tǒng)臨時(shí)限速技術(shù)規(guī)范 (V1.0)：科技運(yùn)[2008]151 號(hào)[A]. 北京：中華人民共和國(guó)鐵道部，2008.

[2] 中華人民共和國(guó)鐵道部. CTCS-2 級(jí)列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則(V2.0)：科技運(yùn)[2008]136號(hào)[A]. 北京：中華人民共和國(guó)鐵道部，2008.

[3] 中國(guó)鐵路總公司. 高鐵列控中心接口暫行技術(shù)規(guī)范：鐵總運(yùn)[2015] 75 號(hào)[A]. 北京：中國(guó)鐵路總公司，2015.

[4] 中華人民共和國(guó)鐵道部. 臨時(shí)限速服務(wù)器技術(shù)規(guī)范：鐵運(yùn)[2012] 213 號(hào)[A]. 北京：中華人民共和國(guó)鐵道部，2012.

[5] 中華人民共和國(guó)鐵道部. 客運(yùn)專(zhuān)線信號(hào)系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)規(guī)范 (V2.0)：運(yùn)基信號(hào)[2010] 821 號(hào)[A]. 北京：中華人民共和國(guó)鐵道部，2010.

[6] 中華人民共和國(guó)鐵道部. 列控中心技術(shù)規(guī)范：科技運(yùn)[2010] 138 號(hào)[A]. 北京：中華人民共和國(guó)鐵道部，2010.

[7] 中華人民共和國(guó)鐵道部. CTCS 技術(shù)規(guī)范總則 (暫行)：科技運(yùn)[2004] 14 號(hào)[A]. 北京：中華人民共和國(guó)鐵道部，2004.

[8] 中國(guó)鐵路總公司. CTCS-2 級(jí)列控車(chē)載設(shè)備暫行技術(shù)規(guī)范：鐵總運(yùn)[2014] 29 號(hào)[A]. 北京：中國(guó)鐵路總公司，2014.

責(zé)任編輯：趙 娟

聲 明

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本刊編輯部

Study on Optimizing the Setting Program of Temporary Speed Limitation in Zhengzhou Railway Hub

Zhengzhou-Jiaozuo inter-city railway was introduced into Zhengzhou railway hub, and was taken junction with Lanzhou-Lianyungang railway and Beijing-Guangzhou railway. The setting of temporary speed limitation in Zhengzhou railway hub, limited by technical conditions of train control center and classification of dispatching stations, has complex process and large influence scope on construction, and all of these have influenced the transport organization and train running efficiency of the hub. Targeting with problems existing in the setting process of temporary speed limitation, this paper puts forward optimization program of the setting, and then, by making example analysis on the setting before and after the optimization, this paper provides reference for setting temporary speed limitation and classifying dispatching boundary in other railway hubs.

Zhengzhou Railway Hub; Setting of Temporary Speed Limitation; Transport Efficiency; Mode Curve

1003-1421(2016)05-0020-06

U284.48

B

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2016.05.05

2016-02-22

中國(guó)鐵路總公司科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃課題(2012X004-D，2013X001-A-1)