邢 毅

（北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070）

ETCS-1級(jí)列控系統(tǒng)是一個(gè)基于應(yīng)答器傳輸控制信息的點(diǎn)式控制系統(tǒng)。地面主要包括聯(lián)鎖、軌旁電子單元、應(yīng)答器、計(jì)軸或軌道電路等設(shè)備。計(jì)軸或軌道電路主要是檢查軌道空閑狀態(tài)和列車完整性。聯(lián)鎖根據(jù)軌道空閑狀態(tài)，依據(jù)調(diào)度人員行車指揮指令，控制道岔、信號(hào)機(jī)、軌道鎖閉排列進(jìn)路，并通過(guò)軌旁電子單元控制應(yīng)答器發(fā)送相應(yīng)的列車控制信息。地面發(fā)送給列車的控制信息，主要是行車許可[ETCS-12]、線路坡度[ETCS-21]、線路速度[ETCS-27]等線路參數(shù)。其中行車許可信息[ETCS-12]包含列車運(yùn)行的目標(biāo)距離、列車目標(biāo)點(diǎn)開(kāi)口速度、目標(biāo)點(diǎn)到危險(xiǎn)點(diǎn)的距離等信息。因此，在ETCS-1級(jí)列控系統(tǒng)中地面每一架信號(hào)機(jī)處均設(shè)置有源應(yīng)答器，聯(lián)鎖通過(guò)軌旁電子單元控制有源應(yīng)答器發(fā)送控制信息。其中道岔側(cè)向限速等信息均是通過(guò)接近區(qū)段應(yīng)答器發(fā)送的線路速度信息控制。車載系統(tǒng)僅根據(jù)應(yīng)答器發(fā)送的控制信息控制列車運(yùn)行。

ETCS-2級(jí)列控系統(tǒng)是基于無(wú)線通信控制列車運(yùn)行的控制系統(tǒng)。其與ETCS-1級(jí)列控系統(tǒng)相比，增加了無(wú)線閉塞中心，通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車地實(shí)時(shí)雙向通信，連續(xù)給列車發(fā)送行車許可信息。地面應(yīng)答器基本是無(wú)源應(yīng)答器，主要是列車定位作用。該系統(tǒng)無(wú)線閉塞中心根據(jù)聯(lián)鎖進(jìn)路信息和自身存儲(chǔ)的線路參數(shù)，根據(jù)列車發(fā)送的位置報(bào)告，實(shí)時(shí)給列車發(fā)送行車許可[ETCS-15]、速度、坡度、分相區(qū)等線路參數(shù)。列車控制方式與ETCS-1級(jí)基本一致。

ETCS-1級(jí)和ETCS-2級(jí)列控系統(tǒng)中，車載邏輯相對(duì)一致，對(duì)于道岔側(cè)向速度控制，均是通過(guò)地面應(yīng)答器報(bào)文或者RBC發(fā)送的無(wú)線消息中線路速度[ETCS-27]確定。對(duì)于車載設(shè)備不區(qū)分進(jìn)路是道岔側(cè)向還是直股。ETCS-1級(jí)列控系統(tǒng)，列車控制曲線雖為開(kāi)口曲線，但開(kāi)口速度由地面應(yīng)答器報(bào)文提供。

我國(guó)自主創(chuàng)新的CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)是一個(gè)點(diǎn)式和連續(xù)式結(jié)合的系統(tǒng)。CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)是在充分考慮結(jié)合既有線路升級(jí)改造的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)在原有的聯(lián)鎖系統(tǒng)、行車指揮系統(tǒng)、軌道電路基礎(chǔ)上，地面通過(guò)增加應(yīng)答器和列控中心，給列車發(fā)送線路參數(shù)，車載增加ATP超速防護(hù)系統(tǒng)，根據(jù)地面軌道電路低頻信息和應(yīng)答器發(fā)送的線路參數(shù)控制列車運(yùn)行。CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)與ETCS-1級(jí)列控系統(tǒng)相比，通過(guò)軌道電路低頻信息可以實(shí)時(shí)連續(xù)的傳送行車許可。但為了降低投資和實(shí)施難度，CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)區(qū)間基本不設(shè)置有源應(yīng)答器，均是通過(guò)無(wú)源應(yīng)答器發(fā)送正線固定的線路參數(shù)。僅在進(jìn)站、出站等處設(shè)置有源應(yīng)答器，發(fā)送進(jìn)路參數(shù)和臨時(shí)限速信息。

在進(jìn)行車站接發(fā)車作業(yè)時(shí)，因區(qū)間沒(méi)有設(shè)置有源應(yīng)答器，列車在接近區(qū)段不能獲取前方車站聯(lián)鎖排列的進(jìn)路信息，也無(wú)法獲取進(jìn)路限速、進(jìn)路長(zhǎng)度等控制信息。列車只能通過(guò)軌道電路信息U2、U2S、UU和UUS判定列車改變運(yùn)行方向，前方經(jīng)道岔側(cè)向運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)列車一次連續(xù)模式控制曲線，CTCS-2級(jí)列控依靠地面和車載一體化設(shè)計(jì)思路，在地面軌道電路發(fā)碼確保安全的前提下，車載設(shè)備對(duì)UU和UUS碼行車許可信息采用開(kāi)口速度控制的方式，車載按照UU碼目標(biāo)點(diǎn)開(kāi)口速度為45 km/h，UUS碼目標(biāo)點(diǎn)開(kāi)口速度為80 km/h，在進(jìn)站/出站信號(hào)機(jī)處收到有源應(yīng)答器發(fā)送的進(jìn)路信息后，生成道岔側(cè)向接發(fā)車進(jìn)路閉口控制曲線，實(shí)現(xiàn)CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)道岔側(cè)向列車運(yùn)行的控制。

在既有的普速鐵路信號(hào)顯示規(guī)范中，對(duì)UUS定義只是明確“列車經(jīng)過(guò)18號(hào)及以上道岔側(cè)向位置，次一架信號(hào)開(kāi)放且該信號(hào)防護(hù)的進(jìn)路經(jīng)道岔的直向位置或18號(hào)及以上道岔的側(cè)向位置”，列車運(yùn)行的速度是根據(jù)LKJ監(jiān)控裝置存儲(chǔ)的地面數(shù)據(jù)和司機(jī)選擇的運(yùn)行交路和進(jìn)路確定。但在高速鐵路中，CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)對(duì)UUS的開(kāi)口速度為80 km/h。因此在CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)中，UUS定義增加了對(duì)線路允許速度的限制，明確“進(jìn)路允許速度不低于80 km/h”。而為了進(jìn)一步提高始發(fā)站列車發(fā)車效率和間隔，車載系統(tǒng)在由部分監(jiān)控轉(zhuǎn)為全監(jiān)控模式后，如果收到UUS碼，則取消部分監(jiān)控模式下45 km/h的車尾保持，因此地面列控系統(tǒng)在發(fā)碼時(shí)，必須考慮當(dāng)列車故障重啟后，沒(méi)有線路數(shù)據(jù)，由部分監(jiān)控模式轉(zhuǎn)為全監(jiān)控模式時(shí)的控制速度，當(dāng)UUS發(fā)碼區(qū)段內(nèi)有限速時(shí)，需要將UUS碼降級(jí)為UU碼。

在CTCS-2和CTCS-3列控系統(tǒng)中，對(duì)于車載設(shè)備，都明確要求在收到UU和UUS碼后，既有車載接收數(shù)據(jù)只能應(yīng)用UU和UUS終點(diǎn)，其余的數(shù)據(jù)需要在進(jìn)站口應(yīng)答器獲取，這是系統(tǒng)一個(gè)故障安全的設(shè)計(jì)。同樣，對(duì)于大號(hào)碼道岔（1/18以上）進(jìn)路，CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)，增加了號(hào)碼道岔應(yīng)答器，其中關(guān)于大號(hào)碼道岔應(yīng)答器設(shè)計(jì)及報(bào)文的發(fā)送規(guī)則，在論文《關(guān)于大號(hào)碼道岔列控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析》中已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，其中也包括UU和UUS碼發(fā)送的原則，特別是在列車越過(guò)

大號(hào)碼道岔應(yīng)答器后，地面信息突變的情況下，地面通過(guò)碼續(xù)由UUS降級(jí)為UU，控制列車丟棄大號(hào)碼道岔信息包，控制列車降速運(yùn)行。

綜上所述，CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)和CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)，地面和車載設(shè)備在UU和UUS碼的處理邏輯上相對(duì)ETCS系統(tǒng)都較為復(fù)雜，也是我國(guó)鐵路CTCS列車運(yùn)行控制系統(tǒng)與ETCS列車運(yùn)行控制系統(tǒng)最大的差異。