郑徐客运专线引入徐州枢纽临时限速服务器设置方案研究

池春玲

(中铁第四勘察设计院集团有限公司通号处，武汉　430063)



郑徐客运专线引入徐州枢纽临时限速服务器设置方案研究

池春玲

(中铁第四勘察设计院集团有限公司通号处，武汉430063)

徐州枢纽线路复杂、调度区划及调度指挥系统中心设备选型不一。在目前临时限速服务器(TSRS)技术标准，调度指挥(CTC/TDCS)、TSRS等设备接口及控制能力的情况下，研究郑徐客运专线引入徐州枢纽TSRS设置存在的问题，在充分考虑运输、调度需求、设备产品的控制能力等各方面问题后提出可实施方案。

郑徐客运专线；临时限速；枢纽；调度区划；方案

1　工程概述

郑徐客运专线引入徐州枢纽，新建徐州东联络线接入徐州东站京沪高速场；新建铜山联络线并行既有陇海线北侧绕过铜山站，在铜山站东端(与徐州西站间)与既有陇海线接轨，利旧既有陇海线路经徐州西站至徐州站，新建徐州—大湖客车联络线外绕大湖站后，在大湖站东端经西北联络线接入徐州东站，经陇海客车联络线与陇海线连云港方面贯通。

郑徐客运专线正线及徐州东联络线按CTCS-3级(简称C3级)列控系统[1-2]设计，设郑徐TSRS2进行临时限速命令管理；京沪高铁徐州东站为C3级列控系统，由京沪高铁TSRS4进行临时限速命令管理；既有陇海线铜山以西为既有线CTCS-2级(简称C2级)列控系统，已停用；徐州站、徐州西站、大湖站为CTCS-0级(简称C0级)列控系统车站，郑徐客运专线引入徐州枢纽后，铜山联络线经铜山—徐州西站—徐州站—大湖站—徐州东站按 C2级列控系统设计[2]。

郑徐客运专线引入徐州枢纽后，既有京沪线、既有陇海线(东陇海、西陇海)、京沪高铁和郑徐客运专线在徐州枢纽交汇，线路如图1所示。

徐州枢纽调度区划分布复杂，CTC/TDCS调度中心采用了不同厂家设备，其中铜山、徐州西站归西陇海CTC台管辖，CTC中心采用了卡斯柯产品；徐州站归既有京沪一台TDCS台管辖，TDCS中心采用了卡斯柯产品；大湖站归东陇海TDCS台管辖，TDCS中心采用了通号公司产品；郑徐客运专线正线(上海局管内)、徐州东联络线和徐州东站、西北联络线均纳入京沪高铁一台，CTC中心采用了卡斯柯产品。如图2所示。

图1　徐州枢纽线路示意

图2　郑徐客运专线引入后徐州枢纽调度区划

2　临时限速服务器设置方案研究

2.1临时限速下达方式

为实现郑徐客运专线引入徐州枢纽C2级列控系统贯通后，可根据调度员的临时限速操作命令，对各TCC临时限速指令的分配和集中管理，保证施工限速计划的顺利实施，郑徐客运专线设置徐州枢纽临时限速服务器(TSRS)对徐州枢纽(自铜山线路所，经铜山站、徐州西站、徐州站、大湖站至徐州东站)临时限速进行集中管理。

2.2TSRS设置及存在问题分析

2.2.1按规范要求设置

根据《临时限速服务器技术规范(暂行)》([2012]213号)[3]“每台TSRS宜对应1个行调台”的原则，结合目前的调度区划(图2)，徐州枢纽需增加3套TSRS(以下简称西陇海TSRS、东陇海TSRS及京沪一台TSRS)。

2.2.2存在问题

根据临时限速管辖范围相关技术条件[4-5]，列控中心单方向临时限速管辖范围应从本站进站口开始至前方站出站口(中继站)第二个有源应答器组再增加一个制动距离，制动距离应涵盖从线路最高允许低频码降至 HU 码的所有闭塞分区并延伸100 m[6]。徐州站列控中心往徐州东方向列控中心临时限速管辖范围为大湖站出站口第二个有源应答器加一个制动距离，此段线路速度为80 km/h， 有1个闭塞分区，经计算，徐州站管辖的临时限速覆盖至徐州东站所属的京沪高铁台TSRS4的管辖区域，跨越东陇海TSRS，为此，京沪一台TSRS与西陇海TSRS、东陇海TSRS、京沪高铁TSRS4均需连接交互信息，无法满足[2012]213号 “TSRS处理能力指标 每台TSRS至少可连接4个相邻TSRS，且同一正线上不能超过连接2个相邻TSRS”的要求。徐州枢纽各站临时限速管辖范围如图3所示。

从图3分析得出，根据徐州枢纽的线路及各站所属调度区划的现状，要使郑徐客运专线引入徐州枢纽新增的TSRS能满足目前临时限速相关的技术规范要求，不能按照“每台TSRS宜对应1个行调台”的原则新设3套TSRS，必须减少TSRS数量才能满足“每台TSRS同一正线上不能超过连接2个相邻TSRS”的要求。根据我国列控限速的现行管理办法，即“列控限速由列车调度员通过CTC进行设置或取消，并采用双重口令，由列控系统执行”的要求，减少TSRS数量可以通过减少临时限速的设置机构即调度台数量，也可以通过临时限速设置机构CTC设备与管理机构TSRS设备间将临时限速信息进行整合，以满足减少TSRS数量。

图3　徐州站临时限速管辖范围

下面从上述对郑徐客运专线引入徐州枢纽临时限速的问题的分析结果，提出调度台调整[7-8]、调度区划[9-10]不变由设备整合以及开发新的软件等方案对徐州枢纽TSRS设置方案[11]进行研究。

2.3TSRS设置方案

2.3.1调度台调整方案(图4)

方案1：铜山、徐州西、大湖、窑场纳入京沪一台。

铜山、徐州西站为陇海铁路所在的西陇海的端头站，徐州站、徐州南站为京沪铁路中间站，窑场、大湖站陇海铁路所在的东陇海的端头站。初步分析以上几个站所在位置，将铜山、徐州西站、窑场、大湖站纳入与徐州、徐州南站所在的京沪一台。新设1台TSRS，集中管理铜山、徐州西、徐州、大湖站的临时限速。

图4　铜山站、徐州西站、大湖站、窑场调整归京沪一台管理 (不同设备厂家调度台整合)

此方案调度台整合后，仅新设1台TSRS，可节约投资。但京沪一台的调度管辖范围扩大了，运输组织需配套进行调整，京沪一台调度人员的工作强度加大。

方案2：仅窑场、大湖纳入京沪一台。

窑场站、大湖站纳入京沪一台，铜山、徐州西站维持西陇海台，新设京沪一台TSRS，管辖徐州站和大湖站临时限速；新设西陇海站TSRS，管辖铜山站和徐州西站临时限速。

方案2在方案1的基础上减少京沪一台的管辖范围，可适当减轻京沪一台调度人员的工作强度，以及缩小对运输组织的影响。

方案3：大湖站纳入京沪高铁台。

大湖站为客运货运并存车站，京沪高铁为纯客运的高速铁路，大湖站纳入京沪高铁一台管辖后，京沪高铁一台运输组织需进行配套调整。

2.3.2整合关键接口设备方案

根据《临时限速服务器技术规范(暂行)》(铁运[2012]213号)“1台TSRS连接1个CTC-TSRS接口服务器(CTC中心设备)”的要求，要减少临时限速管理机构TSRS数量，实质就是要减少CTC-TSRS接口服务器数量，为此可以通过调度台间共用CTC-TSRS接口服务器来解决[12-13]。

据了解，同设备选型的TDCS/CTC中心的各设备所用的程序、协议等一致，不同设备选型厂家CTC/TDCS调度中心应用、数据库服务器程序、协议不同，临时限速调度命令无法跨不同设备选型的调度台，调度台设置的临时限速调度命令通过设置在调度中心的TSRS接口服务器采用专用数字通道与TSRS连接[14]，临时限速流程如图5所示。

图5　临时限速流程

既有西陇海CTC、京沪一台TDCS设备是卡斯柯产品，东陇海TDCS设备是通号公司产品。根据目前“临时限速调度命令无法跨不同设备选型的调度台”原则，同为卡斯柯设备的西陇海CTC、京沪一台TDCS可共用1台TSRS接口服务器，对应新设1台TSRS管理西陇海管辖的铜山站、徐州西站以及京沪一台管辖的徐州站的临时限速；而调度中心为通号的东陇海TDCS台设置单台CTC-TSR接口服务器，对应新设1台TSRS管理东陇海管辖的大湖站的临时限速共新设2台TSRS，可以满足“每台TSRS同一正线上不能超过连接2个相邻TSRS”的要求。同CTC/TDCS设备厂家共用CTC-TSR接口服务器后徐州枢纽临时限速管辖示意如图6所示。

图6　同设备厂家不同调度台共用CTC-TSR接口服务器

2.3.3设备产品进一步开发方案

从上述2.3.1及2.3.2提到的方案可得知，造成徐州枢纽TSRS设置方案复杂的原因是TSRS及CTC/TDCS设备的技术条件受限，若允许TSRS同一正线上超过连接2个以上，或者1台TSRS可以与2个及以上的调度台接口交互信息，或不同设备选型的CTC/TDCS可共用CTC-TSRS接口服务器与TSRS接口，均可简化徐州枢纽TSRS设置方案，这些方案需要TSRS和CTC/TDCS设备厂商对设备的控制能力进行调整，对产品进一步开发[15]。

2.4TSRS设置方案比较分析

调度台调整方案：调度台调整方案需要运输组织进行调整，对运输造成较大的影响。由于徐州枢纽的相关车站均为运营车站，已根据始发、终到或通过作业进行了合理的调度台划分及调度人员安排。根据上海局运输、调度的意见，调度台调整后不对调度人员进行增减，其中京沪台和东陇海台均为TDCS台，调度人员工作强度较大，不宜整个枢纽整合到京沪台。经与路局调度所充分沟通、了解调度人员的工作量后，推荐将大湖、窑场站两个东陇海端站调整至京沪台，即调度台调整方案宜采用方案2。

整合关键接口设备方案：整合关键接口设备、调度区划维持不变方案缺点是大湖站单设1套TSRS，1套TSRS仅管理1个站的临时限速，设备资源利用低，投资较高。

设备产品进一步开发方案：此方案需要设备厂家对设备进行研究升级，需要较长的一段时间，而且需得到充分的论证及验证后才能使用，目前郑徐客运专线开通时间所剩不多，新产品解决这个问题比较困难。

实施方案：根据目前工期安排，郑徐客运专线计划于2016年7月开通运营，而目前的TSRS以及CTC/TDCS设备的技术条件仍然无法满足1台TSRS可以与2个及以上的调度台接口交互信息，或不同设备选型的CTC/TDCS可共用CTC-TSRS接口服务器与TSRS接口。综上所述设备产品进一步开发方案在本工程中基本不可行，而通过调度台调整方案以及整合关键接口设备方案两种因素中单个方案的调整也不能设计出合理的临时限速设置方案，因此，需要综合考虑铁路局各部门实际运营需求、结合设备产品现状等，郑徐客运专线引入徐州枢纽临时限速方案的最优实施方案为通过调整调度台同时整合关键接口设备方案来实现，即大湖站及窑场站改纳入京沪一台TDCS台，大湖和窑场站调整至京沪一台后，铜山、徐州西站以及徐州站、大湖站运输调度指挥设备均为卡斯柯设备，可共用1台CTC/TDCS-TSR接口服务器与徐州枢纽TSRS接口，以此实现新建徐州枢纽服务器(TSRS)管辖铜山线路所(不含)—铜山—徐州西站—徐州站—大湖站—徐州东站(不含)段临时限速，即综合采取了本文调度台整合的方案2和同设备厂家不同调度台共用CTC-TSR接口服务器的方案，最终徐州枢纽TSRS设置及调度台下限速方案如图7所示。

图7　徐州枢纽TSRS最终设置方案示意

3　结语

通过对郑徐客运专线引入徐州枢纽临时限速方案研究，可以总结出对于枢纽临时限速服务器的设置方案一般需要从以下方面或因素进行分析研究。

(1) TSRS以及CTC-TSR接口服务器等关键设备技术能力的影响

TSRS以及CTC-TSRS接口服务器设备的处理能力直接影响枢纽的TSRS设置方案，首先需充分了解现行国内各设备厂商提供的TSRS以及与TSRS接口的关键设备CTC-TSR接口服务器的处理能力和约束条件，比如，本文研究时的情况是每台TSRS同一正线上不能超过连接2个相邻TSRS、每台TSRS连接的CTC接口服务器为1个等约束条件对枢纽TSRS设置方案有了限制。

(2)枢纽调度区划对TSRS设置方案的影响

不同路局对各枢纽地区的运营、维护要求不同，导致调度台的划分原则不尽相同。有的枢纽设置统一的1个调度台，有的枢纽按照不同的线路设置多个调度台。受线路引入的先后工期不同，枢纽往往难以做到调度区划统筹一次到位。调度区划不同也可导致临时限速设置机构CTC/TDCS设备选型不同，而受产品适应能力的限制，不同厂家的CTC/TDCS不能接入对方的中心，从而影响临时限速服务器设置方案。

对枢纽工程TSRS的设置方案进行分析，需要研究枢纽TSRS设置方案与调度台设置的相互影响关系、不同设备供应商产品适应能力及接口瓶颈问题(如本文中通号TDCS/CTC与卡斯柯TDCS/CTC不能共用TSR接口服务器)，进而提出枢纽TSRS设置原则及对枢纽调度区划调整的建议措施，从而既能满足运输需求又可合理设置枢纽内的TSRS。

(3)枢纽站场布局的影响

枢纽内由于运输能力需要存在有超大规模站场或短区间紧相邻车站，短距离范围内信号系统配置、所属调度权限不同的车站等多种情况，均可能导致TSRS控制范围与其他系统不协调匹配的问题。为此，研究枢纽站场布局和线路走向特点是研究列控系统和TSRS设置的重要因素，若为新线，需要充分分析线路运输需求，配套提出线路、站场等设置的优化措施，若站前线路已定(特别是既有线)，则需要结合不同信号系统间接口或兼容能力、不同产品的适应能力、调度区划等与信号系统设备配置之间的相互关联性问题，对枢纽内TSRS设置方案进行综合分析。

(4)上述(1)～(3)因素在枢纽一般是同时出现，需统筹兼顾各个互相制约的关键技术，与枢纽本身的站场布局、运输需求等问题联系在一起、统筹兼顾，对枢纽TSRS的设置方案才能合理并到达最优。

徐州枢纽线路情况特殊、调度区划及调度指挥系统中心设备选型复杂，基本上包括了各大型枢纽设置临时限速服务器可能出现的特殊情况，本文的研究成果对今后类似场景的工程设计具有较好参考和借鉴意义。

[1]铁道部科学技术司.科技运[2008]34号CTCS-3级列控系统总体技术方案(V1.0)[S].北京：铁道部科学技术司，2008.

[2]铁道部科学技术司.科技运[2008]127号中国列车运行控制系统CTCS名词术语(V1.0)[S].北京：铁道部科学技术司，2008.

[3]铁道部运输局.铁运[2012]213号临时限速服务器技术规范(暂行)[S].北京：铁道部运输局，2012.

[4]国家铁路局.TB10621—2014/J1942—2014高速铁路设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2014.

[5]中国铁路总公司.铁总科技[2014]172号铁路技术管理规程[S].北京：中国铁道出版社，2014.

[6]铁道部科学技术司.科技运[2008]151号客运专线列控系统临时限速技术规范2.0[S].北京：铁道部科学技术司，2008.

[7]刘晓奇.既有客运专线枢纽增设行调台引起的信号相关设计研究[J].铁道标准设计，2016(4)：111-114.

[8]吴婧. 西安北枢纽内临时限速设置与调度台划分方案研究[J].铁道标准设计，2016(2)：14-143.

[9]保鲁昆，刘文韬，朱君.动车组运用调度指挥系统与功能设计[J].铁道运输与经济，2014(2)：37-42.

[10]铁道部运输局.运基信号[2009]676号列车调车指挥系统(TDCS)和调度集中系统(CTC)组网方案和硬件配置标准[S].北京：铁道部运输局，2012.

[11]潘长玉.浅析临时限速的设置方案[J].铁道通信信号，2011(9)：17-18.

[12]铁道部运输局.运基信号[2010]534号TSRS-CTC接口规范(V1.0)[S].北京：铁道部运输局，2010.

[13]铁道部运输局.运基信号[2010]534号TSRS-TSRS接口规范(V1.0)[S].北京：铁道部运输局，2010.

[14]中国铁路总公司.铁总运[2014]353号高速铁路信号系统安全数据网技术规范V3.0[S].北京：中国铁路总公司，2014.

[15]铁道部科学技术司.科技运[2008]36号客运专线铁路信号产品暂行技术条件汇编(一)[S].北京：铁道部科学技术司，2008.

Research on Temporary Speed Restriction Server Setting of Zhengzhou-Xuzhou Dedicated Passenger Line Introduced To Xuzhou Hub

CHI Chun-ling

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

The Xuzhou hub is characterized by complicated line arrangement and the big difference in the model of equipments between dispatching divisions and the control center. In view of the temporary speed restriction server (TSRS) related specifications， and the interface and control capability of dispatching control system (CTC/TDCS) and TSRS equipment， this paper analyzes the TSRS settings problems of Zhengzhou-Xuzhou dedicated passenger line introduced to Xuzhou hub and proposes feasible solutions in full consideration of transportation， dispatching requirement and control capability of equipments．

Zhengzhou-Xuzhou dedicated passenger line; TSR; Hub; Dispatching division; Solution

2016-05-05

中国铁路总公司科技研究开发计划课题(2015X004-E)

池春玲(1977—)，女，高级工程师， 2001年毕业于同济大学自动控制专业，从事铁路信号的设计、研究工作，E-mail：tsyccl@163.com。

1004-2954(2016)08-0134-05

U284.48

ADOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2016.08.028