郑州铁路枢纽优化临时限速设置方案的研究

孟令韬

MENG Ling-tao

（中国铁道科学研究院 通信信号研究所，北京 100081）

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

郑州铁路枢纽优化临时限速设置方案的研究

孟令韬

MENG Ling-tao

（中国铁道科学研究院 通信信号研究所，北京 100081）

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

郑焦城际铁路引入既有郑州铁路枢纽，与陇海铁路、京广铁路交汇，受列控中心技术条件及调度台划分限制，郑州铁路枢纽临时限速设置流程复杂，施工影响范围大，对郑州铁路枢纽的运输组织及行车效率造成了影响。针对郑州铁路枢纽临时限速设置过程中存在问题，提出临时限速设置优化方案，通过临时限速设置优化前后案例分析，为其他铁路局枢纽临时限速设置和调度边界划分提供参考。

郑州铁路枢纽；临时限速设置；运输效率；模式曲线

1　郑州铁路枢纽临时限速设置现状

郑焦城际铁路 (郑州—焦作) 自郑州铁路枢纽南阳寨站引出至焦作市，于 2015年 6月 26日开通运营。郑焦城际开通后，陇海铁路 (兰州—连云港)、京广铁路 (北京—广州)、郑焦城际铁路等干线铁路交汇于郑州铁路枢纽，行车组织复杂，交通运输繁忙，原有的行车组织和调度管理均发生了变化。

（1）郑州铁路枢纽郑州、南阳寨、海棠寺、圃田西站设有车站列控中心设备，各车站列控中心设备临时限速按照中国铁路总公司发布的《列控中心技术条件》《客运专线列控系统临时限速技术规范》《临时限速服务器技术规范》等规范执行。按照《客运专线列控系统临时限速技术规范》规定，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车站出站口(或中继站第 2 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码至HU码的所有闭塞分区并延伸 100 m。列控中心临时限速管辖范围示意图如图1 所示[1,2]。

列控中心单方向临时限速管辖范围比较长，加上郑州铁路枢纽内站间距比较短，因而京广线南阳寨、海棠寺站下行线临时限速管辖范围将延伸至陇海线圃田西站，圃田西站临时限速管辖范围也将延伸至京广线。郑州铁路枢纽既有临时限速设置方案如图2 所示。在郑州铁路枢纽采用该方案下，京广线、陇海线互相干扰，当圃田西站有施工需要设置临时限速时，陇海线和京广线将需要同时设置临时限速。另外，当南阳寨、海棠寺站需要设置临时限速时，陇海线和京广线也需要同时设置临时限速，这种设置方式施工影响范围比较大，而且施工要点困难，对运输组织及运输效率也会造成比较大的影响。

（2）引入郑州铁路枢纽的郑焦城际铁路从郑州至焦作城际场共 7 站：郑州、海棠寺、南阳寨、黄河景区、武陟东、修武西和焦作城际场站。其中，郑州、海棠寺和南阳寨站归郑州铁路枢纽既有调度指挥系统 (TDCS) 调度台管辖；黄河景区、武陟东、修武西和焦作城际场站归郑州城际调度台管辖，该调度台设有临时限速服务器 (TSRS)。既有TDCS 调度台与郑州城际铁路调度台的分界点在南阳寨进站信号机 XJ 及 XJN 处，如图3 所示。

黄河景区、武陟东、修武西及焦作城际场站车站列控中心临时限速由郑州城际铁路调度台 TSRS下达；海棠寺、郑州站列控中心临时限速由既有TDCS 下达；南阳寨站列控中心为转换站，临时限速由 TSRS 及 TDCS 共同下达，对于既有 TDCS 调度台下达的临时限速命令，如果与黄河景区站有关，南阳寨站列控中心把该命令转发给 TSRS，TSRS 再下达给黄河景区站列控中心设备执行[3]。

图1 列控中心临时限速管辖范围示意图

图2 郑州铁路枢纽既有临时限速设置方案

按照《客运专线列控系统临时限速技术规范》规定，海棠寺站列控中心 (以上行线为例) 向南阳寨站方向临时限速管辖范围至南阳寨站出站信号机 XJN 应再增加一个制动距离，但由于既有 TDCS 调度台与郑州城际铁路调度台的调度分界在南阳寨站 XJN 信号机处，海棠寺站列控中心临时限速管辖范围只能到南阳寨站 XJN 信号机处。但是，由于受到目前技术条件限制，2 个调度台只能在分界处设置一个转换站，南阳寨站列控中心为转换站，因而海棠寺站列控中心不能再设置为转换站，这样海棠寺站列控中心临时限速管辖范围只能设置到本调度台末端。海棠寺站列控中心向南阳寨站方向临时限速管辖范围如图4 所示[4,5]。

因此，当从 XJN 信号机开始线路最高允许速度200 km/h 制动到 45 km/h 的制动距离范围内存在临时限速时 (由郑州城际铁路调度台 TSRS 下达)，如图5 所示，而海棠寺站列控中心无法预告该临时限速。

当 XJN 制动距离范围内有较低临时限速时，列车正线通过南阳寨站，临时限速只能由南阳寨站BS 和BXJN 有源应答器预告。南阳寨站内距离比较短，不能满足列车从线路最高允许速度 200 km/h 制动到 45 km/h 的制动距离，因而 S 进站信号机必须由绿灯、绿黄灯显示降级为黄灯显示，使列车提前降速。这种方案既影响列车运行效率，给调度员造成了困惑，也不能满足相应技术规范的要求[6]。

图3 既有 TDCS 调度台与郑州城际铁路调度台调度边界划分

2　郑州铁路枢纽临时限速设置优化方案

2.1 临时限速设置优化

考虑到动车在郑州站均需要经停作业，而且郑州站内线路最高允许速度较低，因而可以对郑州铁路枢纽南阳寨、海棠寺及圃田西站列控中心临时限速设置进行如下优化。

图4 海棠寺站列控中心向南阳寨站方向临时限速管辖范围

图5 制动距离范围内存在临时限速

调整南阳寨、海棠寺及圃田西站列控中心临时限速管辖范围，京广下行线南阳寨、海棠寺站列控中心临时限速管辖范围延伸至郑州站 XB 进站信号机，圃田西站临时限速管辖范围也延伸至郑州站XB 进站信号机。郑州铁路枢纽临时限速管辖范围优化如图6 所示。

调整南阳寨、海棠寺和圃田西站列控中心临时限速管辖范围后，京广线与陇海线贯通线路在郑州站 XB 信号机处分开，京广线与陇海线临时限速设置相互独立。假设陇海线郑州站与圃田西站间有施工要求而需要设置临时限速，按照调整前临时限速管辖范围，该临时限速命令应发送到南阳寨、海棠寺、郑州及圃田西站，调度员及电务人员在以上4 个站均需要确认该临时限速命令是否执行成功，增加了限速设置流程的复杂性；而调整临时限速管辖范围后，该临时限速命令只与郑州、圃田西站有关，调度员与电务人员只需要在郑州、圃田西站确认即可。

由上述分析可知，调整南阳寨、海棠寺和圃田西站列控中心临时限速管辖范围后，提高了临时限速设置的灵活性，减小了京广线和陇海线间施工的互相干扰，以及调度员的作业流程和工作强度。

2.2 调度台的合理划分

在避免列车超速运行前提下，为提高列车运行效率，按照《客专列控系统临时限速技术规范(V1.0)》规定，应将既有 TDCS 调度台与郑州城际调度台的调度分界调整至黄河景区站进站信号机 SN和 S 处。

（1）既有 TDCS 调度台与郑州城际调度台的调度分界调整至黄河景区站 SN 和 S 信号机处后，海棠寺站列控中心应向南阳寨站方向临时限速管辖范围增加一个制动距离。海棠寺站临时限速管辖范围优化如图7 所示。

图6 郑州铁路枢纽临时限速管辖范围优化

（2）制动距离范围内有临时限速时，南阳寨站S 进站信号机不需要由绿灯、绿黄灯显示降为黄灯显示，减小了对运输组织的影响。同时，海棠寺站列控中心也能精确预告该临时限速，即使南阳寨站BS、BXJN 有源应答器丢失，也不存在超速风险。

图7 海棠寺站临时限速管辖范围优化

2.3 影响分析

郑州铁路枢纽在临时限速设置优化前，南阳寨、海棠寺站列控中心京广下行线临时限速管辖范围至圃田西站；优化后，南阳寨、海棠寺站列控中心京广下行线临时限速管辖范围至郑州站 XB 进站信号机，海棠寺站 BX、BSN 有源应答器报文尾部有 100 m 的 45 km/h 临时限速。因此，临时限速设置经过优化，列车在郑州站 XB 信号机 100 m 前已经制动至 45 km/h 运行，接收到 BXB 有源应答器报文后提速，然后运行至 XIII 信号机后停车。经模拟软件分析，临时限速设置优化后列车运行效率影响约 10 s 左右，与提高临时限速设置灵活性、减少临时限速设置流程及干线之间施工相互干扰相比，完全在可接受范围内。

以南阳寨站与黄河景区站间制动距离内有45 km/h 临时限速为例，在调整调度台前，南阳寨站 S 进站信号机由绿灯降为黄灯显示，列车运行模式曲线如图8 所示[7,8]。在调整调度台后，南阳寨站 S 进站信号机为绿灯，列车运行模式曲线如图9 所示。

比较以上 2 条在调整调度台边界前后制动距离内有临时限速列车运行模式曲线，差别主要在于SLQG、6704G 的运行速度。

（1）调整调度边界前，列车进入 SLQG 前以线路最高允许运行速度 140 km/h 运行；进入 SLQG后，列车运行模式曲线开始发生变化。由于南阳寨站内 S 信号机至 SII 信号机间距离为 1 240 m，为保证列车运行不超速，列车在南阳寨站 S 信号机前速度应不高于 50 km/h。列车在 SLQG 及 6704G 的运行时间理论计算为 (0.1787+0.1391)/((50+140)/2)= 0.03 345 h (约 2 min)。

图8 调整调度台边界前制动距离内有临时限速列车运行模式曲线

图9 调整调度台边界后制动距离内有临时限速列车运行模式曲线

（2）调整调度边界后，列车在 SLQG、6704G始终以 140 km/h 速度运行，运行时间理论计算为(0.1787+0.1391)/140=0.0227 h (约 1.36 min)。在郑州枢纽海棠寺站段线路最高允许运行速度为 140 km/h的情况下，调整调度边界后运行时间缩短了将近39 s，提高了运输效率。

3　结束语

铁路枢纽各车站临时限速设置是 CTCS-2/3 级列控系统的一项重要功能，直接关系列车运行安全、行车组织及运输效率。铁路枢纽车站站场结构、线路条件复杂，情况各不相同，合理划分调度台、优化临时限速设置应结合铁路枢纽各车站的实际情况，通过列车运行模式曲线比较来最终确定优化方案。郑州铁路枢纽车站临时限速设置优化方案，可以为其他铁路局枢纽临时限速设置和调度边界划分提供参考。

[1] 中华人民共和国铁道部. 客运专线列控系统临时限速技术规范 (V1.0)：科技运[2008]151 号[A]. 北京：中华人民共和国铁道部，2008.

[2] 中华人民共和国铁道部. CTCS-2 级列控系统应答器应用原则(V2.0)：科技运[2008]136号[A]. 北京：中华人民共和国铁道部，2008.

[3] 中国铁路总公司. 高铁列控中心接口暂行技术规范：铁总运[2015] 75 号[A]. 北京：中国铁路总公司，2015.

[4] 中华人民共和国铁道部. 临时限速服务器技术规范：铁运[2012] 213 号[A]. 北京：中华人民共和国铁道部，2012.

[5] 中华人民共和国铁道部. 客运专线信号系统安全数据网技术规范 (V2.0)：运基信号[2010] 821 号[A]. 北京：中华人民共和国铁道部，2010.

[6] 中华人民共和国铁道部. 列控中心技术规范：科技运[2010] 138 号[A]. 北京：中华人民共和国铁道部，2010.

[7] 中华人民共和国铁道部. CTCS 技术规范总则 (暂行)：科技运[2004] 14 号[A]. 北京：中华人民共和国铁道部，2004.

[8] 中国铁路总公司. CTCS-2 级列控车载设备暂行技术规范：铁总运[2014] 29 号[A]. 北京：中国铁路总公司，2014.

责任编辑：赵 娟

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本刊编辑部

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

中国铁路总公司科技研究开发计划课题(2012X004-D，2013X001-A-1)