新建高铁引入既有枢纽列控系统适应性改造的研究与分析

刘露露 中国铁路上海局集团有限公司上海电务段

本文以我局近十年来新建高铁引入枢纽的列控系统改造实例为蓝本，分别从新线引入枢纽的工作特点、列控系统引入枢纽的分类、改造的总体思路、具体实施过程中的重点工作等方面对枢纽地区适应性改造的情况进行了深入分析，为以后的高铁引入既有枢纽列控系统改造工作提供参考。

1 新线引入枢纽的工作特点

1.1 工作要求高

既有枢纽设备均为在用设备，施工结束后必须立即开通启用，投入第二天的正常运用，对工程质量、软件质量、施工组织、试验全面准确等要求高。

1.2 涉及设备多

CTCS-2、3级列控引入枢纽几乎涉及信号的所有系统，现场站场站型发生变化，通常需修改联锁、列控、CTC、TSRS、RBC等软件以及信号安全数据网网络结构、采集驱动配线、电源屏容量、集中监测接口、路局中心的CTC、TDCS设备修改等。

1.3 试验工作量大

枢纽车站站场一般比较大、方向多，联锁关系复杂，试验的难度大，通常需要多个试验小点进行现场的挂联试验，而且每一次试验均需进行软件的倒换，结束后又要保证设备的正常恢复。

1.4 时间紧张

一是体现在整个工期上，基本上是按开通日期倒排进度，没有出现问题的余地；二是体现在每次施工上，尤其是现场联挂试验，新旧软件倒换需占用一定的时间；三是体现在厂家的软件提供上，提供日期与开通目标日期时间有限。

2 列控系统引入枢纽的分类

目前新建高铁的列控等级普遍采用CTCS-2级或CTCS-3级，基于既有枢纽地区列控等级的不同情况，主要分为以下几种类型：

（1）CTCS-2级新线引入CTCS-3级枢纽；

（2）CTCS-2级新线引入CTCS-2级枢纽；

（3）CTCS-2级新线引入CTCS-0/1级枢纽；

（4）CTCS-3级新线引入CTCS-3级枢纽；

（5）CTCS-3级新线引入CTCS-2级枢纽；

（6）CTCS-3级新线引入CTCS--0/1级枢纽。

3 列控系统引入枢纽的总体技术思路

列控系统适应性改造的总体思路就是保证新建与既有列控系统车站之间、车站与中心之间、车载与地面系统之间关联设备联通、信息接口联通、信息流联通，以形成整体功能系统。

结合引入枢纽的不同类型和实际情况，需要分别来制定列控系统改造的具体方案，具体为：

3.1 CTCS-2级新线引入CTCS-3级枢纽

图1 在既有枢纽内增设C2→C3级间转换点

当新建线路采用标准CTCS-2级列控等级，既有枢纽采用标准CTCS-3级列控等级时，由于CTCS-3级列控系统可以向下兼容，所以可以采用两种接入方式：

一是既有枢纽不做改造，在新线中按CTCS-2级模式运行的动车组进入枢纽后仍维持既有CTCS-2级模式运行，而原在枢纽地区采用CTCS-3级模式运行的动车组也仍按原模式运行，新旧互不干扰。二是在既有枢纽内增设C2→C3级间转换点，示意图见图1。

在新线中按CTCS-2级模式运行的动车组进入枢纽后，通过新设的C2→C3级间转换点转为CTCS-3级模式运行，由枢纽以CTCS-3级模式运行的动车组通过新设的C3→C2级间转换点转为CTCS-2级模式运行。

3.2 CTCS-2级新线引入CTCS-2级枢纽

当新建线路采用标准CTCS-2级列控等级，而既有枢纽也采用标准CTCS-2级列控等级时，无需做额外改造，在新线中按CTCS-2级模式运行的动车组进入枢纽后仍继续以CTCS-2级模式运行。

3.3 CTCS-2级新线引入CTCS-0/1级枢纽

当新建线路采用标准CTCS-2级列控等级，既有枢纽采用标准CTCS-0/1级列控等级时，可以采用两种接入方式：

一是对既有枢纽按CTCS-2级标准进行改造，完成后即与3.2的模式相同。二是既有枢纽内增设C2→C0级间转换点，示意图见图2。

图2 既有枢纽内增设C2→C0级间转换点

在新线中按CTCS-2级模式运行的动车组进入枢纽后，通过新设的C2→C0级间转换点转为CTCS-0/1级模式运行，由枢纽以CTCS-0/1级模式运行的动车组通过新设的C0→C2级间转换点转为CTCS-2级模式运行。

3.4 CTCS-3级新线引入CTCS-3级枢纽

当新建线路采用标准CTCS-3级列控等级，而既有枢纽也采用标准CTCS-3级列控等级时，无需做额外改造，在新线中按CTCS-3或2级模式运行的动车组进入枢纽后仍继续以CTCS-3或2级模式运行。

3.5 CTCS-3级新线引入CTCS-2级枢纽

当新建线路采用标准CTCS-3级列控等级，既有枢纽采用标准CTCS-2级列控等级时，可以采用两种接入方式：

一是对既有枢纽按CTCS-3级标准进行改造，完成后即与3.4的模式相同。二是既有枢纽内增设C3→C2级间转换点，示意图见图3。

图3 既有枢纽内增设C3→C2级间转换点

在新线中按CTCS-3级模式运行的动车组进入枢纽后，通过新设的C3→C2级间转换点转为CTCS-2级模式运行，由枢纽以CTCS-2级模式运行的动车组通过新建车站出站口位置设置的C2→C3级间转换点转为CTCS-3级模式运行。

3.6 CTCS-3级新线引入CTCS--0/1级枢纽

当新建线路采用标准CTCS-3级列控等级，既有枢纽采用标准CTCS-0/1级列控等级时，由于装备CTCS-3级车载ATP设备的动车组不装备LKJ设备，所以动车组无法在CTCS--0/1级模式下运行，这种情况下的既有枢纽必须做列控系统贯通改造，可以采用两种接入方式：

一是对既有枢纽按CTCS-3级标准进行改造，完成后即与3.4的模式相同。二是对既有枢纽按CTCS-2级标准进行改造，完成后即与3.5的模式相同。

4 列控系统引入枢纽改造的重点环节

4.1 技术方案的研究确定

（1）要满足相关的技术规范要求。一般情况下不宜采用特殊处理，如需采用特殊处理需报上级批准或专题会议纪要明确确定，并且需在列控系统说明书中进行详细的说明。

（2）技术上和施工上要具有可操作性。主要是实施的难度上，比如难以在一个施工点内完成的工作量或者实施范围过大时，需对整体工作量进行合理分解，分步实施，如是过渡方案，还需考虑过渡的时间以及下一步转为正式方案的难度。

（3）配套工程要满足的相应条件。主要是对其他专业施工进度的要求，站前的配合条件，包括列控基础数据是否齐全、站前施工条件是否已完成等。信号内部各系统间是否能够同步完成，设备上是否存在限制条件，能否满足现场需求等。

（4）明确对使用部门的影响和限制。实施是否涉及运输组织的变化，如临时限速的范围的修改，操作方式的变化。以及开通后是否存在限制条件。如部分功能停用，或反向停用C2功能等。

4.2 工作量的调查

确定技术方案后，电务段应与施工单位、设备厂家进行对接沟通，按照确定的方案进行相应的工作量调查，主要是对施工工作量、既有设备利旧情况与各系统软件修改工作量进行全面的调查。通常包括：

（1）本站列控系统修改的工作量；采集、驱动发生的变化，信号安全数据网的变化。

（2）列控系统涉及其他车站的修改工作量。

（3）本站需配套的其他系统修改的工作量。

（4）涉及其他系统其他车站修改的工作量。

（5）其他段配合的工作量；如中心设备与车站设备的配合以及网络的调整与通信段的配合。

（6）仿真试验与现场试验的工作量；包括详细的作业内容、作业时间、试验内容与所需的试验时间。信息一致性核对，与邻站的接口测试，系统间的测试，以及在仿真试验台上难以实现的功能测试等。

（7）能够同步实施的内容。

4.3 细化实施方案

对施工作业流程，各环节之间的关系进行分析，进行施工组织方案编制。

（1）对调查统计的所有工作量进行分析，施工前后顺序的逻辑关系；如中心的TSRS软件是否需要先于车站软件实施等。

（2）确定每次施工的作业范围，在规定的天窗时间内必须能够完成；明确停用范围，确保在施工中不会造成超范围施工。

（3）具备联挂试验的必备条件、外部条件进行分析。重点是前一个环节施工是不是已完成，报计划时应充分考虑前一步骤未完成对后续施工可能产生的影响；同时应考虑其他专业的施工条件是否满足。

（4）尽可能减少大开通的工作量，减少大开通试验所需模拟条件的数量。

（5）结合方案协调足够的天窗数量及每次天窗的时间，满足现场联挂试验需要。确定方案后，协调建设单位提前与运输部门沟通，提出详细的施工要点计划。提供几个备选方案，现场联挂试验原则上不宜次数过多，避免可能对设备造成的影响。

4.4 施工组织方案编制

根据运输提供的实际施工点与按照路局《施工组织方案编制要求》，与施工单位一起对每一次施工编制相应的施工组织方案。

（1）施工单位确定每次施工前期准备工作所需的天窗时间、施工作业内容、联锁试验项目，进行施工流程图编制等。

（2）对每次施工的影响范围进行分析，确定是否涉及其他车站的修改，或其他系统软件的修改，避免发生要点范围不足，尤其是CTC/TDCS，透明车站、中心施工计划的提报。

（3）按需要考虑列控系统的动车试验方案。

（4）施工单位建立每一步施工组织方案，施工单位的人员配合，工器具的配备等。

（5）电务段制订每次施工的配合方案，涉及哪些影响既有设备的施工，同步制订相应的联锁试验内容、试验方案，软件倒换回退方案。

（6）每一步开通后的设备变化情况，过渡期间的设备维护要求要进行说明，尤其是新网络设备及电源设备等提前启用等。

4.5 静态及动态试验方案

（1）试验需要具备的条件。如试验时间不满足，未试验完成部分需停用时，需提出每次施工后相应的限制条件，并在车站或调度所做好登记。如TSRS试验未完成，暂时停用相关区段的临时限速等。

（2）试验的内容。枢纽车站对所有试验项目按股道进行梳理，交车站进行分析研究，提出试验方案。必要时调整列车运行，为联调联试提供必要的天窗。

（3）试验的范围。尤其是引入枢纽，不在正线联调联试的范围内，需在联调联试方案审查时提出增加测试的范围。

（4）试验期间的问题分析。每天的试验情况，次日的试验计划，需要配合的具体项目，人员安排，试验期间问题都要及时的进行分析反馈。

5 结束语

以上是从新线引入枢纽的工作特点、列控系统引入枢纽的分类、改造的总体技术思路、以及具体实施过程中的重点工作等几方面对新建高铁引入既有枢纽地区列控系统适应性改造的情况进行了分析。

但是由于新建高铁的建设与既有枢纽各线建设时期不同，普遍存在着技术适用规范与客观条件上的差异，主要体现在接口制式不同、各项接口软件的预留情况不同等，所以实际完成一条新线接入项目时还需要结合新旧列控系统的技术特点深入调查，才能制定出有针对性的、操作性强的接入方案，完成接入的改造工作，为以后的高铁引入既有枢纽列控系统改造工作提供参考。