关于武广高铁列控系统达标改造工程达标范围的研究

金 鑫

(北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070)

1 概述

武广高铁起于武汉，止于广州，全线采用CTCS-3级列控系统作为主用列控，CTCS-2级列控系统作为降级备用系统，于2009年12月26日开通。

武广高铁的建设时期，是我国高铁技术发展初期，技术标准体系不够成熟。信号系统部分功能遵循的标准与现行标准不一致，不利于现场的维护和使用。2017年武汉局和广铁集团遵循中国铁路总公司发布的《中国铁路总公司关于实施高速铁路“强基达标、提质增效”工程的指导意见》，对武广全线进行新标准达标改造升级。此次改造涉及联锁、列控、临时限速服务器、无线闭塞中心等多系统达标，结合武广高铁增加区间逻辑检查功能同步实施，已于2019年底全线开通。

本文根据武广列控达标工程的范围及内容进行分析，识别改造过程中的重点难点，制定多种方案进行深入分析和对比，最终确定了符合实际情况的最佳方案。

2 达标方案中的难点及解决措施研究

本次武广列控达标工程范围包括所有涉及的列控中心、计算机联锁、临时限速服务器、无线闭塞中心及信号安全数据网。结合各系统的最新标准，针对武广线实际情况进行识别，对各产品进行逐一分析，存在以下问题。

2.1 列控中心

2.1.1 修改LEU冗余切换方式

存在问题：依据新标准，需修改LEU冗余切换方案，将正线进站和出站信号机有源应答器LEU都改造成1+1冗余方式，方案对比如表1所示。

分析：通过与既有方式对比分析，按照既有LEU冗余切换方案，维持冷备情况。在LEU设备出现故障时，需停用该设备，用机柜内的冷备LEU更换掉故障设备即可解决故障。虽然会对运输效率有一定影响，但结合LEU设备本身故障率极低，在业主可接受的范围内。

解决方案：综合分析并考虑现场实际情况，结合业主的审查意见，本次采用维持既有的方式。

2.1.2 大号码道岔有源应答器控制方式

存在问题：株洲北线路所、白马垅、十里冲、株洲南线路所均存在大号码有源应答器代控情况，达标方案对比如表2所示。

分析：大号码道岔有源应答器控制方式的对标并未有效提高系统的可靠性和实用性，并且还增加了项目成本和施工风险及难度。

表1 LEU冗余控制方式改造方案Tab.1 Reconstruction scheme of LEU redundant control mode

表2 大号码道岔有源应答器控制方式改造方案Tab.2 Recontruction scheme of control mode of active balise for large turnout

解决方案：综合考虑本次改造维持既有代传方案一，待设备大修或有室外工程时一并达标修改。

2.2 联锁系统

CBI-RBC信息传输存在问题：目前武广段各车站CBI与武广各RBC设备的单点通信连接方式。

分析：考虑如果修改为标准的通信接口，将扩大RBC软件修改范围，详细内容在2.3节无线闭塞中心进行介绍。

解决方案：本次暂维持既有。

2.3 无线闭塞中心

存在问题：既有武广客专各RBC设备间不直接通信，通过列控中心—联锁—RBC的信息传递方式获取RBC所需相关信息完成安全切换等功能。RBC切换区域信息流向如图1所示。

图1 既有武广RBC间通信方式Fig.1 Communication mode between the RBC s of Wuhan-Guangzhou railway

分析:若按照《无线闭塞中心技术规范》（TB/T3330-2015）要求，需取消联锁向RBC传递移交区闭塞分区状态、改为RBC间直接传递；在RBC移交边界设置RBC切换执行应答器组，取消RBC切换预告应答器组，改由RBC发送切换预告信息等。在不考虑现场实施进行过渡的情况下，具体工作量如表3所示。

如果RBC设备完全达标改动范围极大，涉及到联锁、列控、临时限速服务器、轨道电路和应答器等设备的改造。且武广线路很长，需分段实施，涉及到的各系统设备还需增加过渡方案，大大增加成本，延长了工期，增长既有线运营线路的施工难度和风险。既有RBC通信方式，虽不符合现有标准，但相邻RBC间无线超时的故障概率极低。但如果维持既有方案，TCC保持向CBI代传RBC信息，将导致TCC与现行规范不一致，后续RBC升级时仍需要进行适配修改，修改范围同样很大。

表3 RBC系统达标工程实施范围Tab.3 Implementation scope of reaching standard project of RBC system

图2 武广非通信版RBC应答器布置示意图Fig.2 Schematic diagram of balise layout of non-communication version RBC of Wuhan-Guangzhou railway

图3 RBC切换执行应答器设置示意图Fig.3 Schematic diagram of the setting of balise for RBC switching

解决方案：考虑以上原因，方案决定TCC对标修改，取消由TCC端代传RBC区段信息部分，由CBI进行适配修改，保持既有CBI向RBC发送的信息不变，既减少本次施工影响范围，同时为后续RBC对标单独实施创造有利条件。

2.4 信号安全数据网

存在问题：本次改造拆除125 M环网，依据《高速铁路信号系统安全数据网技术规范V3.0》（铁总运[2014]353号）进行升级改造；并将列控中心站间通信转移至信号安全数据网，按《高铁列控中心接口暂行技术规范》（铁总运[2015]75号）的要求实现站间信息传输接口格式的方案。

既有武广客专安全数据网由联锁/RBC/TSRS设备组网形成的站间以太网通道和TCC设备组网构成的125 M站间通道共同组成，前者主要用于联锁/RBC/TSRS/TCC设备间信息交互，后者用于站间TCC信息交互。

既有武广段各车站配置2台安全数据网交换机用于数据业务接入，主站列控中心和联锁设备均接入安全数据网；中继站与相邻TCC间通过125 M网络通信，未接入安全数据网武广段信号安全数据网设备配置和通信接口如图4所示。

分析：本次改造，要求结合区间占用检查功能一起实施。其中增加区间占用检查相关协议包括32 Byte的信号许可交互数据块和12 Byte的区间闭塞分区状态确认数据块。如果继续在现有125 M基础上增加区间占用检查功能，存在如下问题：

1） 区间逻辑占用导致站间协议变化，需要增加数据长度，武广协议不支持，需修改；

2） 配合站间协议变化，将影响整个环网适配修改，影响范围大，实施复杂，风险高；

3） 现有125 M环网容量已达到饱和，后续软件升级在通信扩容上没有任何余量。

故本次工程必须拆除125 M环网，并将列控中心站间通信转移至信号安全数据网。

但是，若完全按照新标准规范，需要同步修改武广高铁广铁管段内各子网结构，修改所有接入信号安全数据网信号设备的IP，增加光纤熔纤、通信光缆敷设等建安工程，实施范围几乎涉及整个武广高铁线的设备。首先武广线重新敷设通信光缆成本极高，暂不考虑。若要使用既有通道进行施工，则每天的调试中需要修改各个设备的IP地址、对既有ODF架进行光纤倒接。武广高铁已运行十年，通信光缆及接头部分均存在老化状况，在对其进行倒接施工风险太大，容易出现无法恢复的通道故障。

解决方案：综合考虑，本项目不修改环网组网和子网划分结构，信号安全数据网既有设备的IP分配、整个环网组网的子网划分等均维持不变。仅更换安全数据网设备（含新增中继站交换机、更换既有车站交换机及既有中继器）和网络管理服务器设备，设备配置满足规范。

该方案虽然IP地址和组网方式未完全满足新标准，但硬件方面均已完全更换，可以满足各系统间的通信容量的需求。子网划分和IP地址维持既有方式

图4 既有信号安全数据网设备通信接口示意图Fig.4 Schematic diagram of communication interface of the equipment in the existing signaling security data network

也没降低系统的安全可靠性，与各系统软件保持一致即可，风险可控，可以满足后期运营使用需求。

2.5 最终方案

通过对以上问题分析，得出具体方案如表4所示。

3 总结

在本次武广高铁达标改造工程中，各个系统依然存在不符合新标准的内容。本文重点对该内容进行了论述分析，结合项目的实施成本、施工难度以及改造风险确认了各系统对标范围和实施方案。对不符合新标准的内容进行安全识别和风险分析，结论是可以满足武广客专现在的运营需求，符合列控系统的安全标准。

随着我国铁路行业高速发展，各系统标准也在逐步更新。对于后续高铁线路的达标改造工程，会遇到同样的问题。对于是否完全参照新标准，需结合现场实际情况一事一议、具体分析。切忌教条主义，盲目遵循新标准。需要通过全面的分析研究，在项目实施难度和新标准的达标范围找到一个平衡点。

表4 各系统最终达标方案Tab.4 Final reaching standard schemes of various systems

该项目历经18个月，于2019年底成功开通。本次改造是全国首次针对早期开通的CTCS-3高铁线路进行的达标改造，为后续客专线路的标准化改造工程提供了宝贵的设计方案和项目实施经验，奠定了坚实的基础。