CTCS-3 级客运专线引入既有普速铁路信号系统设计

中铁上海设计院集团有限公司通信信号设计院 吴海明

随着我国高速铁路网线路不断完善，既有客运专线通过短距离联络线引入既有普速铁路，也成为高铁网规划的一种形式。以淮萧联络线工程设计为基础，在既有GSM-R 覆盖范围短情况下等级转换模式设计，在站间距短情况下不同等级线路的编码衔接设计，为类似工程提供解决方案及思路。

新时期“八纵八横”是高速铁路网的宏大蓝图，为促进区域经济发展，通过短距离联络线实现既有客运专线（以下简称客专）与既有普速铁路快速连通。由于既有客专开通较早，新建线路接轨既有客专时，信号系统衔接处列控联锁相关问题较多，给既有客专与既有普速铁路互联互通带来难题。以郑徐客专通过淮萧联络线引至符夹铁路淮北站为列，通过优化既有GSM-R 覆盖范围短情况下等级转换设计，及优化站间距短情况下不同等级线路的编码衔接设计，解决CTCS-3 级客专引入CTCS-0 级普速线路的信号系统设计难题。

1 信号系统设计方案

《铁路技术管理规程》（高速铁路部分）规定：列车运行控制系统装备等级根据线路允许速度选用。250km/h以下铁路采用CTCS-2 级列控系统（以下简称C2 级），250km/h 铁路宜采用CTCS-3 级列控系统（以下简称C3 级），300 km/h 及以上铁路采用CTCS-3 级列控系统。既有郑徐客专采用C3 级列控系统，新建淮萧联络线采用C2 级列控系统，符夹铁路岱河至淮北段采用C2级列控系统，其他采用CO 级。为将郑徐客专接入符夹铁路淮北站，新建淮萧联络线，线路全长27.222km，新建淮北北高速场及联络线中继1 站，改造符夹铁路岱河站和淮北站，实现郑徐客专引入淮北站的目的，短联络线不同等级的信号系统设计方案图如图1 所示。

图1 短联络线不同等级的信号系统设计方案图Fig.1 Signal system design scheme of different grades of short link line

1.1 郑徐客专信号系统

行车指挥采用调度集中系统，归属于上海局调度所郑徐客专台，淮萧联络线引入郑徐客专萧县北站，淮北北高速场接入郑徐客专调度台，采用CTCS-3 级列控系统，设置无线闭塞中心、临时限速服务器、列控中心和应答器等。

1.2 淮萧联络线信号系统

新建淮萧联络线纳入郑徐客专调度台管辖，淮北北高速场（含）至萧县北（不含）设置CTCS-2 级列控系统，在萧县北站淮北端进站信号机外方设置C2/C3 级间转换。临时限速由临时限速服务器集中管理，淮北北高速场至萧县北段临时限速命令由郑徐客专临时限速服务器统筹管辖，分别向正线CTC/TDCS 管辖范围内车站、联络线中继1 的列控中心传递临时限速信息。

1.3 符夹铁路信号系统

行车指挥采用运输调度指挥系统，归属于上海局调度所淮北调度台。与既有符夹铁路共线的淮北（含）至岱河（含）段，除新设CTCS-2 级列控系统相关设备外，新增符夹铁路临时限速服务器管辖岱河站（含）至淮北站的临时限速命令，其余均维持既有符夹铁路扩能改造工程的标准，满足CTCS-2 级/CTCS-3 级动车组及列车运行控制装置的列车运行要求。

2 不同情况下的设计方案

2.1 等级转换设计方案

2.1.1 问题的由来

郑徐客专萧县北站由郑徐RBC3 管辖，既有郑徐GSM-R 无线覆盖范围仅延伸至萧县北SH/SHF 进站信号机外方3km 处，淮萧联络线与郑徐客专间无线覆盖范围短，在该无线覆盖范围内无法设置RBC 连接应答器组及CTCS-2/3 执行组应答器，进而无法实现动车跨不同等级线路运行。郑徐客专萧县北站至淮萧联络线淮北北高速场区间列控等级转换示意图如图2 所示。

图2 区间列控等级转换示意图Fig.2 Schematic diagram of interval train control level conversion

2.1.2 C2/C3 等级转换方案

为实现C2/C3 等级转换，C2 至C3 等级转换边界外方设置RBC 连接应答器组[RL]，[RL]应答器组至等级转换点的距离大于列车按该区段线路允许速度运行40s的距离。由于GSM-R 覆盖范围仅为3km，淮萧联络线淮北北高速场至萧县北站无线覆盖范围不满足C2/C3等级转换的设置条件，调整应答器设备布置以实现等级转换功能。

由淮萧联络线运行至郑徐客专往郑州方向、徐州方向的C3 列车在萧县北郑徐区间设置的C2->C3 等级转换点处自动转为C3 等级运行，在萧县北郑徐区间分别设置ZX-2/3、FZX-2/3 级间转换应答器组及预告应答器组，满足淮萧联络线的C3 列车运行要求。

2.1.3 C3/C2 等级转换方案

在距离区间信号点适当位置往萧县北方向200m 处增设正向C3 →C2 等级转换的预告应答器组，在距离0257 往萧县北方向200m 处增设正向C3 →C2 等级转换的执行应答器组，郑徐RBC3 数据管辖范围至联络线中继1 区间信号点适当位置处，等级转换执行点距RBC管辖边界的距离为14686m，满足速度250km/h、坡度-20‰的常用制动距离要求。

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在距离区间分割点适当位置往淮北北高速场方向200m 处设置反向C3 →C2 等级转换的预告应答器组，在距离0252 区间信号点往淮北北高速场方向200m 处增设正向C3 →C2 等级转换的执行应答器组，郑徐RBC3数据管辖范围至联络线中继1 信号点适当位置处，等级转换执行点距RBC 管辖边界的距离为15221m，满足速度250Km/h、坡度-20‰的常用制动距离要求。

2.2 编码衔接设计方案

2.2.1 问题的由来

列控系统相关规范补充规定：后方站至该区间的任一发车进路范围内存在低于80km/h 的限速，站间仅一个闭塞分区的限速的接车进路发码，接近区段降级发送UU 码；岱河站由股道往SZ2 发车的区段，存在上述降级为UU 码问题。淮北北高速场至岱河站仅一个闭塞分区，淮北北高速场发码采用列控编码，执行高速铁路技术规程，而岱河站发码采用列控编码，执行普速铁路技术规程，存在UUS/UU 码编码衔接问题。淮萧联络线淮北北高速场与符夹铁路岱河站信号设备布置示意图如图3 所示。

图3 信号设备布置示意图Fig.3 Schematic diagram of signal equipment layout

2.2.2 UUS 码降级显示方案

岱河站为符夹铁路与淮萧联络线交汇车站，符夹铁路下行线限速120km/h，岱河站股道至SZ2 信号机下行反向间仅一个闭塞分区。现考虑3#道岔为18 号道岔作为前方站道岔，11#道岔为12 号道岔作为后方站道岔，前方发车进路编码设计方案如下：

方案一：将后方站11DG 作为前方站的接近区段，即符合接近区段存在低于80km/h 的限速，将前方站接近区段降UU，根据《列控系统相关规范补充规定》（铁总运﹝2016﹞222）号规定，前方站列控中心实现接近区段发UU，列控设备存在跨站降级，由于岔区是固定限速，列控中心无法传递，将前方站的进站信号降为双黄UU。

方案一优点是前方站接近区段发码与后方站进路无关；缺点是在后方站办理直向发车进路前方站接近区段仍发UU 码，对运输效率有影响。方案二解决了方案一中后方站办理直向发车进路时效率影响的问题，但是存在如下的问题：后方站与前方站通信中断时，前方站单独办理接车进路，接近区段发UU 码。后方站办理正向通过进路，前方站办理侧向接车进路，接近区段发UUS 码，随着列车运行，后方站进路解锁，前方站接近区段降为UU，可能会引发列车制动。前方站进路未发生任何变化，接近区段码序随着后方站进路而变化，与码序编码原则不一致，传统情况码序的编码仅与列车运行前方区段与进路条件有关，与运行后方进路和区段条件无关。

2.2.3 不同等级线路的编码衔接设计方案

淮北北高速场SG/SGF 进站信号机与岱河站XP/XPF 进站信号机仅一个闭塞分区，两站共用接近区段及离去区段。

淮北北高速场信号机设置及低频码发码原则按《铁路技术管理规程（高速铁路部分）》执行，岱河站信号机设置及低频码发码原则满足《铁路技术管理规程（普速铁路部分）》，淮北北高速场SG/SGF 进站信号机UUS码表示所在侧向进路上的道岔为18 号及以上，并不表示下一架信号机是开放状态，而岱河站XP/XPF 进站信号机UUS 码表示所在进路上的道岔为18 号及以上，并表示下一架信号机是开放，两站站间距仅1912m，C2 动车由淮北北高速场股道发车至岱河站，需要邻站岱河站进站信号机开放条件，通过分析两相邻站的特殊布置形式及编码方式，采用的编码逻辑处理如下：当向SG 口发车时，当S1LQ 邻AG/BG 发码为UUS 或UU 时，淮北北高速场股道及道岔区段码序按追踪逻辑编码；当向SG口发车时，当S1LQ 邻AG/BG 发码为HB 或HU 时，淮北北高速场股道及道岔区段码序相应降级编码；当向SGF 口发车时，当X1LQ 邻AG/BG 发码为UUS 或UU 时，淮北北高速场股道及道岔区段码序按追踪逻辑编码；当向SGF 口发车时，当X1LQ 邻AG/BG 发码为HB 或HU 时，淮北北高速场股道及道岔区段码序相应降级编码。

3 总结

随着我国高速铁路网线路特别是区域网的不断发展，既有高铁通过短距离的联络线引入既有普速铁路不断出现新的问题，针对既有GSM-R 覆盖范围短情况下等级转换模式问题及站间距短情况下不同等级线路的编码衔接问题，提出相应的设计方案并顺利实施，为淮萧联络线联调联试成功和开通运行提供保障，为后续相似工程设计提供借鉴意义，在以后的工程运用中还需要进一步深化研究，特别是新问题的解决方案。

引用

[1] 中国铁路总公司.铁总科技﹝2015﹞172 铁路技术管理规程[S].北京:中国铁道出版社,2015.

[2] 国家铁路局.TB/T 3484-2017 列控系统应答器应用原则[S].北京:国家铁路局,2017.

[3] 中国铁路总公司.铁总运﹝2016﹞222 列控系统相关规范补充规定[S].北京:中国铁路总公司,2016.