广深线信号系统升级改造技术

欧阳圣平

（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

广深线北起广州站南至深圳站，是连接京广线、京九线与香港特别行政区的线路。正线全长约147 km，共由22个车站、4条区间正线组成，其中Ⅰ、Ⅱ线为准高速线，Ⅲ、Ⅳ线为普速线。

既有广深Ⅰ、Ⅱ线采用CTCS-2级标准进行设计并于2007年开通使用，线路允许速度为180 km/h，Ⅲ、Ⅳ线线路允许速度为140 km/h，按CTCS-0级标准设计。信号系统由运输调度指挥系统、列车运行控制系统、车站联锁系统等组成。

1）运输调度指挥系统

运输调度指挥系统包括FZt-CTC型调度集中设备和TDCS-Y型调度监督设备。广州站采用TDCS-Y型调度监督站机，其余各站采用FZt-CTC型调度集中站机。

2）列车运行控制系统

广深Ⅰ、Ⅱ线采用既有线CTCS-2级标准进行设计，广州、平湖两站采用LKD2-YH型列控中心，其余站采用LKD1-Y型既有线CTCS-2级列控中心。广深Ⅲ、Ⅳ线采用CTCS-0级列控系统。

3）车站联锁系统

全线各车站（场）联锁设备采用二乘二取二型的DS6-K5B型计算机联锁系统。

4）其他系统

广深全线采用CSM-HH型信号集中监测系统，其中东莞、平湖南到达场、平湖南上到发场、平湖南编尾场、平湖南下到发场采用2010版集中监测站机，其余车站监测站机软件采用2010版，硬件采用2006版。

广深全线采用PZWJ型智能电源屏，电源屏均未配置UPS设备。

2 主要存在问题

目前为止绝大多数既有线列控系统标准陆续废除，全路范围内仅有广深线仍在运行，其他线路均已拆除或停用。同时，随着正在实施的广汕、赣深高铁等相邻线路的开通，广深线信号系统在调度台设置、CTC控制模式、临时限速、车载逻辑、施工维护等方面的问题日益凸显，主要问题如下。

2.1 运输调度指挥系统问题

1）调度台设置

目前广深线仅设置一个调度台，管辖广州（不含）至深圳（含）约147 km，广深Ⅰ、Ⅱ线开行列车约110对，广深Ⅲ、Ⅳ线开行列车约96对。广深线目前列车行车密度较大，车站数量较多，包含广州东、深圳这样的大型客站，调度员与车站值班员需同时管辖城际、普速线，工作强度较大。未来广汕、赣深高铁均接入广深线，更加剧了运输部门的工作强度，不利于调度台管理。

2）CTC控制模式

广深线在用的CTC系统依据《分散自律CTC技术条件（暂行修订稿）》（科技运函[2004]15号）进行设计和建设，同时根据当时广深线的运输需求进行了适应性修改。其CTC控制模式较多，分为车站自律、分级自律、区域自律以及中心自律4种模式，与现行规范要求的分散自律模式不完全一致。

2.2 列车运行控制系统问题

1）临时限速

目前广深Ⅰ、Ⅱ线未按高铁规范设置临时限速服务器和安全数据网，调度所调度员无法直接通过设备下达临时限速命令，需各车站值班员收到调度所调度命令后，由车站值班员通过CTC站机向列控中心人工下达临时限速命令，且广深线仅正线有临时限速线路号但无侧线区临时限速线路号，列控中心无法下达侧线临时限速命令。一方面增大了车站值班员的工作强度，另一方面也降低了系统的安全性和实用性。

2）车载逻辑

当办理经18号及以上道岔的侧线发车或者侧线通过进路时，由于既有线列控系统无法提供侧线区的临时限速，动车组ATP为部分监控模式，既有广深线运行的动车组在收到UUS码时顶棚速度为80 km/h，而部分监控模式下收到L3等允许码序的顶棚速度才为45 km/h，速度限制并不合理。

广深Ⅰ、Ⅱ线目前使用的CTCS2-200H型列控车载设备1.0.66版软件，不支持司机启车时输入动车组长度，车尾限速保持的长度均按照长编组16节处理。而广深Ⅰ、Ⅱ线目前运行的均为8节短编组的动车组，当遇有车尾限速保持逻辑时，其车尾限速保持距离远长于动车组实际编组长度，对运输效率影响较大。

2.3 车站联锁系统问题

目前广深四线共线的车站，Ⅰ、Ⅱ线与Ⅲ、Ⅳ线共用一套联锁设备，因城际列车和普速列车运输组织方式不同，相互影响较大，常发生城际动车和普速列车抢用联锁控制权现象，既存在安全隐患，也严重影响运输效率。广深Ⅰ、Ⅱ线夜间无运营列车，“天窗点”较长，而广深Ⅲ、Ⅳ线夜间仍有列车运营，“天窗点”较短，共用一套联锁设备使得Ⅰ、Ⅱ线施工维修的有效时间大量减少，增加了施工风险和工作强度。

3 解决方案

3.1 总体思路

将广深Ⅰ、Ⅱ线按现行客专CTCS-2级系统标准对既有线列控、CTC设备进行升级改造，并对具备城际场和普速场分设条件的车站进行联锁改造，将广深Ⅰ、Ⅱ线改造为符合现行客专标准的CTCS-2级线路。

3.2 运输调度指挥系统升级改造

广深线行车调度指挥系统采用符合现行标准的CTC。

1）将广深由一个调度台新设为两个调度台，其中广深一台管辖广州（不含）至东莞（含）间的行车调度指挥，广深二台管辖东莞（不含）至深圳（含）间的行车调度指挥，广州站维持既有广州地区调度台不变。

2）CTC系统采用标准的分散自律控制和非常站控两种模式，其中分散自律控制模式包括中心操作方式、车站调车操作方式和车站操作方式。

3.3 列车运行控制系统升级改造

列控运行控制系统采用符合现行标准的CTCS-2级列控系统。

1）新建广深Ⅰ、Ⅱ线安全数据网，纳入新设的EMS网管服务器管辖。各车站/中继站列控中心、计算机联锁设备以及TSRS设备均接入安全数据网，实现设备间信息交互。对应调度台管辖范围，全线新设2套TSRS设备，分别管理各段临时限速的存储、校验、撤销、拆分、设置等，由调度所调度员直接通过临时限速服务器向列控中心下达临时限速命令。

2）同步完成车载软、硬件升级改造，修改既有车载逻辑：当车载设备在部分监控模式下收到UUS码，车载顶棚速度由80 km/h改为45 km/h，增加司机输入动车组长度的功能，缩短车尾限速保持的长度。

3.4 车站联锁系统升级改造

广深Ⅰ、Ⅱ线车站均采用具备CTCS-2功能的计算机联锁系统。

按照广深Ⅰ、Ⅱ线与Ⅲ、Ⅳ线分场控制的原则，对于具备城普分离条件的中间站，新设计算机联锁、信号集中监测及电源系统等设备作为城际场信号设备，既有设备改造为控制普速场的信号设备，城际场计算机联锁与普速场计算机联锁采用继电方式传递场联条件。联锁管辖范围修改示意如图1所示。

图1 分场设置计算机联锁设备管辖范围示意Fig.1 Schematic diagram of jurisdiction scope of computer based interlocking equipment set by yards

4 创新成果

1）构建定制化的CTCS-2级列控系统方案，解决列控系统与普速线区间闭塞系统兼容的技术难题。

目前国内现行CTCS-2级列控系统一般应用于客运专线，具备实现区间信号机点灯、区间轨道电路编码、站内轨道电路编码、有源应答器报文、方向电路、区间逻辑检查和传递站联条件等功能，区间闭塞、调度集中等其他信号系统一般都执行客专标准与之匹配。

受制于大修周期、投资总额等因素，广深线区间闭塞系统无法同步改造为客专标准的轨道电路制式，仍维持普速线标准。结合以上特殊背景，构建了适用于广深线的CTCS-2级列控系统方案，即列控系统仅实现站内轨道电路编码、有源应答器报文、方向电路和传递站联条件功能，区间信号机点灯、区间轨道编码和区间逻辑检查功能采用继电方式实现。

2）攻克了轨道电路四线并行、低道床传输的关键技术，首次实现了通信编码ZPW-2000A移频轨道电路在四线并行、低道床线路的应用。

目前通信编码ZPW-2000A移频轨道电路一般应用于客运专线，对道床电阻要求较高，有砟线路最低不小于2 Ω·km，无砟线路最低不小于3 Ω·km。随着应用场景愈加广泛，出现了通信编码ZPW-2000A移频轨道电路应用于普速线路的需求，例如广深线。普速线路道床电阻普遍较低，站内最低不小于0.6 Ω·km，区间最低不小于1 Ω·km，且广深线为四线并行线路，导致ZPW-2000A移频轨道电路的传输条件发生变化。

结合通信编码ZPW-2000A移频轨道电路对广深线四线并行、低道床的适应情况，利用原有钢轨线路，进行道床电阻的建模与计算，对现场条件进行测试与分析，提出轨道电路运用要求、限制条件以及道床电阻、轨面电压与传输极限的关系，解决了通信编码ZPW-2000A轨道电路高要求与普速线低道床的矛盾。

5 结束语

全路对于既有线CTCS-2级信号系统升级改造的工程并不常见，可以借鉴的成熟经验甚少，本文通过分析广深线既有信号系统现状和存在的问题，提出成套信号系统技术方案，有力支撑广深线所在珠三角地区与相邻区域综合运输体系质量和能力，助力粤港澳大湾区铁路建设高质量发展，形成信号系统升级改造的成套技术和创新成果，对国内列控系统更新改造具有借鉴意义。