中国标准铁路信号系统在中老铁路磨万段应用的思考与探讨

中国铁路装备在国家的大力支持和铁路人的努力攻关下，经过大规模建设发展的检验，已达到世界领先水平，中国高速铁路成为国家名片，使中国铁路“走出去”成为必然趋势。随着“一带一路”倡议的推进，为中国铁路“走出去”和海外项目的发展带来了新机遇。中老昆万铁路(昆明—万象，以下简称“中老铁路”)是见证中老两国友谊的重要项目，中老铁路的建成将有力地支撑中老命运共同体的构建和中老经济走廊的建设。中老铁路磨万段(磨丁—万象南)从中老边境口岸磨丁，途经老挝琅南塔省、乌多姆赛省、琅勃拉邦省、万象省，终点为老挝首都万象，线路全长422.4 km，单线电气化，设计速度160 km/h，共设20 个车站。项目于2016 年12 月25 日开工，已于2021 年12 月3 日竣工通车。由于中国铁路标准体系覆盖了建设、运营及维护所需全专业、全过程，可以很大程度上消除建设、运营和维护的特殊点和风险点，降低建设、维护的成本[1]。中老铁路磨万段全线采用了中国技术标准、使用中国设备并与中国铁路网直接连通，是泛亚铁路中线的重要组成部分。

1 技术标准

1.1 国际铁路标准

海外铁路信号项目工程一般要遵循通用标准和信号子系统功能标准。通用标准主要包括安全性标准、电磁兼容标准、防雷接地标准，以国际电工委员会(IEC)、欧洲电工标准化委员会(CENELEC)等国际标准组织发布的标准为代表。铁路信号子系统功能标准包括列车控制子系统、列车调度子系统、联锁子系统等，其中列控系统以欧洲的ETCS标准最有代表性，其他还有美国的PTC 列控系统、日本新干线列控系统、中国列控系统CTCS 等其他列控系统。

1.2 中老铁路磨万段标准的选择

国外铁路项目倾向于认可欧洲标准，我国铁路行业发展重点普遍集中在新产品开发应用上，相对欧洲国家来说中国铁路标准体系建设较晚，我国铁路技术标准距离被世界认可还需要持续完善和推广。

中老铁路磨万段建设之前，老挝铁路只有一条从泰国廊开车站到老挝塔拉棱车站的3.5 km 的米轨铁路，中老铁路磨万段在老挝尚属首次建设长距离线路，鉴于老挝缺少成熟的铁路标准，同时中老铁路磨万段需与中国昆玉铁路(昆明—玉溪)和玉磨铁路(玉溪—磨憨)互联互通，综合评价老挝国情和工程实际，信号系统采用中国标准。

1.3 主要信号产品的标准

由于中老铁路磨万段采用中国标准建设，调度集中系统、联锁、计轴等设备均按照目前国内的技术要求。调度集中系统参照中国标准《调度集中系统技术条件》(TB/T 3471-2016)和《调度集中系统技术条件》(Q/CR 518-2016)。计算机联锁设备参照中国标准《铁路车站计算机联锁技术条件》(TB/T 3027-2015)。道岔转辙机参照中国标准《铁路道岔转换设备安装技术文件》(TB/T 3508-2018)。计轴设备参照中国标准《铁路信号计轴应用系统技术条件》(TB/T 3189-2007)。

2 中老铁路磨万段信号系统方案

在“一带一路”铁路项目中，为了将中国铁路装备和中国铁路标准推广出去，在铁路技术标准国际化方面做了一些成功的实践[2-4]。一方面借助建设的工程项目进行中国标准的推广，成功案例有雅万高速铁路(雅加达—万隆)和中老铁路磨万段，这2 个项目全部按照中国标准；也有与其他国家共同编制标准[5]的项目，例如俄罗斯的莫斯科—喀山铁路；进入欧盟市场的还需要符合欧洲铁路互联互通技术规范(TSI)的要求，开展欧盟互联互通指令(EC)符合性认证，并获得认证证书。

中老铁路磨万段信号系统由调度集中系统、计算机联锁系统、列车运行控制系统、信号集中监测系统等构成，信号系统及设备遵循信号故障安全原则，设计参照中国标准[6]执行。

2.1 调度集中系统

中老铁路磨万段全线行车调度指挥采用调度集中系统(CTC)。CTC 可以辅助编制和调整列车运行计划；实时查看列车运行状态和站场的信号显示；控制列车进路；追踪列车车次，实现列车运行图的自动绘制；根据行车计划结合各车站的站细，通过自律机完成列车进路的控制。CTC 系统主要由调度中心子系统、车站子系统构成，采用独立的局域网组网结构实现系统互联，整体为车站-中心2 层结构。调度中心设置在万象，万象调度中心设置CTC 中心系统及行调台设备，磨丁至万象南设一个行车行调台，CTC 调度中心一般设置中心服务器和调度、维护的终端，中心服务器主要包括数据库服务器、应用服务器、通信前置服务器等核心服务器，接口服务器有T/D 接口服务器、GSM-R 接口服务器、对外时钟接口服务器等，终端主要有调度员终端、助调员终端、综合维修终端、维护台终端、网管台终端等。CTC 车站子系统设置车务终端、自律机、路由器交换机等网络设备、通信质量监督设备、信息安全防护设备、电务维护终端等。各站CTC 子系统接入万象CTC中心，中老铁路磨万段CTC 系统结构如图1 所示。

图1 中老铁路磨万段CTC 系统结构Fig.1 CTC system structure of Boten-Vientiane Railway

CTC 车站子系统根据线路运营作业需要，设置万象南站、蓬洪站、万荣站、琅勃拉邦站、孟赛站、磨丁站为车站操作模式，其余14 站为中心操作模式，同时系统具备各站与调度中心助调台间实时进行车站操作、中心操作、车站调车的模式转换，满足常态、应急处置等作业需求，中老铁路磨万段CTC 车站操作方式如表1 所示。

表1 中老铁路磨万段CTC 车站操作方式Tab.1 Operation mode for CTC station of Boten-Vientiane Railway

2.2 联锁、信号机及轨道电路

中老铁路磨万段全线车站采用计算机联锁设备，车站联锁系统的进路控制能实现调度集中分散自律控制方式和非常站控方式。各站设置专用控制终端，控制与显示采用鼠标加显示器方式。进站信号机外方制动距离内综合坡度大于6‰下坡道时按照设置延续进路设计。

进出站信号机、调车信号机等，在标准规范的基础上，结合线路实际情况对部分信号机采用矮型设计，全线配置交流转辙机。

各站正线、到发线、接近区段均使用25 Hz相敏轨道电路叠加ZPW-2000 系列电码化，第一接近区段和侧线占用叠加发码，其他接近区段及正线预叠加发码。

2.3 计轴、列控及监测系统

中老铁路磨万段正线区间自动站间闭塞区段的区间占用与空闲检查由计轴设备实现，计轴设备自动检查区间空闲及列车完全到达车站。两站间采用基于光纤的站间安全信息传输设备。

列车运行控制系统采用CTCS-0 级列控系统，列车以主体化机车信号加列车运行监控记录装置(LKJ)构成车载设备，以地面信号显示作为行车凭证。

中老铁路磨万段配置信号集中监测系统，包括电务维护中心监测总机系统、车站监测子系统、综合维修工区及维修段监测终端，以及连接中心总机系统与车站子系统的广域网设备。监测范围包括联锁、闭塞、CTC、电源屏、计轴设备、道岔缺口等。

2.4 主要系统接口

CTC 接口包括与计算机联锁(CBI)、信号集中监测的接口、与通讯(GRIS)的GSM-R 接口、与信息专业的TD 接口，系统在功能上具备与相邻线路、调度中心互联互通功能，在未来可根据业务需求进行扩展，实现互联互通。CTC 车站分机与CBI 采用RS422 实现冗余连接，CTC 车站分机与集中监测站机采用RS422 串行接口方式连接。CTC 设备在信号机械室至通信机械室采用光纤通道和光接口设备连接。

计算机联锁系统接口包括与CTC 系统、信号集中监测系统等其他信号系统接口。CBI 与CTC车站分机采用RS422 实现冗余连接，联锁电务维护机采用RS422 串行接口方式与集中监测通信。

信号集中监测系统与其它子系统间接口包括与CBI、CTC、电源屏、道岔缺口监测等设备的接口。

3 应用效果及思考

3.1 应用效果

作为铁路系统的“耳目”和“中枢神经”，信号系统保证列车安全有序地行车与调车作业。中老铁路磨万段CTC 系统，实现了对列车运行全局集中调度控制，通过系统站场显示功能，全面实现列车运行追踪，满足各作业岗位对列车实时运行状态的掌握；在分散自律控制模式下，与CBI 结合，对站内轨道电路、信号机、道岔等信号设备进行控制，完成进路自动排列；计轴装备实现了区间信号设备的运用控制和状态监视，CTCS-0 级列控设备实现了车地信息有效交互，集中监测装备提供多系统运行状态监视。CTC，CBI 等信号装备的应用，服务于行车指挥、设备联控、运行状态监视、综合维护等多方面的生产作业，提升了中老铁路磨万段的自动化、智能化水平，减少了作业人员工作强度，提升了全线生产作业效率和综合管理水平。中老铁路磨万段信号系统满足了老挝铁路的运营和运输安全管理需求，配套建设的计算机联锁及调度中心实训平台为老挝学员提供了技术培训，帮助老挝铁路工作人员熟练掌握中国铁路信号产品及系统基本操作。

3.2 思考与探讨

我国铁路信号装备企业在“走出去”的过程中，应结合海外铁路信号市场特征，在简化系统接口、防范化解海外侵权风险、降低海外履约成本方面去探索实践。

（1）提高信号系统的集成度。我国信号系统的架构包含联锁、列控、调度指挥等子系统，海外项目有投资成本和运维人力的限制约束，同时海外不像国内路网运输繁忙，可以简化设备架构，合并子系统功能，减少接口，实现缩减设备数量，减少维护工作量。

（2）注重专利保护、防范专利侵权。由于专利有地域性特点[7]，国内信号企业在注重国内专利布局的同时，也应积极在国外申请专利，在拓展海外市场时避免侵犯其他权利人在国外的专利权。

（3）提高配线的通用性。铁路信号系统项目的电源、信息采集和传输普遍采用现场接配线的方式完成，在海外项目实施中由于时间、人力、物力成本等约束，可以升级配线方式，采用箱式机房或工厂配线现场插接的方式进行优化创新，降低施工调试的难度和履约成本。

4 结束语

中老铁路磨万段是目前海外建设并开通运营的最新铁路项目，中老铁路磨万段的开通标志着中国铁路信号系统成套应用在“一带一路”建设重点项目[8]。中老铁路磨万段信号系统是我国自主研发的铁路信号装备成功地应用在第一条与中国境内铁路网直接连通的、符合“中国标准”的电气化铁路上，成功护航中老铁路通畅运行[9]。在“一带一路”倡议背景下，借助中老铁路的建设，我国铁路信号系统的标准得以走出国门，从而获得更多的竞争优势[10]。目前我国铁路信号系统项目“走出去”以中国标准为主，在欧盟市场应符合当地的一系列标准。通过讨论国际铁路标准和磨万项目的信号系统解决方案，总结其他海外铁路项目信号系统方案，希望更多的国内信号企业积极深入研究，从不同地区海外项目业主的系统需求、运营实际出发，提出更加合理的解决方案，不断完善我国高速铁路信号产品功能，推动我国铁路 “走出去”项目的实施。