站内长短进路的列控系统处理方案研究

杨 韬，黄 佳

（1.北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；2.北京市高速铁路运行控制系统工程技术研究中心，北京 100070）

1 研究背景及意义

1.1 国内现状

截止2023 年初，国内高铁里程已经突破4.2万km，构建的“八纵八横”高速铁路干线几乎涵盖了全国所有大中型城市且基本为新建线路、车站。“十四五”规划提出在2035 年实现更加完善铁路交通运输、建设交通强国的要求。因此，从客流量、成本、运营等多方位角度考量，以高速铁路列控技术为基础，既有普速线路进行现代化升级改造实现增速、增效，是非常有研究必要的一个课题[1]。

1.2 国外现状

随着全球政治、经济格局深刻变化以及“一带一路”倡议的深化落实，中国高铁列控技术正在广泛运用于构建欧亚、中亚、泛亚铁路以及落地中老、中泰、匈塞、雅万等海外工程。海外工程大多基于既有线路，在既有普速站的基础上升级信号系统，土建改造成本有限、站型相对复杂、本地化需求繁多、运营场景特殊等对高铁列控技术有着更高的要求[2]。

1.3 研究意义

国内新建高速铁路干线基本为客运专线，客货混运线路较少。客运专线车站按照标准规范设计，在设计之初就按照规划的运营需求制定列车编组长度以及设计对应的车站股道，因此站型相对标准化、统一化，有利于高铁列控系统的通用设计和统一部署。然而，大量存在的既有线路均属于客货混运的情况，特别是在海外，客货混运是铁路运营的主流形态。在既有线路上，运营列车的型号、编组、长度、运营需求存在极大的差异化需求，因此也导致既有站设计相比新建标准站更为复杂，对列控系统的设计和技术要求更高，潜在的安全风险也更大[3]。站型差异对比如图1 所示，其中很大一部分差异体现在既有站大量存在长短进路情况，主要原因为基于土建成本考虑一个站台需要停靠多列车，因此长短进路对运营效率和安全具有极大影响。

图1 标准站和既有站Fig.1 Standard station and existing station

站内长短进路是国内外既有线路普遍存在的运输需求。无论是国内高速铁路既有线改造或是海外工程建设，站内长短进路的列控系统处理方案都是一个必须攻克的难题。在高速铁路列控系统框架下，研究针对长短进路的处理方案，既满足站内运营效率提高要求，又满足接发车作业安全要求，具有重要的经济和社会价值。

2 长短进路的定义及应用

基于国内外的研究背景，以下从长短进路的定义和应用两方面进行介绍。

2.1 长短进路的定义

既有站的常见信号设计如图2 所示，车站股道上存在道岔，并在该道岔前后设置轨道边界信号机防护该组道岔。该轨道边界信号机可作为列车、调车进路的终端，以及调车进路的始端。根据该轨道边界信号机属性，站内列车进路中可划分为长进路1和短进路2。

图2 既有站信号设计Fig.2 Signal design for existing station

相较于站内普通列车进路的列车进路1 和列车进路2，长进路1 中完全包含短进路2，由于股道边界信号机不能作为列车进路的始端，因此以轨道边界信号机为起点形成的列车进路3 在信号设计中不存在。因此将该轨道边界信号机视为“可穿越”的信号机，仅有阻拦作用（只有红灯或禁止信号），没有通过作用（没有列车信号的绿灯或者通过信号），在不激活阻拦作用的情况下，默认允许列车“穿越”。

2.2 长短进路的应用

基于长短进路的信号设计和安全性原则，站内长短进路有以下原则。

1）办理长进路1，只有列车完全进入B 股后，长进路1 方可解锁。若列车完全进入A 股，需保持股道道岔区段和B 股为锁闭状态。

2）办理短进路2，只有列车完全进入A 股后，短进路2 方可解锁。由于站内长短进路的信号设计，不存在以短进路终点信号机为起点的列车进路，此后，列车需通过调车方式进行后续运营。

3 长短进路安全运营场景分析

根据站内长短进路的定义及应用，长短进路在列控系统中的安全高效应用至关重要。列控系统由车载设备、无线闭塞中心（Radio Block Center，RBC）、 临 时 限 速 服 务 器（Temporary Speed Restriction Server，TSRS） 等 组 成[4]。RBC 根据计算机联锁（Computer Based Interlocking，CBI）、TSRS 等设备发送的进路状态、灾害区状态、临时限速等各种地面线路状态，生成行车许可（Movement Authority，MA），通过无线网络与车载设备相连接，控制列车安全运行。

下面基于列控系统选取典型站内长短进路安全运营场景进行分析讨论。

3.1 双车停靠作业

基于长短进路的信号设计和运营需求，将存在基于长短进路的双车同时停靠在同一直股的运营场景。如图3 所示，列车1 和列车2 需分别停靠在A股和B 股。在该运营场景下，由于短进路1 和长进路2 存在重叠，若CBI 在长进路2 未解锁时，又办理短进路1，会造成列车1 和列车2 实际的MA 重叠，为行车安全带来风险隐患。

图3 双车停靠作业Fig.3 Double parking operation

3.2 多股道发车/接车

站内存在多辆列车接/发时，如图4 所示，列车1 需接车至B 股，列车2 从C 股发车。在该运营场景下，发车进路3 和接车长进路2 存在重叠，若列车1 先接车，列车2 再发车，会存在冲撞；若列车2 先发车，待进路3 出清后，再办理长进路2 接车，会影响站内运营效率。

图4 多股道发车接车Fig.4 Multi-track departure and reception

4 列控系统的长短进路处理方案

通过对列控系统中站内长短进路的双车停靠、多股道发车接车运营场景的分析，站内长短进路的处理对列控系统的安全性及运营效率具有至关重要的影响。从站内长短进路的配置、站内长短进路状态、站内长短进路处理3 个方面研究列控系统的长短进路处理方案。

4.1 站内长短进路配置

RBC 作为列控系统地面核心设备，需将管辖范围内的列控数据信息以配置数据的形式存储，并输出RBC 和CBI 接口信息表。CBI 根据接口信息表配置进路信息，并实时动态给RBC 发送站内进路状态。

列控数据作为RBC 功能实现的底层支撑数据，主要包含线路描述信息、进路信息、临时限速信息、灾害信息、接口描述信息以及设备信息等[5]。RBC根据线路拓扑结构，将线路基础设施应答器、信号机、计轴和道岔等，划分为单个对象，通过“点、线、面”的方式将线路信息存储在配置数据中。其中RBC 在描述站内进路时，通过进路始终端信号机及其属性将进路描述为不同类型供RBC 核心逻辑运算。

RBC 在存储长短进路相关信息时，根据轨道边界信号机“可穿越”属性，在生成列车进路时，只将具有该属性的信号机作为终端信号机，不可作为其他列车进路的始端信号机。

4.2 站内长短进路状态

在办理站内长短进路运营场景中，CBI 是保证长短进路处理正确的重要环节[6]，RBC 主要根据CBI 发送的长短进路的进路状态计算MA，进而保证列车实际运行的MA 不重叠。CBI 发送的站内进路状态主要包含未激活、不可用、正常、正在使用和引导5 种状态[7]。

因此，CBI 在办理长短进路时，应满足“长短进路状态互斥”的基本原则，确保长短进路不会同时办理，即CBI 办理站内长进路后，不能再办理站内短进路，办理站内短进路后，不能再办理站内长进路。

4.3 站内长短进路处理

RBC 根据列车位置结合CBI 实时动态发送的进路编号和进路状态，将进路信息映射到RBC 配置数据中，根据进路状态和进路静态信息将列车前方空闲进路信息以MA 的形式发送给列车，控制列车在站内安全运营[8]。

针对站内长短进路，RBC 收到CBI 发送的长短进路信息，向不同列车发送相应长短进路的行车许可。其中，在多车运营场景中，RBC 在给列车分配MA 时，需保证同一条进路不能同时分配给多辆列车使用。

5 长短进路处理方案效果分析

基于上述列控系统的长短进路处理方案，对双车停靠、多股道发车/接车运营场景进行效果分析。

5.1 双车停靠作业

在双车停靠作业运营场景下，如图5 所示，CBI 办理进路2 接车进路（正常），RBC 给列车2分配MA 至进路2 终点，列车2 进入B 股道停稳后，CBI 将进路2 解锁。CBI 可办理进路1 的列车进路（正常）、引导进路（引导），RBC 给列车1 分配至进路1 终点的列车许可、引导许可，控制列车1进入股道。在该运营场景中，有效地保证列车1 和列车2 的MA 不重叠，保证系统的安全性。

图5 长短进路处理方案后的双车停靠作业Fig.5 Double parking operation based on the long-short rout processing scheme

5.2 多股道发车/接车

在多股道发车/接车运营场景下，如图6 所示，CBI 办理发车进路3（正常），同时办理正常接车进路1（正常），RBC 为列车2 分配发车范围内的MA，同时为列车1 分配至进路3 终点的MA。待列车2 运行出站后，CBI 出清进路3，人工将列车1模式转为调车模式，继而由A 股调车至B 股。此后通过司机手动呼叫RBC 或采用进站外方等级转换点进行等级转换的方式，实现RBC 为列车提供MA，使列车在RBC 的管辖范围内安全运行。在该运营场景中，通过短进路接车的方式有效避免了列车1 和列车2 冲撞的可能性，同时提高了系统的运营效率。

图6 长短进路处理方案后的多股道发车接车Fig.6 Multi-track departure and reception based on the long-short rout processing scheme

6 总结

站内长短进路的列控系统处理方案有效解决了既有站场大量存在的长短进路运营安全及效率问题，能够广泛应用于全球既有线的升级改造。该方案目前已应用于“一带一路”跨境重点基础设施建设工程——匈塞铁路，有力保障了匈塞铁路长短进路作业场景的安全运营。同时，为国内高铁设备“走出去”和国内线路升级改造提供有效的解决方案，具有较高的应用价值。