列控中心临时限速信息包[CTCS-2]编码方案研究

陈 滨，周小辉

（北京和利时系统工程有限公司，北京 100176）

在CTCS-2 级列控系统中，临时限速是列控中心实现的主要功能之一[1]。列控中心根据临时限速调度命令，结合区间及站内进路状态，实现有源应答器报文的实时组帧、编码、校验，并通过LEU 控制有源应答器发送CTCS-2 级列控报文[2]。

根据列控中心技术规范，站内侧线发车临时限速管辖范围内有限速时，临时限速发送一条全进路报文，临时限速报文受站内限速和区间限速共同影响。

1 应答器报文容量对临时限速的信息包[CTCS-2]影响分析

1.1 CTCS-2级列控系统应答器报文容量

一般情况下，地面有源应答器组由有源应答器和无源应答器组成。有源应答器的用户信息包总容量为772 个信息位[3]。

在CTCS-2 级列控系统应答器报文中，定义了轨道区段信息包[CTCS-1]、临时限速信息包[CTCS-2]、链接信息包[ETCS-5]、坡度信息包[ETCS-21]、速度信息包[ETCS-27]、特殊区段信息包[ETCS-68]等应答器报文，为CTCS-2 级列控系统车载设备提供地面信息[4]。

临时限速命令作为动态信息，由列控中心实现临时限速报文实时编码，通过LEU 有源应答器发送给ATP 车载设备[5]。当应答器临时管辖范围有1 条临时限速时，临时限速信息包[CTCS-2]需要占用107 个信息位。在此基础上，每增加1 条临时限速，临时限速信息包[CTCS-2]需要增加38 个信息位。

1.2 侧线发车时，报文容量对出站信号机应答器[CTCS-2]信息包影响分析

在侧线发车进路时，出站信号机开放后，出站有源应答器需要发送轨道区段信息包[CTCS-1]、临时限速信息包[CTCS-2]、链接信息包[ETCS-5]、速度信息包[ETCS-27]和特殊区段信息包[ETCS-68] 5 个信息包。

在侧线发车进路时，如果临时限速信息包[CTCS-2]按发送管辖范围内所有临时限速的方式进行报文组帧，需要占用应答器用户信息包259 个信息位（107 位+38 位+38 位+38 位+38 位）。其他的信息包仅剩下516 个信息位。

轨道区段信息包[CTCS-1]需要涵盖站内发车进路从应答器至出站口再延伸一个不引起列车制动的距离内所有轨道电路区段信息。一般至少需要400 ～500 个信息位。

在侧线发车进路时，还要发送链接信息包[ETCS-5]、速度信息包[ETCS-27]、特殊区段信息包[ETCS-68]，有源应答器报文容量严重不足。

在实际工程中，出站信号机应答器临时限速信息包[CTCS-2]发送1 条全进路限速报文。当总报文超过总容量772 个信息位时，可以通过合并闭塞分区内轨道电路区段的方式缩短报文长度。但是在大型站场及特殊场景中，仍会出现报文严重超长，轨道区段信息包[CTCS-1]描述长度不足而可能导致列车降速的情况出现。

综上所述，在侧线发车时，由于有源应答器报文总容量772 信息位的限制，出站应答器管辖范围内有限速时，发送1 条站内全进路的临时限速信息包[CTCS-2]，临时限速占用107 个信息位。

1.3 正线通过时，报文容量对进站信号机应答器[CTCS-2]信息包影响分析

在排列正线通过进路时，进站信号机应答器单方向临时限速管辖范围内，最多满足发送3 条临时限速的条件。加上临时限速管辖范围末端强制100 m 45 km/h 的末端限速共4 条限速[6-8]。

当正线通过时，进站信号机应答器发送临时限速信息包[CTCS-2]和链接信息包[ETCS-5]2 个信息包。

当正线通过时，信号开放后，进站有源应答器最多发送4 条限速报文，临时限速信息包[CTCS-2]最大占用221 个信息位（107 位+38 位+38 位+38 位）。

当正线通过时，信号开放后，应答器用户信息包总容量772 个信息位中，临时限速信息包[CTCS-2]最多占用221 个信息位，留给链接信息包[ETCS-5] 551 个信息位，应答器用户信息包容量比较富裕，不会出现应答器报文容量超限的情况。

2 在《列控中心技术条件》中，出站应答器的临时限速信息包[CTCS-2]发送原则分析

由于有源应答器报文容量限制，办理侧线发车（含带直向发车的侧向接车进路）临时限速管辖范围内有限速时，列控中心控制有源应答器发送1 条站内全进路临时限速的信息包[CTCS-2]，临时限速有效范围由涵盖应答器至出站口的发车进路。

当列车从侧线股道发车（包括带直向发车的侧向接车进路）时，列车进路上按全进路限速运行。当列车运行至区间，经过反向进站应答器时，车载ATP 更新临时限速信息。在此情况下应保证列车不能出现紧急制动的情况[9-10]。

根据《列控中心技术条件》（Q/CR 817-2021），以带直向发车的侧向接车进路为例，为保证列车在进入区间时不产生紧急制动，车站范围的全进路限速值不仅由进路内临时限速决定，同时受区间临时限速的影响。区间影响范围包括L1、L2、L3。如图1 所示，从进站信号机向区间方向定义L1、L2、L3 长度。

图1 排列带有直向发车的侧向通过进路示意Fig.1 Schematic of divergent through route with straight departure route

以带直向发车的侧向接车进路为例，在L1 范围内有45 km/h 临时限速时，列控中心应发送进站信号机弯进直出进路范围内45 km/h 的临时限速，同时控制进站信号机降级UU。否则列车全部进入股道后可以提速至线路最高速度，当列车运行至出站口反向进站应答器时，车载ATP 收到L1 范围内45 km/h 临时限速，列车将产生紧急制动。

在L3 范围内有45 km/h 临时限速时，列控中心应发送进站信号机弯进直出接发车进路范围内80 km/h 的临时限速。否则列车全部进入股道后可以提速至线路最高速度，当列车运行至出站口反向进站应答器时，车载ATP 收到L3 范围内45 km/h临时限速，列车将产生紧急制动。

在L2 范围内有80 km/h 临时限速时，列控中心应发送进站信号机弯进直出进路范围内80 km/h的临时限速。否则列车全部进入股道后可以提速至线路最高速度，当列车运行至出站口经过反向进站应答器时，车载ATP 收到L2 范围80 km/h 临时限速，列车将产生紧急制动。

综合以上分析，由于有源应答器报文总容量772信息位限制，在《列控中心技术条件》（Q/CR 817-2021）6.9.4、6.9.5、6.9.6 条文中详细规定了侧线发车、带直向发车的侧向接车进路，临时限速管辖范围内有限速时，有源应答器发送1 条站内全进路临时限速报文、以及在L1、L2、L3 内以及L3 外方的有临时限速的条件下临时限速报文的发送原则。

3 临时限速信息包[CTCS-2]编码及信号降级方案研究

在《列控中心技术条件》（Q/CR 817-2021）中，当排列侧线发车进路（包括以带直向发车的侧向接车进路）时，定义的L1、L2、L3 及相关报文发送逻辑、信号降级方式，工程技术人员理解难度较大，工程实施过程中，工程应用软件数据编制、软件测试验证等工作量比较繁琐。以下针对“临时限速信息包[CTCS-2]编码及信号降级”尝试提出新的解决方案，新的方案能够达到保证行车安全，提高列车行车效率的目的。

3.1 临时限速报文[CTCS-2]包编码方案原则

1）侧线发车时（包括排列带有直向发车的侧向通过进路的场景），由于有源应答器报文总容量772信息位限制，应答器发送1 条临时限速报文。

2）站内进路范围内有临时限速时，应答器发送1 条全进路范围限速报文。

3）区间范围内有临时限速（站内接发车进路无临时限速），应答器发送1 条临时限速报文。当管辖范围有2 条或3 条临时限速（管辖范围内最多只能下3 条限速）时，将多条临时限速归档合并为1条，限速值取临时限速中最小值。

4）区间范围内有临时限速（站内接发车进路无临时限速），不会导致站内进路限速、信号机降级UU、股道降UU 码，从而提高列车的运行效率。

3.2 列控中心侧线发车临时限速报文编码方案场景

1）当侧向发车进路上有＜80 km/h 临时限速时，侧向发车信号开放后，出站应答器发送45 km/h 临时限速，临时限速有效范围到出站口，列控中心应控制对应的发车股道降级UU 码，如图2 所示。

图2 侧向发车进路上有＜80 km/h临时限速示意Fig.2 Schematic of temporary speed limit less than 80 km/h on divergent departure route

2）当侧向发车进路上有≥80 km/h 的临时限速时，侧向发车信号开放后，出站应答器发送80 km/h 临时限速，临时限速有效范围到出站口，如图3 所示。

图3 侧向发车进路上有≥80 km/h临时限速示意Fig.3 Schematic of temporary speed limit no less than 80 km/h on divergent departure route

3）当侧向发车进路上有≥80 km/h 的临时限速，同时在L1 范围内有低于80 km/h 临时限速，侧向发车信号开放后，出站应答器发送L1 范围内最小临时限速值，临时限速有效范围到出站口，列控中心应控制对应的发车股道降级UU 码，如图4 所示。

图4 侧向发车进路及L1范围内同时有临时限速示意Fig.4 Schematic of temporary speed limit both on divergent departure route and within L1

4）当侧向发车进路上没有临时限速，侧向发车信号开放后，列控中心将区间临时限速3 条限速归档合并为1 条限速，出站应答器发送归档合并为1 条临时限速。到临时限速区段的距离（D_TSR）为应答器至限速1 的始端长度；限速值（V_TSR）为管辖范围内最小临时限速值；临时限速的长度（L_TSR）为合并后的总长度，如图5 所示。

图5 侧向发车合并区间限速示意Fig.5 Schematic of divergent departure route and speed limit in combined sections

5）排列带有直向发车进路的侧向通过进路上有低于80 km/h 的临时限速时，进站信号机开放后，进站应答器发送45 km/h 临时限速，临时限速有效范围到出站口，列控中心应向计算机联锁设备发送进站信号机降级显示UU 命令，并控制接近区段发UU 码，如图6 所示。

图6 弯进直出通过进路有＜80 km/h临时限速示意Fig.6 Schematic of speed limit less than 80 km/h on through route from curve track to straight track

6）排列带有直向发车进路的侧向通过进路上有≥80 km/h 的临时限速时，进站信号机开放后，进站应答器发送80 km/h 临时限速，临时限速有效范围到出站口，如图7 所示。

图7 弯进直出通过进路有≥80 km/h临时限速示意Fig.7 Schematic of speed limit no less than 80 km/h on through route from curve track to straight track

7）排列带有直向发车进路的侧向通过进路上有≥80 km/h 的临时限速，同时在L1 范围内有低于80 km/h 的临时限速，进站信号开放后，进站应答器发送L1 范围内最小临时限速值，临时限速有效范围到出站口，列控中心应向计算机联锁设备发送进站信号机降级显示UU 命令，并控制接近区段发UU 码，如图8 所示。

图8 弯进直出通过进路及L1范围内同时有临时限速示意Fig.8 Schematic of speed limit both on through route from curve track to straight track and within L1

8）当排列带有直向发车进路的侧向通过进路上没有临时限速时，进站信号开放后，列控中心将区间临时限速3 条限速归档合并为1 条限速，进站信号机应答器发送合并为1 条临时限速。到临时限速的距离（D_TSR）为应答器至限速1 的始端距离；限速值（V_TSR）为管辖范围内最小临时限速值，临时限速的长度（L_TSR）为合并后的总长度，如图9 所示。

图9 弯进直出通过进路合并区间限速示意Fig.9 Schematic of through route from curve track to straight track and speed limit in combined sections

9）其他场景1：出站信号机至区间离去口反向进站信号机应答器长度小于L1（80 km/h 至45 km/h的距离）。在L1 范围内，有低于80 km/h 临时限速时，侧向发车信号开放后，出站应答器发送45 km/h 临时限速，临时限速有效范围到出站口，列控中心应控制对应的发车股道降级UU 码，如图10 所示。

图10 其他场景1（全进路临时限速）Fig.10 Other scenario 1 (speed limit on whole route)

10）其他场景2：进站信号机至区间离去口反向进站信号机应答器长度小于L1（80 km/h 至45 km/h的距离），在L1 范围内，有低于80 km/h 临时限速时，列控中心应向计算机联锁设备发送进站信号机降级显示UU 命令，并控制接近区段发UU 码，如图11 所示。

图11 其他场景2（全进路临时限速）Fig.11 Other scenario 2 (speed limit on whole route)

3.3 建议方案进一步分析研究

建议方案中，一些场景还需要进一步分析。比如：当区间一离去区段有低于80 km/h临时限速时，是否可以考虑站内信号降级，同时取消图10其他场景1（全进路临时限速）。

建议方案对临时限速报文研究仅作为理论研究，是否真正可行，还需要经过软件编制、测试、车载适应性等系统性验证。

3.4 侧线发车出站应答器发送1条归档合并临时限速报文的影响分析

在行车组织中，一个应答器管辖范围内有多条临时限速的情况并不普遍。

调度员在一个应答器管辖范围内设置了多条临时限速时，侧线发车时出站应答器发送1 条归档合并后的临时限速报文，会出现调度限速命令与实践限速不符的情况，由于限速值与限速范围进行了安全侧归档合并，能够保证行车安全。按此方案需要征求行车部门意见。

调度员在一个应答器管辖范围内设置了多条临时限速时，如果其中取消1 条限速，列控中心需要实时进行报文归档合并。

在图5 与图9 的场景中，到临时限速的距离（D_TSR）的计算，站内进路部分按列控数据表的车站进路长度计算，区间部分按列控数据表的信号里程进行计算，同时考虑里程系的装换。

当列车越过反向进站信号机应答器时，车载ATP 会更新区间前方临时限速报文。

侧线发车列车在站内运行时，由于道岔侧向限速及车尾保持，列车在站内速度不高，越过反向进站信号机应答器时会更新区间临时限速，对行车影响较小。

侧线发车列车，越过反向进站信号机时，如果应答器丢失，列车按归档合并临时限速运行，能够保证行车安全。

综上所述，建议方案理论上能满足常规站场及各种运行场景工程实施的要求。尤其在区间有临时限速情况下，减少站内进路限速、信号机降级、股道降UU 码，从而提高列车的运行效率。

4 结束语

本文通过列控中心临时限速报文编码方案的理论研究，尝试提出新的解决方案，可以达到保证行车安全、提高列车的运行效率的目的，更好满足工程实施的要求。